數位科技助攻 隔離檢疫有一套

撰文/凃心怡

「口罩國家隊」是我國防疫戰中的強大後援,在歐美疫情嚴峻時,也為國際防疫做出貢獻。圖為我駐德國代表謝志偉(右1)。

新冠疫情來勢洶洶,各國政府除加緊藥物、疫苗研發外,在防疫物資整備、篩檢分流,以及隔離管理上,都有賴科技助一臂之力。工研院化科技力為防疫力,發揮跨領域研發能量,短短2個月,開發從個人防護、生理監測到居家關懷管理多項防疫科技,展現「養兵千日、用在一朝」的軟實力。

新冠疫情於年初爆發,口罩成為民眾瘋搶的防疫物資,由於臺灣口罩處於淨進口狀態,為穩定供需,政府一方面禁止口罩出口,一方面攜手工具機公會,號召國內近30家工具機和設備零組件廠商,與工研院、精機中心、金工中心、紡織所等法人機構組成「口罩國家隊」,陸續協助組裝近百台口罩自動化產線,將臺灣口罩產能,從日產100萬片,推升到1,500萬,成為全球第二大口罩生產國。

3月以來,疫情全球蔓延,口罩頓時成為搶手物資,臺灣因口罩量能放大,統一由政府徵收再配給,供需漸趨穩定,還有餘裕幫助疫情嚴重的國家。政府啟動兩波人道援助,支援歐美12國、15個友邦,以及新南向國家;我國也與美國簽署合作聲明,以口罩交換防護衣原料。「口罩國家隊」在防疫前期的努力,成為這場沒有煙硝的防疫戰中的強大後援,也見證臺灣工程師面對國人有難,戮力以赴的精神。

除了支援口罩生產線,工研院也在短短2個月內,整合院內研發能量,推出防疫相關科技。

代表我國捐贈口罩給德國,並接受當地媒體採訪,為臺灣在國際上做了最好的宣傳。(謝志偉粉絲團提供)

熱影像體溫異常偵測技術 人潮多也不怕

根據世界衛生組織(WHO)統計,高達87.9%的新冠肺炎患者出現發燒症狀,居症狀排行榜之冠,因此在防疫或自我保護上,能在一開始就量測體溫,並且及時發現以及隔離發燒人員,是非常關鍵的防疫作為。

工研院副院長張培仁指出,工研院「熱影像體溫異常偵測技術」最大的特色在於具備「AI人工智慧辨識」,可直接鎖定人臉進行額溫偵測,不必擔心貓狗、公車、汽機車亂入,更不用擔心拿著熱食、熱咖啡卻被機器誤判為體溫。更重要的是,相較於市面上大多紅外線量測產品僅能同時量測2至3人,此系統的「多人動態量測」功能,可同時間量測1至3公尺範圍內,約9至12個人,非常適合車站、學校與公司企業等人流匯集地。

工研院「熱影像體溫異常偵測技術」具「AI人工智慧辨識」,可直接鎖定人臉偵測額溫,不必擔心手拿熱飲、熱食造成誤判。

AI、演算法加持 提升防疫效能

工研院智慧微系統科技中心執行長朱俊勳進一步說明,「熱影像體溫異常偵測系統」結合多項創新科技,包括鎖定人臉辨識的「AI人工智慧」、快速捕捉照相的「紅外線體溫感測儀」、穩定室內外溫差的「恆溫裝置控制技術」、模擬高品質感測的「校正成色影像的演算法」,以及可連結手機與資訊後台的「物聯網(IoT)技術」。研發團隊運用軟體系統以及人工智慧的訓練,採用價格較平實的感測晶片,搭配演算法校正每一顆成色顯像,結合物聯網技術連結手機控制後台,僅需要簡單的硬體即可使用這套檢測系統,大幅降低建置成本。

2020年3月,工研院與經濟部及臺北市教育局合作,分別在經濟部門口以及碧湖國小、中崙高中導入場域驗證。以師生數約1,800人的中崙高中為例,在導入熱影像體溫異常偵測系統前,學校每天必須在正門與側門各調派3至4名教職員進行體溫量測,相當耗費人力與時間,「如今我們只需要一名同仁在機器前監看,幫助真的很大,」中崙高中護理師陳文玉說。

目前這套系統已在3個場域通過壓力測試,並預計在4月起擴大驗證範圍,布建於多所澎湖縣國中小學,未來將進一步與國內廠商合作量產開發,提升防疫效能。

智慧關懷居家管理系統 減輕里長負擔

疫情嚴峻之際,各國莫不以「切斷傳染鏈」為抗疫目標,隔離則是切斷病毒傳播鏈的必要作法。國內居家隔離及居家檢疫人數在疫情高峰期,一度超過11萬人,然而現行居家檢疫管理系統卻存在三大問題:人力勞役成本高、定位誤差高、手機APP維運成本高。

里長、里幹事、警員、民政人員都是隔離檢疫的第一線,多需24小時on call進行居家檢疫關懷或訪查。現行用手機基地台定位,容易有幾公尺至數百公尺誤差值,一旦誤報就得勞動警員出動訪查;此外,因應防疫動態,APP軟體更新頻繁,對手機APP維運者來說,版本更新測試壓力大,也易造成居家隔離、檢疫的民眾使用上的困擾。

工研院的「智慧關懷居家管理系統」,具備四高特色:可融合多元感測資訊的「高精準定位」;結合手機內建生物辨識確保本人接聽的「高強度人員確認」;在手機APP不會儲存資料,且資料上傳實體隔離內網,在居家隔離或檢疫期滿主動清除的「積極維護用戶高隱私」;以及系統擴充性大且可雙向回報的「高便利性」。

張培仁指出,這套系統不僅定位準確,避免誤判,還會自動撥電話訪查,遠距進行居家監測與管理,有效減輕里長、里幹事與警察的負擔,是第一線防疫關懷的好幫手。目前相關技術已於院內測試,並將新竹縣市政府合作進行場域驗證。

工研院「智慧關懷居家管理系統」,撒下天羅地網,具備高精準定位、高強度人員確認、積極維護用戶高隱私、高便利性等四大特色。

零接觸式防疫科技平台 以科技力助北醫

新冠疫情,第一線醫護人員負擔尤其沉重,提高醫療照護效率、降低醫護人員感染風險,工研院與臺北醫學大學附設醫院攜手合作超前部署,率全國之先,在類負壓隔離病房中導入由工研院開發之「非接觸影像心律偵測」及「物聯網智慧閘道器」(IoT Gateway)兩項技術的「零接觸式防疫科技平台」。

根據統計,醫護人員每日平均進入病房接觸病人約12至15次,每次進入隔離病房前都要全副武裝,花上20分鐘穿上防護衣,才能進入病房為病人量測生理數值,離開病房脫防護衣更是不能馬虎,整個過程不但耗時且耗費資源。為此,北醫與工研院攜手合作建置「零接觸式防疫科技平台」,希望藉由科技的輔助,達到「肢體零接觸,服務無距離」的目標,將醫療人員感染風險降到最低。

「零接觸式防疫科技平台」具備三大優勢:非接觸平台,降低醫療人員與患者感染風險;24小時遠距互動醫療,有效提高照護效率;醫療整合戰情室,可即時掌握心律、呼吸、體溫、離床等生理資訊等,減輕醫護負荷,成為防疫期間的照護利器。

工研院服務系統科技中心執行長鄭仁傑指出,「零接觸式防疫科技平台」中,涵蓋工研院「非接觸影像心律偵測」與「物聯網智慧閘道器」(IoT Gateway)兩項技術。「非接觸影像心律偵測」是利用一般影像鏡頭,以結合AI演算法,觀測患者在臉部的微血管顏色變化與胸口起伏變化,自動偵測病患心律與呼吸等數據,一旦發現病患生理狀況有異樣,便可即時透過「物聯網智慧閘道器」來進行生理異常的資訊傳輸。

「物聯網智慧閘道器」則具有中繼站的功能,以物聯網傳輸的方式,匯整病房內非接觸式生理感測裝置數值,通報遠端護理站。一旦發現異常,護理人員可開啟病房影像,透過視訊詢問溝通,不需多次進出病房,減少醫療資源耗用與感染風險。此外,病患也可透過行動裝置掃描QR Code下載醫院APP,隨時掌握自身生理數據、醫療紀錄及電子衛教資源,對於醫護及病患來說都是一大福音。

從民眾防疫用品、協助量體溫的工作人員、管理隔離檢疫的民政人員,乃至一線醫護人員,工研院防疫科技全部貼心關照。工研院攜手產業,運用跨領域優勢助防疫一臂之力,誠如工研院院長劉文雄所說,「疫情終將過去,臺灣優勢長存!」全球在疫情洗禮下,臺灣在防疫科技的努力,將更凸顯產業優勢,成功化危機為轉機。

面對新冠肺炎,第一線醫護人員負擔沉重,零接觸防疫科技平台讓護理人員在護理站,就可以即時掌握個案生理狀況,感染風險大幅降低。

面對新冠肺炎,第一線醫護人員負擔沉重,零接觸防疫科技平台讓護理人員在護理站,就可以即時掌握個案生理狀況,感染風險大幅降低。

文章轉載自工業技術研究院工業技術與資訊月刊