毛孩照護誰把關? NPNS異軍突起

工研院奈秒脈衝近場感測技術可以量測呼吸、心跳,尤其使用雷達微波,可以不受毛髮限制,對於寵物照護不啻是一大福音。

隨著年歲增長,家中「毛小孩」的身體機能逐漸退化,關節、腎臟、甚至心血管疾病包括二尖瓣瓣膜退化性病變、子宮蓄膿、老年癡呆等都層出不窮。除了在寵物醫院透過專業儀器測量,一般飼主很難在家中隨時監測毛孩的生理參數包括心跳、呼吸等,方便在第一時間掌握身體狀況;但現在飼主們有了新選擇,只要透過項圈加裝50元硬幣大小的感測器,便可透過手機APP立刻更新健康狀況,克服過去沒辦法即時確認毛孩生理狀態而造成的遺憾。

是什麼厲害的技術連Garmin都搶著要?工研院的「奈秒脈衝近場感測技術(Nanosecond Pulse Near-field Sensing;NPNS)」透過雷達發射信號、不需服貼皮膚,還能透過後端平台做出更多數據剖析,讓爸媽對毛孩們的照護又更上一層樓。

從通訊到照護 雷達微波都能做

用雷達訊號量測並不是什麼新玩意兒,除了通訊、氣象使用,最常見的就是警方用來取締行車超速用的雷達槍。工研院則是首度將這項技術應用在生理感測上,工研院量測中心組長莊凱評說,利用低功率雷達來做生理訊號偵測,其實已經十多年,最開始是超寬頻非接觸近床生理感測(Ultra-Wideband;UWB),透過一般技術協定頻率的5.8GHz電磁波,只要距離生物體1~2公尺,就可以根據微波發射出去的信號回傳後、再進行感測分析。

UWB在寢具、醫療等智慧應用已經不少,包括2011年台北花博會都有相關應用。不過UWB的載具體積較大,不適合隨身攜帶,加上寵物與嬰幼兒照顧的需求,於是NPNS這種利用更低功率的微型雷達量測技術躍然紙上,只要利用頻率300MHz這樣的無線電波,就可以讓不會說話、沒辦法表達自己疼痛的寵物,甚至生病時難以觀察健康狀況的問題迎刃而解。

莊凱評表示,心電圖、光學感測乃至一般穿戴裝置,必須讓產品緊貼皮膚,否則回傳的訊號中容易混入雜訊,還有膚色深淺也會造成光阻、影響測量的品質,但微波因為速度快、穿透性好,目前所研發之NPNS只需要靠近受測物兩公分以內距離,其間的衣物或毛髮也不會阻擋訊號。譬如2016年獲得全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)的iSmartweaR智慧感知衣,就是採用NPNS做生理感測。

尤其,寵物因為身上有毛髮,根本無法利用目前市售光學式穿載裝置測量,而NPNS可以突破這樣的限制,加上成本低、體積小,已有多家廠商都在洽談技術轉移,搶食龐大寵物照護市場大餅。

市面上有各種不同的體型大小、毛髮長短、濃密程度,甚至好動情形也不同的寵物,這樣要如何準確測量?莊凱評說,這些確實都會造成量測上的障礙,比如毛髮太過厚實及非靜止狀態就會影響訊號的品質,未來將持續研發抗動態雜訊及功率模態可調感測技術,對於毛髮比較豐厚的寵物可能就考慮使用功率強一點的微波,讓寵物照護零時差。

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