〈工業技術與資訊〉數位科技助攻 隔離檢疫有一套
撰文／凃心怡
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。
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。
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。
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。
延伸閱讀
轉載自《工業技術與資訊》月刊第 340 期 2020 年 5 月號，未經授權不得轉載。