工研院首推CES虛擬展示館 12項創新技術搶攻全球新商機
工研院首推CES虛擬展示館 12項創新技術搶攻全球新商機。（工研院提供）
隨時隨地看展，24小時不打烊！全數位化展出的CES 2021即將在美國時間1月11日登場。在經濟部技術處科技專案支持下，工研院連續五年參加CES發表最新研發成果，今年因應疫情，運用數位科技，首度以虛擬展示館參加CES 2021數位展，發表AI人工智慧、機器人、數位醫療等三大熱門技術主題，提供全新直覺式線上觀賞12項創新技術3D影像，展現工研院多元創新領先研發成果及應用，虛擬展示館一上線即備受關注，已陸續吸引數十家國內外業者洽詢合作。
呼應CES 2021的數位醫療、AI人工智慧、5G、自駕車等主題，在經濟部技術處科技專案支持下，工研院CES虛擬展示館展出AI人工智慧、機器人、數位醫療等12項創新技術，包括以獨創的AI演算法針對環境、電池劣化、駕駛行為等動態變化，對電池資訊做即時校正的自學式電池管理系統技術；類人雙臂機器人，擁有兩隻七軸手臂及仿生手掌抓取形狀不規則物件，能從事多元工作，以及應用UVC紫外光殺菌的UVC LED流動水殺菌模組。
數位醫療是CES 2021展覽的熱門話題之一，由於疫情蔓延喚起民眾對健康重視，也促使科技業者加速新技術導入。工研院在數位醫療聚焦在穿戴式裝置及智慧監控兩大應用範圍，已開發多款非接觸心理監測的穿戴式裝置，即時提供心跳及呼吸數據，包括獲得今年CES創新獎的iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置，採用對人體完全無害的低功率生理偵測雷達技術，可結合包巾放置於嬰幼兒胸口量測生理訊號。全球第一台心臟守護貼，可非侵入性測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳。以非接觸式微型低功率雷達即時感測心率、呼吸等生理數據，結合導電紡織品技術的智慧感知照護衣，可應用在長者健康照護、醫療管理。以微型非接觸生理感測技術開發的心照護穿戴裝置，則是整合心電與脈波資訊，將生理訊息轉換提供使用者更多自身健康指數，能進一步長時間解析生活壓力、睡眠品質、疲勞狀態與心血管健康狀態。
同時，在數位醫療智慧監控方面，工研院也透過視覺影像技術及AI人工智慧判讀，協助醫師進行更精準的手術規劃及醫療診斷，展出包括全臺第一台64通道智能化手持式超音波，透過Wi-Fi即可即時傳輸到手持裝置觀看，並可依據情況搭配不同的超音波探頭；非接觸式的Wi-Fi生理感測技術能感知使用者的睡眠階段與睡眠品質，可運用於睡眠學習服務與睡眠呼吸中止狀態的偵測；以非侵入式的「光學同調斷層掃描技術」（Optical Coherence Tomography，OCT），即時呈現皮膚組織的斷層結構影像；運用深度學習和影像處理演算法定位出X光影像中各節脊椎的位置，進行手術植入物選擇建議與骨骼位移模擬，提供醫生更精準的手術與治療規劃的腰椎X光片智慧量測技術。全球第一台具備AI分析之手持式眼底鏡，除了可精準判讀糖尿病眼底病變外，並可標示病徵位置，有效率協助非眼科醫師診斷眼底影像的細微病變。
工研院CES虛擬展示館運用了Unity遊戲引擎和3D max建模技術，整合實體與虛擬，呈現細膩度、還原度高的空間樣貌，利用簡單的電競操作概念，以Q、W、E、A、S、D六個鍵就能前後左右移動觀賞位置，猶如實際在展館中隨意走動，展館中的3D環物展示每一項展品更真實的3D動態，提供全新且直覺式的O2O看展體驗，參觀者憑電腦或手機就能參與此次盛會，輕鬆且自由地瀏覽不同技術資訊，如同身歷其境地看到12項創新研發成果。
1.自學式電池管理系統技術 精準電池用量告示 騎電動車不再有里程焦慮：以獨創的AI演算法針對環境、電池劣化、駕駛行為等動態變化對電池資訊做即時校正，直到電池組汰役前均可準確電池劣化程度以及剩餘里程，更可幫助電池平衡等控制策略提升電池組的使用壽命、安全性與汰役再利用的價值。
2.類人雙臂機器人 仿生手掌動作靈活：擁有仿生手掌抓取形狀不規則物件，拿書、名片、手機、或寶特瓶，連彈電子琴都可以。擁有兩隻七軸手臂，單臂總重15 kg、荷重比0.3、重現性0.02mm，動作靈活自由，提供類人作業能力，能從事多元工作！
3.UVC LED流動水殺菌模組 殺菌節能一兼二顧：利用UVC紫外光具有殺菌的功能，透過特殊的機構設計，讓UVC紫外光對流過的水作殺菌，除菌率可達99.9%以上，模組並利用LED可高速開關特性，以水流動感應啟動，可省下約50%用電量，具啟動時間快、耗電量低、壽命長、無汞、尺寸小的特點。
4.心臟守護貼 全球第一台非侵入式守護心臟儀器：全球第一台心臟守護貼，可非侵入性測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳，評估人體血循環與心血管狀況，安全、快速、準確，還可以監測心房震顫並加以預防。微小化、高感度、低功耗的特色，可長時間監測收集心血管資料，讓醫護人員掌握健康狀況，讓心血管疾病預防及照顧從醫院擴展到長期居家照護。
5.智慧感知照護衣 心跳呼吸它聽得見：結合耐水洗導電紡織品與奈秒脈衝近場感測技術（NPNS），突破傳統智慧衣必須貼身量測的限制，以非接觸式微型低功率雷達即時感測心率、呼吸等生理數據，可應用在長者健康照護、醫療管理，減低醫護人力負擔。
6.iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置 父母掌握嬰幼兒生理的暖心裝置：獲CES 2021 Innovation Awards，毋須接觸嬰幼兒身體或皮膚，將裝置穿戴在其身上，便可即時偵測並記錄嬰幼兒之心跳與呼吸，透過藍芽裝置，將蒐集到的嬰幼兒生理資訊，傳送到父母或照護者的行動裝置，隨時掌握嬰幼兒生理狀況，讓爸媽方便照顧嬰幼兒。
7.心照護穿戴裝置 iCardioGuard 3秒鐘馬上掌握生理資訊：整合「複合式生理感測」及「心血管與心理狀態分析演算軟體」，透過直接量測胸口、經由心跳帶、運用電極貼片或結合智慧衣等方式量測，只需3秒鐘，就能即時偵測並紀錄心跳與呼吸；再透過藍芽裝置，將蒐集到的生理資訊，傳送到行動裝置，經由App即時了解身體狀態。
8.智能化手持超音波影像系統 醫師口袋裡的專業超音波掃描儀：全臺第一台智能化手持超音波影像系統，以四大特色成功突破目前困境。第一，重量350克、長度16公分，成功縮小超音波儀器，不需要任何線路就能操作。第二，內建鋰電池，可連續使用1至1.5小時。第三，透過Wi-Fi可即時傳輸到手持裝置觀看。第四，可依據情況搭配不同的超音波探頭，廣泛應用在內科、婦產科、復健科，更適合簡易治療的環境和重症醫護室、急診室，弭平醫院與偏鄉醫療的差距。
9.睡眠學習技術 進入深度睡眠學習也不中斷：WiFi Radar感測技術以非接觸的方式，運用低功率的電波偵測使用者的睡眠狀態與品質 ，當偵測人體進入深睡期後，透過設備播放白天學習資料，刺激大腦海馬迴將短期記憶轉化至大腦皮層成為長期記憶。同時，WiFi Radar適時的使用波長590〜750nm的弱紅光刺激大腦松果體以釋放褪黑激素，能增加深度睡眠的可能性。WiFi Radar感測技術亦應用於睡眠呼吸中止狀態的偵測，可協助阿茲海默失智症之早期診斷，此技術於2020年獲得美國國家醫學院Catalyst Award獎的肯定。
10.手持式光學同調斷層掃瞄儀 膚質檢測新利器：工研院「手持式光學同調斷層掃瞄儀」是以非侵入式的「光學同調斷層掃描技術」（Optical Coherence Tomography，OCT），即時呈現皮膚組織的斷層結構影像，提供表皮與真皮層交界面皺褶程度、膠原蛋白密度、血管形態、毛囊狀況等膚質型態資訊，能夠看到皮下2毫米皮膚組織狀況，解密皮下膚質快又精準，為保養品功效提供科學實證、產品開發添助力，入圍2018全球百大科技研發獎。
11.腰椎X光片智慧量測技術 醫生脊椎手術規劃好幫手：運用「深度學習」和「影像處理演算法」定位出X光影像中各節脊椎的位置。透過各定位點精算出腰椎節X光影像關鍵參數，包括腰椎前突角(lumbar lordosis, LL)、骨盆入射角(pelvic incidence, PI)等五十二個維度之量測物理量，及各椎節滑脫之異常偵測。此項技術同時利用AI人工智慧深度學習，進行影像模擬與迴歸分析脊椎手術後LL與PI數值，提供術後骨釘放置與骨骼位移模擬，提供醫生更精準的手術與治療規劃。
12.糖尿病視網膜病變AI診斷輔助分析系統 幫助醫師診斷更精準：國際上目前唯一可偵測四種主要的視網膜病徵 (Microaneurysms微血管瘤, Hemorrhages出血, Soft Exudates軟滲出物, Hard Exudates硬滲出物)與黃斑部區域(Macular)，並且清楚標示位置的AI判讀技術，可有效輔助醫師針對病變嚴重程度的判讀。結合醫師專業知識與人工智慧分析之人腦與AI雙腦協作，更有效率協助非眼科醫師進行糖尿病眼底影像的細微病變判讀，提供糖尿病視網膜病變五個級別(No DR, Mild NPDR, Moderate NPDR, Severe NPDR, PDR)的分類模型，給予不同分級病患更為貼切的醫療照護，亦提供是否轉診眼科的二分類模型。另提供臨床上有意義黃斑部水腫(Clinically Significant Macular Edema; CSME)分級結果可決定黃斑部水腫最佳治療的時機。
呼應CES 2021的數位醫療、AI人工智慧、5G、自駕車等主題，在經濟部技術處科技專案支持下，工研院CES虛擬展示館展出AI人工智慧、機器人、數位醫療等12項創新技術，包括以獨創的AI演算法針對環境、電池劣化、駕駛行為等動態變化，對電池資訊做即時校正的自學式電池管理系統技術；類人雙臂機器人，擁有兩隻七軸手臂及仿生手掌抓取形狀不規則物件，能從事多元工作，以及應用UVC紫外光殺菌的UVC LED流動水殺菌模組。
數位醫療是CES 2021展覽的熱門話題之一，由於疫情蔓延喚起民眾對健康重視，也促使科技業者加速新技術導入。工研院在數位醫療聚焦在穿戴式裝置及智慧監控兩大應用範圍，已開發多款非接觸心理監測的穿戴式裝置，即時提供心跳及呼吸數據，包括獲得今年CES創新獎的iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置，採用對人體完全無害的低功率生理偵測雷達技術，可結合包巾放置於嬰幼兒胸口量測生理訊號。全球第一台心臟守護貼，可非侵入性測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳。以非接觸式微型低功率雷達即時感測心率、呼吸等生理數據，結合導電紡織品技術的智慧感知照護衣，可應用在長者健康照護、醫療管理。以微型非接觸生理感測技術開發的心照護穿戴裝置，則是整合心電與脈波資訊，將生理訊息轉換提供使用者更多自身健康指數，能進一步長時間解析生活壓力、睡眠品質、疲勞狀態與心血管健康狀態。
同時，在數位醫療智慧監控方面，工研院也透過視覺影像技術及AI人工智慧判讀，協助醫師進行更精準的手術規劃及醫療診斷，展出包括全臺第一台64通道智能化手持式超音波，透過Wi-Fi即可即時傳輸到手持裝置觀看，並可依據情況搭配不同的超音波探頭；非接觸式的Wi-Fi生理感測技術能感知使用者的睡眠階段與睡眠品質，可運用於睡眠學習服務與睡眠呼吸中止狀態的偵測；以非侵入式的「光學同調斷層掃描技術」（Optical Coherence Tomography，OCT），即時呈現皮膚組織的斷層結構影像；運用深度學習和影像處理演算法定位出X光影像中各節脊椎的位置，進行手術植入物選擇建議與骨骼位移模擬，提供醫生更精準的手術與治療規劃的腰椎X光片智慧量測技術。全球第一台具備AI分析之手持式眼底鏡，除了可精準判讀糖尿病眼底病變外，並可標示病徵位置，有效率協助非眼科醫師診斷眼底影像的細微病變。
工研院CES虛擬展示館運用了Unity遊戲引擎和3D max建模技術，整合實體與虛擬，呈現細膩度、還原度高的空間樣貌，利用簡單的電競操作概念，以Q、W、E、A、S、D六個鍵就能前後左右移動觀賞位置，猶如實際在展館中隨意走動，展館中的3D環物展示每一項展品更真實的3D動態，提供全新且直覺式的O2O看展體驗，參觀者憑電腦或手機就能參與此次盛會，輕鬆且自由地瀏覽不同技術資訊，如同身歷其境地看到12項創新研發成果。
1.自學式電池管理系統技術 精準電池用量告示 騎電動車不再有里程焦慮：以獨創的AI演算法針對環境、電池劣化、駕駛行為等動態變化對電池資訊做即時校正，直到電池組汰役前均可準確電池劣化程度以及剩餘里程，更可幫助電池平衡等控制策略提升電池組的使用壽命、安全性與汰役再利用的價值。
2.類人雙臂機器人 仿生手掌動作靈活：擁有仿生手掌抓取形狀不規則物件，拿書、名片、手機、或寶特瓶，連彈電子琴都可以。擁有兩隻七軸手臂，單臂總重15 kg、荷重比0.3、重現性0.02mm，動作靈活自由，提供類人作業能力，能從事多元工作！
3.UVC LED流動水殺菌模組 殺菌節能一兼二顧：利用UVC紫外光具有殺菌的功能，透過特殊的機構設計，讓UVC紫外光對流過的水作殺菌，除菌率可達99.9%以上，模組並利用LED可高速開關特性，以水流動感應啟動，可省下約50%用電量，具啟動時間快、耗電量低、壽命長、無汞、尺寸小的特點。
4.心臟守護貼 全球第一台非侵入式守護心臟儀器：全球第一台心臟守護貼，可非侵入性測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳，評估人體血循環與心血管狀況，安全、快速、準確，還可以監測心房震顫並加以預防。微小化、高感度、低功耗的特色，可長時間監測收集心血管資料，讓醫護人員掌握健康狀況，讓心血管疾病預防及照顧從醫院擴展到長期居家照護。
5.智慧感知照護衣 心跳呼吸它聽得見：結合耐水洗導電紡織品與奈秒脈衝近場感測技術（NPNS），突破傳統智慧衣必須貼身量測的限制，以非接觸式微型低功率雷達即時感測心率、呼吸等生理數據，可應用在長者健康照護、醫療管理，減低醫護人力負擔。
6.iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置 父母掌握嬰幼兒生理的暖心裝置：獲CES 2021 Innovation Awards，毋須接觸嬰幼兒身體或皮膚，將裝置穿戴在其身上，便可即時偵測並記錄嬰幼兒之心跳與呼吸，透過藍芽裝置，將蒐集到的嬰幼兒生理資訊，傳送到父母或照護者的行動裝置，隨時掌握嬰幼兒生理狀況，讓爸媽方便照顧嬰幼兒。
7.心照護穿戴裝置 iCardioGuard 3秒鐘馬上掌握生理資訊：整合「複合式生理感測」及「心血管與心理狀態分析演算軟體」，透過直接量測胸口、經由心跳帶、運用電極貼片或結合智慧衣等方式量測，只需3秒鐘，就能即時偵測並紀錄心跳與呼吸；再透過藍芽裝置，將蒐集到的生理資訊，傳送到行動裝置，經由App即時了解身體狀態。
8.智能化手持超音波影像系統 醫師口袋裡的專業超音波掃描儀：全臺第一台智能化手持超音波影像系統，以四大特色成功突破目前困境。第一，重量350克、長度16公分，成功縮小超音波儀器，不需要任何線路就能操作。第二，內建鋰電池，可連續使用1至1.5小時。第三，透過Wi-Fi可即時傳輸到手持裝置觀看。第四，可依據情況搭配不同的超音波探頭，廣泛應用在內科、婦產科、復健科，更適合簡易治療的環境和重症醫護室、急診室，弭平醫院與偏鄉醫療的差距。
9.睡眠學習技術 進入深度睡眠學習也不中斷：WiFi Radar感測技術以非接觸的方式，運用低功率的電波偵測使用者的睡眠狀態與品質 ，當偵測人體進入深睡期後，透過設備播放白天學習資料，刺激大腦海馬迴將短期記憶轉化至大腦皮層成為長期記憶。同時，WiFi Radar適時的使用波長590〜750nm的弱紅光刺激大腦松果體以釋放褪黑激素，能增加深度睡眠的可能性。WiFi Radar感測技術亦應用於睡眠呼吸中止狀態的偵測，可協助阿茲海默失智症之早期診斷，此技術於2020年獲得美國國家醫學院Catalyst Award獎的肯定。
10.手持式光學同調斷層掃瞄儀 膚質檢測新利器：工研院「手持式光學同調斷層掃瞄儀」是以非侵入式的「光學同調斷層掃描技術」（Optical Coherence Tomography，OCT），即時呈現皮膚組織的斷層結構影像，提供表皮與真皮層交界面皺褶程度、膠原蛋白密度、血管形態、毛囊狀況等膚質型態資訊，能夠看到皮下2毫米皮膚組織狀況，解密皮下膚質快又精準，為保養品功效提供科學實證、產品開發添助力，入圍2018全球百大科技研發獎。
11.腰椎X光片智慧量測技術 醫生脊椎手術規劃好幫手：運用「深度學習」和「影像處理演算法」定位出X光影像中各節脊椎的位置。透過各定位點精算出腰椎節X光影像關鍵參數，包括腰椎前突角(lumbar lordosis, LL)、骨盆入射角(pelvic incidence, PI)等五十二個維度之量測物理量，及各椎節滑脫之異常偵測。此項技術同時利用AI人工智慧深度學習，進行影像模擬與迴歸分析脊椎手術後LL與PI數值，提供術後骨釘放置與骨骼位移模擬，提供醫生更精準的手術與治療規劃。
12.糖尿病視網膜病變AI診斷輔助分析系統 幫助醫師診斷更精準：國際上目前唯一可偵測四種主要的視網膜病徵 (Microaneurysms微血管瘤, Hemorrhages出血, Soft Exudates軟滲出物, Hard Exudates硬滲出物)與黃斑部區域(Macular)，並且清楚標示位置的AI判讀技術，可有效輔助醫師針對病變嚴重程度的判讀。結合醫師專業知識與人工智慧分析之人腦與AI雙腦協作，更有效率協助非眼科醫師進行糖尿病眼底影像的細微病變判讀，提供糖尿病視網膜病變五個級別(No DR, Mild NPDR, Moderate NPDR, Severe NPDR, PDR)的分類模型，給予不同分級病患更為貼切的醫療照護，亦提供是否轉診眼科的二分類模型。另提供臨床上有意義黃斑部水腫(Clinically Significant Macular Edema; CSME)分級結果可決定黃斑部水腫最佳治療的時機。
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