【張傳育專欄】零接觸科技 帶動智慧照顧新革命

【張傳育專欄】零接觸科技 帶動智慧照顧新革命
2023/04/07

新冠疫情蔓延全球,據世界各國的專家學者分析,未來新冠病毒將會流感化,我們將共同面對與病毒共存的新常態生活。

新冠疫情加快數位轉型的腳步,促使零接觸、遠距、工作及照顧模式的快速發展。國立雲林科技大學智慧辨識產業服務研究中心(簡稱IRIS中心),為教育部評選出發展「智慧辨識」技術的特色領域研究中心,專注開發前瞻智慧辨識關鍵技術,並導入智慧檢測、智慧照護、智慧生活等3大產業領域。

目前已開發多項智慧照護技術,如非接觸生理訊號量測、步態分析、失智長輩協尋系統、智慧自走護理巡房車等,及多項AI輔助診斷系統(已可應用於甲狀腺、前列腺、肺部腫瘤、海馬迴、糖尿病視網膜病變、青光眼、氣管插管位置等),並與台大醫院雲林分院、大林慈濟醫院、成大醫院、及工研院等醫研機構合作,協助推動高齡長照、智慧醫療、遠距醫療等產業發展,降低醫療照護成本及人力短缺的問題,提升醫療院所、長照機構、日照中心等照護品質。

AI輔助胸腔醫學影像辨識技術。(圖片來源/雲科大智慧辨識產業服務研究中心)AI輔助胸腔醫學影像辨識技術。(圖片來源/雲科大智慧辨識產業服務研究中心)

零接觸當道 智慧照顧新革命

其中最具特色的技術為創新的「非接觸生理訊號量測系統」,「零接觸」的檢測技術對於醫療院所的醫護人員、居家隔離的病患極為重要,可大幅降低人與人接觸造成的感染死亡風險。

此外,心率與呼吸率為評估健康狀況的重要生命徵象,傳統量測呼吸與心率的方式,皆為接觸式且易衍生許多損耗及衛生的問題。筆者團隊結合AI及電腦視覺技術,分別透過「頭部微震動」、「熱顯像儀」、rPPG」, 開發出3項創新的「非接觸式」生理訊號量測技術,能即時、精準、持續性量測,心率偵測的誤差為±4下/分,呼吸率偵測的誤差為±1次/分,準確度趨近於醫療級的生理量測儀器,極具臨床實用價值。

"科技照顧應用於高齡長照已是趨勢, 透過產官學合作,優化產品功能, 加速技術落地, 使社會更加美好。"

2020年筆者團隊首創「零接觸檢測-心率及呼吸偵測技術」,僅需利用一般攝影機並搭配電腦視覺技術,透過觀察頭部因心臟收縮而產生的微振動,估算出心跳及呼吸量,此技術克服現有影像量測易受環境光源影響問題,並獲國科會2020未來科技獎,為科技一大突破。

雲科大團隊首創「零接觸檢測-心率及呼吸偵測技術」,獲國科會2020未來科技獎。(圖片來源/雲科大智慧辨識產業服務研究中心)雲科大團隊首創「零接觸檢測-心率及呼吸偵測技術」,獲國科會2020未來科技獎。(圖片來源/雲科大智慧辨識產業服務研究中心)

研發到驗證 產官學合力擴大效益2021年疫情持續升溫,公共場所為了防疫,多數入口會設置體溫量測儀器來量測進入者的體溫。為了量測更多生理數據,筆者團隊提出「基於熱顯像儀」的呼吸率、心率及體溫量測系統,相較於一般公共場所體溫機有更多功能,且戴口罩也不受限。更攜手工研院服務系統科技中心、玖炬光電,在原有技術基礎下,結合玖炬光電AI紅外線熱顯影體溫快篩機,延伸開發「零接觸生理偵測/雙向視訊服務系統」,完善零接觸的防疫服務,該技術也成功導入北部某防疫旅館、醫院防疫專責病房場域驗證,對於台灣防疫科技與照顧產業發展至關重要。

為能將技術導入更輕便、小型的硬體設備,並維持高運算速度,2022年筆者團隊開發了「基於rPPG」呼吸及心率檢測技術,透過rPPG 擷取血液流動時皮膚表面細微顏色變化以計算心率,及偵測呼吸時身體起伏的細微震動估算呼吸率,該技術可在低運算效能的嵌入式平台上執行,也成功與工研院展開後續合作。

IRIS中心開發創新的「非接觸生理訊號量測系統」,技術除使用於防疫科技外,更可以整合於嬰兒監視器、魔鏡等系統或裝置,應用於防疫旅館、專責病房、養護機構、月子中心、居家、健身房等多人進出的入口,應用層面廣泛。此技術也受到各界高度關注與肯定,如獲國科會2020未來科技獎、2021波蘭國際發明展金獎、2021華沙烏克蘭國際發明展金獎、2022年受邀為教育部接見國際發明展金牌學生代表並獲多家媒體報導,更成功取得5項國內外發明專利。

科技照顧應用於高齡長照已是趨勢,IRIS中心透過與工研院、企業、SI系統業者等產官學單位合作,優化產品功能,加速技術落地,使社會更加美好。

(專欄反映作者意見,不代表雜誌立場)

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