IoT服裝面料:下一代穿戴式裝置
作者 : John Koon,EE Times Europe特約作者
2021-05-26
設計IoT面料並擴大其生產規模面臨巨大困難,但它的價值也顯而易見——將IoT的強大力量帶入我們的日常生活中。這種技術有著無限多種可能的應用,想像可能受限,但其潛能無限...
穿戴式電子產品如今已越來越流行了,如Apple Watch、Fitbit以及其他生命徵象監測儀。與此同時也出現了另一種創新產品,即內建電子元件和感測器的物聯網(IoT)服裝面料。這些面料可用於製作監測生命徵象的服裝。那麼,這種創新會帶來哪些機會與挑戰呢?
為什麼需要穿戴式裝置?
隨著IoT的爆炸性成長,穿戴式裝置的應用前景十分誘人,因而成為最新的IoT前瞻產品(圖1)。穿戴式裝置的優勢在於其便利性、易用性和即時的服務。但是,除了當前的既有應用,如果還想進一步拓展穿戴式裝置的其他應用,仍面臨著艱巨的設計與開發挑戰。
傳統的健康照護穿戴裝置:Apple、Fitbit
穿戴式IoT裝置主要包括四種類型:健康、娛樂、追蹤、在地化以及安全性。目前,蘋果(Apple)和Fitbit等公司提供了休閒娛樂型穿戴式裝置,可用於協助使用者監測自己的體重和運動量。醫療級穿戴式裝置能讓醫師遠端監測患者的健康狀況,這屬於第一類。實際上,穿戴式裝置可以實現更多的功能,例如為老年人提供緊急照護、監控嬰兒,或在臨床試驗期間協助收集資料。
新型穿戴式裝置較隱密且更舒適
新型穿戴式裝置將為使用者提供更多的選擇,不僅能像腕錶那樣戴著,還可以嵌入到戒指、手鐲、皮帶和眼鏡等其他配件中,對於那些不願展露其穿戴式裝置的使用者來說,這樣的穿戴方式更具隱藏性。
在服裝面料中嵌入感測器
嵌入IoT感測器最不易被察覺的方式是將它們嵌入襯衫、褲子、襪子或鞋子的面料中。能夠折疊拉伸的彈性服裝中可以嵌入收集資料的電子元件。當皮膚或汗液接觸到面料即可產生資料,其中可能包含穿戴者的心率、血壓、血糖值、血氧濃度、體溫和活動量等。例如,醫療技術新創公司Rhaeos最近開發了一種穿戴式裝置,用於對腦積水患者進行無創監測。此外,穿戴式裝置還可用於監測、追蹤和保護消費者家人。
嬰兒猝死症是很多新手父母的噩夢,它是一種比較罕見但十分嚴重的情況,尤其是原因仍然未知。大多數(即使不是全部)的父母都會半夜起床檢查新生兒的呼吸,這讓他們疲憊不堪且睡眠不足。相較於傳統的嬰兒監護儀,讓嬰兒穿上由IoT面料製成的衣服,透過應用程式(APP)來追蹤嬰兒的呼吸,可以讓父母放心並得到更好的睡眠(圖2)。這種APP會在嬰兒出現呼吸異常或呼吸停止時提醒父母。總部位於美國紐約的新創公司Nanit已經為新生兒和疲憊不堪的父母開發了這種穿戴式面料。
IoT面料還可用於追蹤老人、醫院患者和兒童。面料中的GPS追蹤器可以發送警示,例如,當老人癡呆症患者迷路或青少年未在預期時間到達目的地時,就會發出警示。這種穿戴式裝置還可以用於高風險環境,例如建築工地或登山探險,在這些環境中掌握每個人的行蹤至關重要。
用IoT面料製成的服裝與人體接觸點很多,因此與其他類型的穿戴式裝置相較,也可以提供更多功能。例如,IoT襯衫不僅可以監測用戶的心律和活動量,還可以獲取血氧濃度和血糖值等資料。
有了這樣的產品,就可以對使用者進行更全面的監測,而且也可能更準確。
設計挑戰
開發新興產品無疑地令人興奮,但同時也充滿挑戰。除了靈活且易於使用的人機介面外,IoT面料還必須耐用、準確,而且能夠進行能量的自我補給。
耐用性:震動、碰撞、日常磨損且可機洗
用IoT面料製成的襯衫一旦穿在人們身上,那麼這件襯衫(或其他任何IoT服裝)將會跟這個人一起經歷每天的震動、碰撞和磨損。
因此,IoT面料必須很強韌,才能保持完好無損且功能正常,特別是它還可以用洗衣機清洗。通常,為了加強一個IoT裝置的耐用性,需要在其周圍添加保護材料,但是目前尚不清楚如何才能在日常使用中保護IoT面料,使其靈活性或穿戴性不受影響。
附圖:圖1:隨著IoTIoT的爆炸性成長,穿戴式裝置的應用前景誘人。
圖2:讓嬰兒穿上由IoT面料製成的衣服,透過App監控嬰兒呼吸,可望讓父母安心入睡。
資料來源:https://www.eettaiwan.com/20210526nt51-iot-clothing-the-next-gen-of-wearables/
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國際級AI健康顧問 給你專屬運動建議
2021-03-04 14:33 聯合新聞網 / 能力雜誌
【文/張名榕 攝影/莊震烽】
「現在出拳猛擊,出拳時吐氣,一是勾拳,二是直拳。」,「吸氣!再20秒!最後10下,保持呼吸。」電視裡,肌肉結實的綜合格鬥比賽世界冠軍Luis Baboon Palomino正快速跳著有氧拳擊,配戴Apple Watch的男子認真跟上動作,螢幕上的心率節節上升,準確度也越來越好,課程結束後,男子獲得高分,他對著手機按下「輕輕鬆鬆」的按鍵,下回可以挑戰更高難度的訓練了!
男子使用的「Wondercise多點多功能即時動作比對健身系統」(Wondercise Multi-Point Motion Match System),是由新創運動科技公司旺德賽斯Wondercise研發,APP於2020年初正式上架,10月開始與Apple Watch、Garmin手錶等穿戴裝置配對,使用者只要下載APP並戴上手環,就能藉由人工智慧(Artificial Intelligence, AI)感測技術和影片中的教練進行比對,即時得知自己的心率及動作準確度。
力拚Samsung、Omron 2021 CES超吸睛
旺德賽斯Wondercise創辦人兼執行長莊龍飛表示,除了與硬體大廠合作,Wondercise也與鴻海合作研發感測器,一組2個,分別配戴在手腕和腳上,若使用者本身就有Apple Watch或Garmin手錶,最多能做3點比對,以Wondercise首創的上、下半身慣性量測單元感測器 (Inertial Measurement Unit, IMU)提昇比對準確率,讓使用者獲得更佳的運動成效。
運動結束後,使用者可以觀看詳細的成績報告,包括達成率、平均心率、心率區間、燃燒熱量、運動總時長等並提供訓練建議,使用者也能回饋課程難度,供AI進行機器學習,未來能推薦更適合的課程,Wondercise還能多人連線進行PK競賽,更增添幾分娛樂性。
這款應用人工智慧演算法的科技健身系統,只要下載APP並繳交月費170元,搭配行動裝置與穿戴裝置,就能在家輕鬆使用。因符合後疫情時代的居家健身潮流,在2021年的美國消費性電子展(Consumer Electronics Show, CES)中大放異彩,獲得Gear Patrol、T3、Woman's Guide等數間國際媒體選為CES 2021最佳產品之一,其中Tom's Guide甚至給予「足以挑戰Apple Fitness+」的高度評價。
Wondercise還以獨家的動作比對技術(Live Motion Matching)入選CES官方媒體的2021 Best Products Award決賽名單,與Samsung、Omron等國際大廠同場競技,也成為唯一入選決賽的台灣企業。難能可貴的是,Wondercise的核心技術,全是由位於台中的萬達康團隊一手開發,很難想像在6年前,萬達康還是間研發傳統健身設備,與AI技術毫不相關的運動器材廠商。
電視購物起家 器材商力拚轉型
莊龍飛在2009年成立萬達康公司,主要販售傳統的居家健身設備,但研發時會加入新創意改良,打造與市面產品不同的健身器材,並透過「電視購物」的銷售管道進軍海外市場。
說起萬達康一路走來的心路歷程,莊龍飛對一次重大挫折有著十分深刻的記憶。當時萬達康研發的第1款產品在2011年接到來自日本客戶的大單,共下訂1萬9,000台,準備在3月11日晚間登上日本最大的電視購物頻道Shop Channel,莊龍飛滿心期待產品一炮而紅,沒想到卻遇上日本史上最嚴重的311震災。
莊龍飛苦笑著說,「地震後,購物節目整個喊停,1萬多台機器無法出口,讓公司瞬間負債1,000多萬。好在日本客戶有誠信,後續還是有把貨賣完,但這也已經是幾年後的事了。」儘管出師不利,莊龍飛沒有放棄,持續研發新款居家健身器材,後續推出的Wondercore系列大受歡迎,甫登上韓國的電視購物頻道,4,000台就銷售一空,也讓他對未來發展更有信心。
「研發能力是我們的強項,至今已申請超過200個專利,其中Genius健身工具箱、Slide Fit健身滑板都得過德國紅點設計大獎。」莊龍飛自豪地說,也表示公司每年都投入大量研發資金,創業時就瞄準外銷市場,畢竟台灣市場規模有限,往海外發展才能滿足龐大的開發預算,後續成果也證實莊龍飛考慮的方向正確,幾款人氣商品至今已在全球銷售超過1,000萬台。
「傳統健身器材」搭配「電視購物頻道」,替莊龍飛打下事業江山,但他並不因此而滿足,在2014年底,他決定著手進行「科技轉型」,發展Wondercise智慧健身系統,也將銷售觸角延伸至行動裝置。這一切都是因為莊龍飛看見了經營的局限所在,「我的產品在2014年到達銷售高峰,像是家樂福、屈臣氏、寶雅這些通路都買得到,電視購物更是銷售長紅。但電視是夕陽產業,加上未來是科技健身的天下,不轉型必定會被淘汰。」莊龍飛堅定地說。
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只是,傳統公司想轉型談何容易,莊龍飛坦言最初提出Wondercise這套系統的概念時,沒有人聽得懂他在說什麼,還有人大潑冷水,他只好從零開始招兵買馬,成立旺德賽斯Wondercise這家新公司,再找來工程師團隊設計程式,在失敗中不斷學習,過程中也歷經2次團隊重整,直到2018年才終於建立起Wondercise的雛形。
莊龍飛表示,過程中最大的挫折,就是開發硬體時找不到配合廠商,「螢幕、基板廠商都要達到一定的量才接單,沒有設計出自己的手環,我們就無法測試演算法,無法建立動作比對技術,後來找到規模較小的藍芽模組廠願意接單,才解決這個問題。」
沒想到手環做出來後,新問題卻又接踵而至,「找廠商製做就花了太長的時間,科技變化太快,成品出來時,規格又已經落後不好用了,當時我就想,未來如果能讓鴻海幫忙做手環,那有多好。」莊龍飛感慨地說。
當時的莊龍飛沒想到,這個心願如今已然成真,因為公司研發申請的專利眾多,去年10月應經濟部智慧財產局邀請參加發明展,過程中Wondercise健身系統竟然就被積極發展「大健康產業」的鴻海相中,主動洽談合作,如今更幫忙代工手環,讓莊龍飛笑稱有如美夢成真。
莊龍飛認為,Wondercise之所以被鴻海青睞,因為它不僅是一款可以互動的居家運動APP,也像是個人的「健康管理顧問」。他以Netflix作比喻,Netflix的每則影片都會上標籤,標明影片的屬性與特色,使用者多次觀看後,AI就能依照使用者喜好推薦適合的影片,「不一樣的是,Wondercise不僅注重使用者的『喜好』,也關心『需要』,假設AI從使用者的數據中,發現他有肌力不足的問題,就算他喜歡瑜珈,我們還是會適時地推薦重訓課程,幫助改善他的健康狀況。」莊龍飛說。
國際級運動課 講究專業質感
Wondercise另一項優勢就是「國際化的課程內容」,莊龍飛自信地說,「Wondercise的內容是市面上質感最好的。」他表示公司做電視購物起家,擁有專門拍廣告片的團隊,對視覺效果的呈現有豐富經驗。
加上2015年砸重金在邁阿密購買佔地2,000多坪的高規格攝影棚,就連好萊塢明星都曾租借攝影棚拍廣告,讓他對於影片的品質與成效是信心滿滿。
「如果沒有自己的攝影棚,外包拍攝就掌握不了核心技術,加上我們要持續產出影片,當視覺效果沒有連續性,質感就做不出來。」
不僅重金打造拍攝場地,授課師資自然也不馬虎,莊龍飛找來包括明星私人教練,設計並拍攝運動課程,從瑜珈、皮拉提斯、街舞、拳擊有氧、重訓、太極拳、廣場舞等,共300多堂課程供使用者選擇。
滿足國際市場需求,莊龍飛也兼顧「在地化」發展,雖然由外國師資授課,但使用者運動時,可以自由切換中英文收聽,同時邀請台灣作詞作曲家寫歌,起用台灣舞團錄製廣場舞課程,要用豐富的自製內容滿足使用者的多元需求。
「技術與內容是Wondercise非常重視的一環。」莊龍飛認真強調,「當Apple、Samsung等巨頭進入運動產業時,和他們競爭硬體完全沒有勝算,我們決定專注在自身的優勢上,硬體設備就儘量談合作,我們要與巨頭當同盟,而不是成為他們的敵人。」莊龍飛笑著說。
保健、壽險都能用 開啟健康正循環
因應後疫情時代來臨,莊龍飛將其視為居家運動產業的發展良機,他指出公司2020年業績成長比2019年多出1倍,卻也坦言因Wondercise推出時間短,業績成長多反映在傳統健身器材上,「2020 年運動器材廠商業績都很好,不見得是產品本身多出色,算是一種疫情紅利,但疫情的確加速居家健身科技轉變,接下來如何抓住機會就是關鍵。」莊龍飛說。
針對如何把握這股居家運動潮流,開拓更多商機,莊龍飛已有了規劃,Wondercise未來的2大異業結盟產業分別為「醫療業」與「壽險業」。醫療照護層面會以「預防醫學」為核心概念,與某大學團隊合作開發體適能檢測系統,「使用者測完體適能後,可得知平衡感、肌耐力、柔軟度哪方面比較弱,再利用我們的AI技術推薦適合的運動課程,幫忙補強體能的不足,各個年齡層都能使用。」莊龍飛說。
類似的功能也可以應用於壽險業,AI可以藉由穿戴裝置蒐集的數據,包括使用者睡眠品質、每日運動量、身高、體重、心率等資料分析身體狀況,如果健康狀態良好,健康險的保費就能適時調降,莊龍飛樂觀表示,「這樣做等於是鼓勵大家維持正常作息,以及培養運動的好習慣,我認為是一種正向循環。」
目前Wondercise的下載人數已達約3萬人次,談起近期會讓消費者更快有感的新計畫,莊龍飛則說,之後他們將推出全新改版,加強使用者最喜愛的互動功能,提供更出色的使用體驗。當然,他更期待的是居家運動的風潮能延續下去,將科技變成推動更多人投入運動的助力,讓人們的生活更便利也更健康。
資料來源:https://udn.com/news/story/6868/5293944?fbclid=IwAR2XPfXBpAZMTvWUbpbIuKa4jbz6wXH6mH5lTnfNQah7Wh7XNmq-1PmAsjA
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十年後,台灣醫院距離 AI 會更近一步嗎?兩位前線醫師:流程線上化是第一步!
Posted on2020/10/28
採訪統整/鍾佳瑀;文字攝影/盧亞蘭
在 2020 幾乎被疫情籠罩之下,數位醫療的概念無疑是整個國際的趨勢,對此,我國 經濟部近日也首度將「數位醫療」的項目, 加入 了租稅範圍,修訂「生技醫藥產業發展條例」。但除了公部門的推動、科技業的發展、及學者的研究外,要 真正暸解「數位醫療」,或許還少一塊最關鍵的觀點——究竟醫生們自己是怎麼看待與科技碰撞的火花?身處其中的 醫療體系人員們,對於「數位轉型」的實際心境又是什麼 ?
這次專訪到馬偕醫院急診醫學科主治醫師——黃明源、以及彰化基督教醫院資訊部副主任——李金美,除了要提供前線視野、也要帶讀者深度理解距離數位醫療的「最後一哩路」有什麼門檻?未來台灣要是有 AI 醫院,會長什麼樣子?
除了解開「法規限制」,政府還需思考「誘因」配合
要談醫院的數位轉型前,或許該先了解醫療體制目前面臨最大的問題——仰賴健保制度之稱的醫院體制,要燒光柴火了。黃明源醫師表示,身為健保的供給端,深知 台灣保險制度長久下去會失衡 ,因為目前只有單一給付單位,產業利潤不夠高,卻要求越來越多,沒辦法繼續發展。
曾赴英國深造的黃醫師也以當地體系—— NHS(National Health Service)解釋,雖然英國也有「照顧全國醫病」的這種單位,但不同的是 英國政府連醫院都全部一起經營,所以很清楚成本、利潤、等營運端問題 。
照理來說,控制病人少進醫院、少浪費資源、減少開支、醫療服務品質才會上升,但台灣的情況是,假設病人不來,醫院就沒得賺,得多看一個病人才能多賺一塊錢,所以當前要提升品質的話,就要找第三方進來。但首先,是政府要鼓勵 。
上一篇專訪提到,陽明大學前教授張正說:「法規要怎麼修改,業者可以提出來討論」,而黃醫師聽到後,表示這後面還要再加上一句:「而且 醫生們想問的是『給付』要怎麼跟進配合?」簡單來說,政府一隻手是「法規」、另一手則是「給付」;一邊應該解開限制、另一邊則尚需要誘因配合。
黃明源分析,以本次企劃專題的 第二篇 、及 第三篇 的遠距醫療平台來看,長期使用的話,的確可以節省病人時間、及成本效益,但在 健保不會給付之下,最終醫院的品質就一樣無法提升 。再以 第四篇 提及的科技醫廠來說,其實台灣有許多此類型的新創醫材廠商,但產品卻鮮少用在台灣醫院,原因是,儘管政府可能有鼓勵「創新」和「數位化」,但還沒有配套措施來激勵大家去用,等於科技業者被鼓勵嘗試,但產品卻賣不出去,或是只能賣給國外廠商,然而 最大客戶——健保單位,卻沒有要買單 。這如同政府一邊喊著「鼓勵創新」,但另一邊又呈現「有新技術我也不買單」的窘境。
遠程科技,只是推動醫療數位化的「第一個門檻」
黃明源表示,在數位醫療領域裡,其實 最重要的是「流程線上化」 ,並以他為癌症中心做的優化來解釋。首先要了解,癌症病患在醫院的時間通常只有一個晚上,且在施打完化療藥物後,便會返家,所以絕大部分的痛苦都在家裡發生,幾週、幾月才見一面的主治醫師,在診間其實幫不上太多忙,因為除了調配針藥外,舉凡飲食營養、居家照護、心理支持、針灸按摩…… 等各種輔助支持,都不在診間發生,平常病患有問題,通常都個別用 LINE 聯繫個管師 。
黃明源解釋,若醫病之間的溝通管道是院端的 Facebook Messenger,病人在家有問題就可以先問機器人,機器人也會將該病患的紀錄統整,當發現狀況緊急,則會通知個管師介入。而這些 虛擬帳號要怎麼設計、怎麼應答,就是一種「流程改造」,所以這不單單是打造一個軟體,而是一種服務模式、給病人的工具、及醫療端監看的數值紀錄整合。
儘管黃明源的診療間已經開著一台桌機,但訪問的同時,他又打開了自己隨身攜帶的筆電,裡面出現一套簡易、但一目瞭然的系統,上面記錄著癌症病患哪天、哪個時間、出現程度多嚴重、多頻繁的疼痛。但黃明源笑說:「這個系統太陽春啦,被科技廠商看到會笑掉大牙」,他表示,其實最需要的是「流程整合」,而非引進高端技術。
黃明源強調,遠距只是一個初階的「門檻」,因為當前大家在講 AI、5G 等數位革新,但回過頭來需要「看病」時,又得回去掛號排隊,等於一切又回到原點。 假設醫生不能在線上有互動,那軟體、服務、器材怎麼做先進創新都沒用 。彰化基督教醫院的資訊部副主任——李金美則表示,AI 的導入就是醫院的數位轉型,但 醫院流程的確要先轉型,才會符合 AI 的效益 。
李金美以近 11、12 年來,醫院在推動「無紙化」為例。她表示,其實醫師們最在意的不是手抄資料的繁複,而是事後查資料方不方便,假設讓資料科技化後,流程沒有優化,反而會給醫療團隊增添麻煩。
十年後的台灣醫院長什麼樣子?
以李金美所在的彰化基督教醫院來說,近年引入許多 AI 工具,例如與 HTC 的健康醫療事業部—— DeepQ 合作的機器人「蘭醫師」、及與華碩智慧雲端軟體研發中心(AICS)合作的醫療大數據搜尋系統。這些 AI 工具能幫醫師做 臨床影像的風險判斷 、以自然語言搜索把 病例文本做分類 。李金美表示,雖然 AI 是醫院高層的策略,但醫生們也都很有興趣,好奇 AI 具體能幫醫療團隊做到哪一步。但 AI 要落地,還需要一段時間的觀察,因為一個新的的模式要結合在醫療場域,需要來回驗證,並不是想像中,一只戴上就會自己運行的 Apple Watch,且一個醫院適用的,另一家也不一定能用。
黃明源則表示,首先要思考的,是 如何把醫療團隊線上化 ——把多方單位的溝通做線上流程設計,因為不是丟出新軟體,病患和院方就能馬上使用。但比較可惜的是,台灣很少醫院有在經營這塊領域,因為研究開發很花時間,也不會賺錢,而有在執行的大醫院也多是仰賴政府的「計畫」來試辦,等於研發也不永續。
黃明源補充說到,要把病人照護線上化、效率化,其實不需要太複雜的技術、或專利,但比較好的情況是,任何醫療體系研發出來的東西,可以跟外面世界的新創公司聊過,因為 外部會比院內更懂「商業模式」,以及如何做到規模化的問題 。這當然也會比反過頭來,由新創進入醫院,探討院方內部系統來得有效。簡言之,就很像學校做研究後,把想法執照出去的概念會比較順利。
但要負責「找商模」的醫療軟體新創,其實也面臨到一個難題。 假設以「訂閱制」的購買模式來使用新系統,在醫院有提升營收的前提下,通常一個月、一個科別願意撥一萬元,但試想,一個販售「醫療科技產品」的公司,不太可能一年只能賣一位客戶 12 到 15 萬元,絕大部份的營運模式,還是如運用在手術相關的系統,一次就要花個幾百萬買斷。
其實 AI 要落地最辛苦的,是把想像貼近實際、貼近臨床可以用。從前期用醫師人力去「貼標」、訓練機器,到後期結合進醫院資訊系統系統、等待法規通過,時間會拖很長。 至於問及醫師們對台灣 10 年後「智慧醫院」的想像是什麼?李金美則答,希望 AI 能讓醫生更專注在病人,彙整蒐集等的工作就給科技處理,讓醫院品質上升。
附圖:醫療團隊使用數位化程式示意圖。圖片來源:24 Hour Health Store,CC Licensed。
黃明源醫師使用自己與團隊研發的系統,輔助影像追蹤紀錄。圖片來源:《科技報橘》攝影。
彰化基督教醫院,資訊部副主任李金美。圖片來源:李金美
資料來源:https://buzzorange.com/techorange/2020/10/28/ai-for-doctors/?fbclid=IwAR3swRvdyvZfGT78kpIqG1-FmuvYy8RHxjxepRDRdaSi_hCJczrKcwcWHQI