〈工業技術資訊月刊〉解密科技寶藏玩轉未來世界

※來源:工研院
「解密科技寶藏」匯集工研院、金屬中心、資策會、紡織所、生技中心等16個經濟部轄下的研發型法人及3家企業,共89項技術成果,是民眾及產業體驗科技專案成果的最佳平台。(圖:工業技術資訊月刊)
「解密科技寶藏」匯集工研院、金屬中心、資策會、紡織所、生技中心等16個經濟部轄下的研發型法人及3家企業,共89項技術成果,是民眾及產業體驗科技專案成果的最佳平台。(圖:工業技術資訊月刊)

撰文/陳怡如

炎炎夏日,坐上科技鞦韆,瞬間涼快消暑;開口講臺語,就有智慧機器人唱歌給您聽;動動身體,智慧螢幕立即化身專屬健身教練;還有自駕巴士供民眾體驗搭乘,感受未來世界的便利交通。這些新奇體驗,全在「解密科技寶藏-未來考古」互動體驗展中。

由經濟部技術處主辦的「解密科技寶藏」,匯集工研院、金屬中心、資策會、紡織所、生技中心等 16 家研發型法人及企業,共同展出涵蓋六大核心戰略產業,共 89 項技術成果,是民眾及產業體驗科技專案成果的最佳平台。過去 4 年來,已累積 37 萬人次參觀,至今已鏈結超過 100 家公協會和 6,000 家企業參與,更吸引產業界組團洽商技術。

高雄市副市長,時任經濟部技術處處長羅達生表示,「解密科技寶藏」今年主題為「未來考古」,就是希望大家能「從今日探索未來」,透過現在科專的技術成果,想像未來科技應用情境。為了與民眾更親近,吸引跨領域產業投入創新,「解密科技寶藏-未來考古」採用互動方式呈現,「展現科技的生命力,不是冷冰冰的感覺。」

他指出,臺灣有優異的研發能量,2018 年法人科專促成廠商投資金額達 577 億元,可以說平均科專每投入 1 元,就能創造 4.39 元的投資效益,至今科專已累積近 3 萬筆專利暨可移轉技術資料,每年有 2,000 件實際技轉落地,產業化成效亮眼。在政府和研發法人當後盾,臺灣產業必能挖出源源不絕的科技寶藏。

Annsi 智慧投籃機 讓球員化身神射手

坐上椅子,投出籃球,只見球越過攔截網,在空中畫出黃金拋物線,「刷」的一聲進球得分。眼前這台看似與遊藝場投籃機相仿的裝置,其實是配備了 AI 視覺辨識的「Annsi 智慧投籃機」,透過影像辨識技術與演算法,判別使用者的投籃姿勢,透過反覆訓練,建構球員投籃時的動作記憶度與準確度,提升命中率。

「Annsi 智慧投籃機」是由工研院和中興大學籃球教練合作開發,把球隊教練提出的專業訓練方法,融入智慧科技。透過影像辨識感測技術,配合球員身高,調整攔截網高度,迫使球員投籃需越過攔截網,才能讓球在空中畫出完美弧度;同時偵測球員投籃時的肢體骨架,判斷動作正確與否;而坐姿投籃,更是要確保球員僅用雙手力量,而不是靠身體跳蹬輔助。

團隊也開發 APP,將訓練成績即時上傳至個人頁面,包含投球數、進球數、姿勢正確度等,教練和球員都能隨時獲取訓練記錄,有助掌握進度和調整訓練計畫。有了智慧投籃機幫助,每位球員都能輕鬆化身神射手。

「Annsi 智慧投籃機」是由工研院和中興大學籃球教練合作開發,把球隊教練提出的專業訓練方法, 融入智慧科技。
「Annsi 智慧投籃機」是由工研院和中興大學籃球教練合作開發,把球隊教練提出的專業訓練方法, 融入智慧科技。
臺語點歌機 講臺語嘛會通

「我欲聽『家後』/Guá beh thiann ke-āu/」這台講臺語也能通的「臺語點歌機」,不用點選操作,只要動口就能輕鬆點歌播放。有趣的應用,背後蘊藏紮實研發能量,包含臺語語音喚醒技術、臺語語音辨識技術、自然語言處理技術和臺語語音合成技術,全由工研院自主開發。

首先在語音喚醒上,點歌前只要臺語說出「臺灣你好 / Tâi-uân lí-hó/」,就能喚醒系統。接著靠語音辨識,識別歌曲名稱,透過自然語言處理,系統也能辨別非歌名的臺語指令,像是「莫閣放矣 / Mài koh pàng ah/」(別再放了)。最後是語音合成,讓系統也能開口以臺語回應。

研發團隊進一步解釋,以發聲音節(Syllable)來看,國語有 400 多種音節,臺語則有 900 多種不同音節,辨識難度更高。團隊根據教育部分類,識別第一優勢腔,涵蓋臺灣 7 成以上臺語腔調,並與國內多位臺語專家與單位合作,收集真人老師發音,再加上教育部臺語辭典的知識庫,目前辨識率高達 9 成以上。

在應用上,除了在安養中心讓長輩點歌、唱歌,預防失智之外,也可結合超商互動資訊服務站(KIOSK),顧客拿起話筒直接以臺語訂票,實現「講臺語嘛會通」的理想。

這台講臺語也能通的「臺語 點歌機」,不用點選操作,只要動口就能輕鬆點歌播放。
這台講臺語也能通的「臺語 點歌機」,不用點選操作,只要動口就能輕鬆點歌播放。
涼感科技鞦韆 打造晶片致冷法寶

想對抗炎熱酷夏,不妨坐上涼感科技鞦韆,冰涼坐墊讓暑氣瞬間消散。科技鞦韆的涼感秘訣,來自工研院開發的「熱電致冷晶片模組」,晶片裡的半導體化合物「碲化鉍」只要通電,就能吸熱或放熱,最低可到攝氏零下 70 度,最高則到 150 至 200 度。更厲害的是,這款晶片還能運用溫差,將熱能轉化為電能,在物聯網領域有很大的應用潛力。

僅 3~4 公分見方,熱電致冷晶片模組可精準控制溫度在正負 1˚C 以內,與電子產品內的散熱風扇相比,能大幅降低噪音。工研院材料與化工研究所副組長朱旭山表示,目前與電競筆電廠商合作,以達到更好的散熱效果,「等於是從吹電扇進階到吹冷氣,」國外也有應用在涼感椅子或醫療床的案例。

熱電致冷晶片模組在工業的應用上,包括回收工廠廢熱來發電;在航太領域,當太空船無法以太陽能發電時,透過艙內的核子反應爐讓晶片吸熱發電;或是在沒有空氣流動的太空船內,以晶片取代風扇,讓電子零組件降溫。熱電致冷晶片可有效回收熱能、又有通電致冷特性,可望成為節約能源的新寵。

科技鞦韆的涼感秘訣,來自工 研院開發的「熱電致冷晶片模組」,晶片裡的半導體化合物「碲化鉍」只要通電,就能吸熱或放熱。
科技鞦韆的涼感秘訣,來自工 研院開發的「熱電致冷晶片模組」,晶片裡的半導體化合物「碲化鉍」只要通電,就能吸熱或放熱。
智慧健身鏡 專屬教練隨身指導

對著鏡子,舉起啞鈴,螢幕隨即判斷動作正確性,宛如個人的專屬隨身教練。由資策會研發的「智慧健身鏡」,透過動作辨識,以鏡頭判斷使用者姿勢,一旦姿勢不對,螢幕就會跳出教練身影,教授正確動作。

比起一般動作辨識,運動辨識的難度更高。「一般系統可辨識這是直拳,但有沒有打對,很難判別。這套系統會識別使用者的骨架跟肢幹,像是頸肩肘臀膝等節點,再依據你的動作、角度和速度,判別是否正確,這些才是真正教練會特別注意的地方,」資策會數位服務創新研究所產品經理王榮陞表示。

針對運動的諸多「眉角」,團隊蒐集大量的教練標準動作影片,在鏡中呈現,讓使用者可觀看對照,同時也建立系統精準的姿勢導正功能,確保使用者訓練到正確肌群,避免運動傷害。

目前資策會正在和健身業者洽談,預計第四季就會導入新北和高雄的國民運動中心。除了成人啞鈴訓練,未來還會納入銀髮族的彈力帶跟兒童體操,讓每個年齡層的使用者,都能享有專屬的虛擬教練。

「智慧健身鏡」,透過動作辨識,以鏡頭判斷使用者姿勢,一旦姿勢不對,螢幕就會跳出教練身影, 教授正確動作。
「智慧健身鏡」,透過動作辨識,以鏡頭判斷使用者姿勢,一旦姿勢不對,螢幕就會跳出教練身影, 教授正確動作。
智慧騎乘 在家也能專業訓練

想提升自己的騎乘能力,不用到健身房,只要透過自行車中心研發的「自行車騎乘訓練暨情境互動系統」,也能得到專業的訓練課程和數據指標。透過騎乘者、單車或飛輪健身車上的感測器,以藍芽連結傳輸數據到智慧行動裝置專屬 APP,就能即時掌握騎乘時的踩踏功率(FTP)、心跳、消耗卡路里跟轉速等資料。

針對不同運動能力的使用者,可參考教練指示的運動處方或自行編輯客製化的訓練課程,像是衝刺訓練、緩和訓練、耐久訓練等,就連車體架構也經過專業的人因工程設計,讓 FTP 效能達到最佳化;同時系統也提供運動履歷,可以讓使用者檢視運動紀錄及騎乘數據。

本次展示的智慧健身車還結合現在時下最夯的街景互動,可搭配螢幕上的情境及教練指導畫面進行踩踏,若把智慧行動裝置上的系統畫面投影到數位電視,家裡瞬間就搖身一變成為專業健身房。

目前本系統已技轉給國內健身器材廠商,預計今年 10 月就會有新世代智慧健身車亮相,搭上後防疫時期的居家健身熱潮,未來大家在家運動,也能像在健身房一樣專業。

想提升自己的騎乘能力,不用到健身房,只要透過自行車中心研發的「自行車騎乘訓練暨情境互動系 統」,也能得到專業的訓練課程和數據指標。
想提升自己的騎乘能力,不用到健身房,只要透過自行車中心研發的「自行車騎乘訓練暨情境互動系 統」,也能得到專業的訓練課程和數據指標。
自駕中巴 環周感知次系統再升級

臺北花博園區裡,一台自駕中巴正穩穩載客繞行,神奇的無人駕駛魔力,成為展覽中的超人氣限量體驗。這輛由工研院打造的自駕中巴,以「環周感知次系統」為核心,運用深度學習技術,建立影像辨識和軌跡預測模組,讓自駕車能即時偵測行車路徑上的各種動靜態物件,減少碰撞危險。

環周感知次系統好比人的眼睛和耳朵,透過在車上裝載的 8 個攝影機、3 個光達和 1 個雷達,讓自駕車知曉外部環境與路況變化。團隊投入 3 年,目前環周感知次系統已升級到第二代,特別針對臺灣機車多的特性,提升偵測、辨識和預測能力。前一代系統偵測到旁邊有機車,車子會立即煞停,但現在可預測機車是否會切入自駕車的行駛軌跡,若不妨礙駕駛,就會繼續移動。

環周感知次系統之外,後台管理系統也同樣肩負讓自駕車安全行駛的重責大任。自駕車運行產生大量數據,後台收集數據,一方面可即時監督管理,另一方面也讓後續技術開發時,能根據累積資料分析改進,做為未來持續精進的基礎。

由工研院打造的自駕中巴,以「環周感知次系統」為核心,運用深度學習技術,建立影像辨識和 軌跡預測模組,讓自駕車能即時偵測行車路徑上的各種動靜態物件,減少碰撞危險。
由工研院打造的自駕中巴,以「環周感知次系統」為核心,運用深度學習技術,建立影像辨識和 軌跡預測模組,讓自駕車能即時偵測行車路徑上的各種動靜態物件,減少碰撞危險。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 344 期 2020 年 9 月號,未經授權不得轉載。


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《工業技術與資訊》月刊,現為工研院發行之全院性對外出版品,刊物發行於1991年,目前每期發行數量約為6,000份;對象含括全國具研發單位的中小企業、立法委員、政府官員、媒體等。

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