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WiFi不再只是無線網路 台灣領先全球研發出這2種功能!

WiFi不再只是無線網路 台灣領先全球研發出這2種功能!

莊翊晨

科技線上

2021-10-14 10:09

在你的認知中,WiFi只是網路連線在使用的嗎?那你就錯了!最近臺灣將WiFi使用得淋漓盡致,能把無線電波當作蝙蝠的聲納系統使用,做出類似雷達探測器的產品,這項新技術目前在世界上可以說是絕無僅有。

 

工業技術研究院(下稱工研院)資訊與通訊研究所(下稱資通所)1990年成立以來,以ICT產業發展所需之前瞻主題研究、關鍵技術開發,以及研發成果附加價值的提升與產業化為核心。

 

2018年在經濟部技術處科技專案支持下,由工研院資通所經理劉家隆帶領的團隊意外發現電波對人體有所反應,便開始深入研究,並將之稱為「WiFi雷達」(WiFi Radar)新技術,研發人員坦言從學術研究到研發產品並不簡單、有很大鴻溝,不過他們還是做到了!目前這項技術擁有室內定位與生理偵測二大功能。

 

睡眠不再沒品質! 臺灣發現WiFi還有這些用處

 

在生理偵測部分,「WiFi雷達」能以非接觸的方式量測到呼吸、心跳等細微體動,人不須要配戴任何裝置就能得知生理數值,多元化的應用方式包括居家照護(睡眠品質、呼吸中止分析)、獨居長者關懷(睡眠呼吸偵測、廁所在場偵測)、兒童留車預警警示、人潮流動感知…等新興服務,其中偵測孩童是否被遺留在車內的服務,目前已經技術轉移給臺灣上市公司。

 

此外,劉家隆介紹道,人的睡眠周期分為深睡期、淺睡期與快速動眼期,最新研究顯示,大腦在深睡期會進行排毒的動作,是一段相當重要的時間,「我們常聽到阿茲海默症等等,它就是這些毒物長期累積,然後堵住你大腦養分吸收,慢慢就形成阿茲海默症」。

 

2020年3月,工研院資通所團隊在全球最大的群眾募資平台Kickstarter推出「Good Sleep」,2個月內獲得41人共9864美元的支持,它透過AI深度學習循環神經網絡(RNN)的分析,可得知睡眠者的睡眠階段。當系統偵測人體進入深睡期後,設備播放白天學習資料,可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,也能協助阿茲海默失智症之早期診斷。

 

工研院資通所團隊在全球最大的群眾募資平台Kickstarter推出「Good Sleep」

▲工研院資通所團隊在全球最大的群眾募資平台Kickstarter推出「Good Sleep」。

 

簡單來說,Good Sleep是一款睡眠品質的總體解決方案產品,它結合呼吸偵測與AI技術,讓睡眠數據更加準確,並能自動增加枕頭高度來停止人的打鼾,進而改善睡眠品質,「我們的設備上面有加麥克風,一旦偵測到打呼聲,枕頭就會打氣,就像有人去推你、讓你翻身一樣」,劉家隆表示,已有廠商對此技術感興趣,目前正在洽談相關的技術移轉。

 

無訊號環境如何管理人員安全? 全靠這一招!

 

「WiFi雷達」另一項定位功能也不容小覷,傳統WiFi室內定位的精準度大概會有10到15公尺的誤差,「WiFi雷達」的精準度可以達到1公尺以內,有鑒於此,台中發電廠從2019年將之使用在其人員安全及維運監控系統上。

 

目前位居全世界第四大火力電廠的台中發電廠共有10座鍋爐,鍋爐每2年就要進行2個月的例行性保養維修。每當歲修時,員工穿戴好反光背心與各式裝備後,要進入危險度極高又悶熱的局限空間,在長達將近500公里的蒸氣管線爬上爬下,確保它未來能正常運轉發電。

 

由於鍋爐內沒有任何通訊源、無法接收訊號,曾出現人員發生意外無法及時救助的情況,讓工安事故成為台中發電廠當時最棘手的問題,「我們那時候很苦惱,整個工安士氣非常低落,我們要重建信心,所以我就請同仁開始導入各種ICT的技術」,時任廠長朱記民回憶。

 

台中發電廠鍋爐內有長達將近500公里的蒸氣管線,是危險度極高又悶熱的局限空間。

▲台中發電廠鍋爐內有長達將近500公里的蒸氣管線,是危險度極高又悶熱的局限空間。

 

經過場域探勘、技術評估、研討會展示等等,台中發電廠從數家廠商挑選出工研院的「WiFi雷達」做配合。

 

如今,每到鍋爐歲修時,技術團隊會先抵達現場,將「WiFi雷達」設備布建完善,接著為所有維修人員登錄手機。如此一來,系統會將WiFi電磁波的波長當量尺進行測距,員工只須隨身攜帶手機,管制人員就能從電腦螢幕上得知哪個人在什麼位置,若有人在固定定點太久沒移動,系統就會自動產生警報。

 

某次發生一件小插曲,這套系統突然警報響不停,主責經理相當緊張,擔心又有人員出事了,「大家都去盤點查,沒有啊,人都出來了啊」,到頭來才發現虛驚一場,有人手機放在鍋爐內、忘記帶出來,朱記民說:「後來我們就重新規定,每個人一定要增加一個口袋,把手機放在固定的位置,只要用完就放進去」。

 

現任台中發電廠廠長許家豪也相當認可「WiFi雷達」系統的表現,直呼工安意外降低許多,沒再發生須要進入鍋爐搶救人員的狀況,「這就是以備不時之需,萬一有狀況的時候,可能就是救了好幾個人命」。

 

世界唯一獨特技術 臺灣做到了!

 

「WiFi雷達」技術從2018年研發至今已獲得國內外多項大獎,包括2020美國國家醫學院「Catalyst Award獎」、2020經濟部智慧財產局「國家發明金牌獎」、2020潘文淵文教基金會「物聯網創新應用獎」、2019工業局「通訊大賽未來聯網挑戰賽優良獎」與2018國際組織Small Cell Forum「Judge' s Choice評審團獎」,技術專利已布局於中華民國、美國、歐盟、日本以及中國。

 

回想這4年來辛苦的研發歷程,劉家隆坦言,新技術不會百分之百成功,10個研發可能只有1個會成功,團隊在研發過程中為解決問題,時常想出10種、20種方法,最後只有1種可以真正落實,「技術處跟我們一樣保持『大膽假設,小心求證』的態度,最後走到成功,其實我(和同仁)覺得是滿值得驕傲的」。

 

工研院資通所團隊研發出獨特「WiFi雷達」技術。

▲工研院資通所團隊研發出獨特「WiFi雷達」技術。

 

朱記民認為此項科技專案計畫成功之原因,除了工研院研發人員的努力外,還有經濟部技術處的資源,「對業界來講這是非常需要的,也正是我們所想要的,我相信這樣技術的發展支持是國家之福」。

 

未來,臺灣網通廠除了原有WiFi傳輸,透過這次獨特「WiFi雷達」技術,有機會提高產品附加價值,在產業界開創新藍海。

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