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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

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NPNS 創新研發 拓展健康應用

李幸宜

由於人口老化和壽命延長,醫療保健巿場持續成長,再加上穿戴式科技近兩年備受各方矚目,也連帶引動了穿戴式醫療保健裝置的巨大商機。工研院開發NPNS技術,擴展生活應用的可能。

知名巿調機構Gartner預估,穿戴式智慧電子裝置巿場規模將於2016年達到100億美元,健康追蹤則是重點應用之一。

工研院量測技術發展中心前瞻微型感測實驗室主任林宏墩表示:「穿戴式裝置在近2年蔚為主流,工研院自主開發的微型奈秒脈衝近場非接觸感測(Nanosecond Pulse Near-¬eld Sensing, NPNS)技術正可與趨勢接軌,協助國內廠商加速開發穿戴式裝置產品,結合智慧型手機甚至是平台端服務,即時偵測、紀錄及回報個人生理參數,拓展多元化的生活應用及潛在商機。」

以先進技術克服近身感測挑戰

其他近身感測技術如心跳帶,因為必須黏貼在身上,常會造成使用者的不舒適;光學感測技術則得接觸皮膚,無法隔著衣服進行感測,同時還會有光雜訊的問題。相較之下,NPNS的微型雷達技術可隔著衣服進行感測,不受裝置的佩戴形式或是外在的電訊號或光雜訊影響。

除了模組化的功能設計如高感度天線,根據不同裝置的用途來配合對應的演算法,更是確保感測資訊正確性的關鍵。前瞻微型感測實驗室運用以往在醫療場域的經驗,與國內醫院合作進行臨床研究,以醫院的醫療設備與NPNS裝置同時進行感測,藉此收集大量資料以進行修正,確保對人體不造成危害且能準確量測。

林宏墩指出,微型裝置的最大挑戰是省電及穿戴方便,在微小化的前提之下,到底該做到多小、如何提升感測能力等,都是必須考量的課題。值得一提的是,前瞻微型感測實驗室結合工研院本身的資源,花費更多時間進行原型設計,希望以更完整的樣貌呈現給廠商,加速產品化的過程。

心跳感測手環:偵測人體心跳狀況,可達到即時、非接觸式、長時間、連續監測。例如:偵測嬰幼兒體溫及心跳異常,自動傳輸警示訊息到父母的手機。

連續血壓量測手環:量測人體兩點脈搏訊號,以協助分析人體血流流速,因此,可用於心血管脈波分析與血壓參數(收縮壓/舒張壓)計算。

疲勞感測與警示裝置:偵測人體心跳與呼吸狀況,結合心跳率/心率變異/趨勢變異特徵分析、呼吸率/趨勢變異特徵分析。例如:附加於汽車駕駛座安全帶以持續量測駕駛人的生理訊號,進行睡眠評估及推算,就能提前4分鐘發出疲勞瞌睡警示。

心跳呼吸感測名片:量測人體生理訊號,以協助偵測人體心跳與呼吸狀況。大小如同名片般的薄型設計可置於衣服口袋進行近身量測。

林宏墩說明,感測器都以藍牙進行資料傳輸,與手機配對,不但可將個人健康紀錄儲存手機,還能透過手機通訊進一步整合平台端,例如:將司機的狀況回報給車隊的中控平台,或是傳輸資料給雲端照護中心。

前瞻微型感測實驗室集結軟體、硬體與韌體的專業人士,可根據廠商需求快速進行技術調整,例如:配戴形式、最終產品、最終使用者需求,而且有臨床及法規經驗做後盾。NPNS技術現有及洽談中的合作廠商,主要分布於3C、照護與醫療產業,無論是為既有產品加值或轉型拓展健康應用,NPNS技術都成為他們跨足國外巿場並與競爭者區隔化的優勢利基。

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