林柏星教授談「穿戴式系統應用於銀髮服務」



社科院前瞻(UFO)計畫獲得教育部補助,本學期開始執行「以科技鑲嵌高齡與障礙研究之前瞻人才培育計畫:邁向實踐、教學、與研究的整合」,將結合電機資訊學院與跨學院的師資,發展針對以高齡與身障者為對象,並且結合社會、人文與科技元素的人才培育。

計畫共同主持人曾敏傑教授表示,為促進跨域教師相互交流,同時引進社會科學未來變革之前瞻議題討論,將與社科院台灣發展研究中心共同推動,持續性邀請校內與校外學者專家進行交流與對話,以達到社會科學的跨域合作、知識的共學,以及前瞻計畫推動的共議等多元效果。第一場「 UFO 講堂」,即於 11 月 12 日(中午),邀請台北大學資工系林柏星教授進行分享,當日參與的教授包括有曾敏傑、林子晴、張恒豪、戴翠莪、林茂廷、王品、張菁芬、顧力仁、辛法春、與劉素芬等,以及助理及研究生共二十餘人參加。

林柏星教授現為資工系系主任,也是電資學院的副院長,專長為智慧醫療、嵌入式系統、穿戴系統、物聯網、可攜式生理監視系統、生醫訊號處理。林教授過去已發表近 40 篇文章被收錄於 SCI 及 SCIE,近年來更在智慧醫療領域中著墨甚深,與台大醫院、奇美醫院、長庚醫院、臺北醫學大學附設醫院及中山醫學大學附設醫院等醫學中心合作,為中風患者、高齡、身障者設計專用的智慧輔具,透過 AI 分析協助醫師更準確的為不同病症的患者開發出適合的復健療程。

首先,林教授先介紹與奇美醫院合作的「智慧手套」,林教授在手套上加裝許多感應器及壓力感測器,可以偵測受測者的手部彎曲的幅度、握力;感應器會將數據傳回電腦,讓電腦模擬出受測者的手勢,當受測者的手部做出握、按、掀等動作,電腦的虛擬手也會跟著做相對應的動作。這項裝置目前用於中風病人,讓醫師能清楚知道病人的手部的彎曲度、握力等資訊,電腦目前也能將受測者的動作從優至劣分級為4個等第;林教授表示未來會將等第優化為 100 級,讓醫師與受測者能更清晰知道自己的手部狀況。「智慧手套」未來將可以結合復健小遊戲,讓病人能夠在家中執行復健,裝置也可以將數據、資訊傳回醫院的醫師,如此亦能完成療程,病人亦不需千里迢迢到醫院去。

其次,林教授分享與長庚醫院合作的「 VR 遊戲復健系統」及「行動聽診器」。「 VR 遊戲復健系統」蒐集受測者的腦波資料,觀察受測者在玩小遊戲時的專注度,若受測者分心,電腦會發出提示要求受測者專注遊戲上,電腦也會偵測受測者的腦波調整遊戲難易度,讓受測者能專心在遊戲上。這項裝置用於注意力不足的過動症,透過遊戲方式鍛鍊病人專注度,以協助改善分心狀況。

「行動聽診器」是將醫師用的聽診器裝在背心上,當受測者移動時,醫師能夠透過平板聽到受測者的心跳,也能看見受測者的生理數值,此裝置能偵測受測者前胸、後胸、左肺及右肺四個部位,亦能檢測受測者是否患有氣喘或其他呼吸系統疾病。這項裝置讓醫師監測病人在移動時的心跳、呼吸等生理數值之變化更加容易,不像過去只能測靜止及移動後的生理數值。

接著林教授介紹「卡路里監測器」,這項裝置透過鏡頭拍攝受測者的活動,在透過 AI 計算消耗的卡路里數值,以長期監測方式分析受測者的卡路里數值變化,判斷受測者的身體狀況。林教授與北大社工系林昭吟主任合作,原本希望能夠安裝在獨居老人家中,透過裝置在獨居老人身體狀況不佳時可派出社工關懷,但獨居長者一般都不喜歡家裡放著鏡頭拍攝,因此在推廣上仍有困難,未來再看 UFO 計畫如何協助進行。

另一項是「長者平衡度感測裝置」,林教授正與臺北醫學大學附設醫院合作中,受測者要繫上 7 個感測器,讓電腦收集相關的數據進行分析,了解受測者是身體何處功能較差, AI 會提供運動處方建議,並隨著受測者的身體素質改善,適時調整運動處方。林教授表示未來會將感測器優化,受測者只需要配戴 2 個感測器即可完成所有偵測,該裝置能接收 21 種不同的動作,並分析為 4 個量表,AI 會依受測者狀況給出建議。這項裝置也規劃與 UFO 計畫合作,本學期進行社區小規模的長者平衡力檢測遊戲,未來再作為一項服務方案推廣。

最後,林教授向眾人展示「視障環境判讀」及「超音波掃描」。有鑑於視障朋友在路上行走時無法準確了解周遭環境,該裝置透過手機鏡頭與 APP 結合,分辨視障者周遭的物品、距離及方向,讓視障者能知悉周遭的環境,林教授未來更希望將此裝置設計在導盲杖上,如此視障者就不需要一手拿手機,一手拿導盲杖。另外「超音波掃描」透過超音波深層掃描了解患者的肌肉 AI 會判斷肌肉狀況將病人的症狀提供給醫院的醫師,醫師也能透過視訊與病人溝通給予復健建議。未來可以協助偏鄉或行動不便的長者遠距看診,健全行動醫療體系。

在林教授完成七項產品研發簡報之後,也獲得非理工背景老師們熱烈的討論。現場社會系張恒豪教授建議,由於視障者無法瞬間消化 APP 提供的資訊,會導致視障者行走速度過慢,在馬路上行走恐將危及視障者的安全,因此詢問未來是否能夠與自動車結合,讓視障者能夠安全的在馬路上移動。而社工系王品老師也以視障者等公車為例,希望設計讓駕駛知道前站將有視障者而主動停車,以避免視障者因視力限制導致錯過公車,更期待環境面、技術面、以及政策面,可以主動重視弱勢者的需求來進行研發與改善。

在林教授介紹完各項與資工設備能夠與醫療、社工等領域結合的研究後,林教授與在場經濟系、社工系、社會系、歷史系、通識中心等教授一同討論跨領域研究與合作,希望未來能共同在課堂上增加不同領域的課程或演講,培養學生跨領域的學習與互動,打破傳統學科間僵硬的界線。整場分享熱烈,兩點時大家在欲罷不能中結束。