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照護裝置很貼身,守護健康更加分!

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/07 ・1242字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

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文/亞坦尼斯

開刀完、大病後的復健修養時期是相當關鍵寶貴的。而這段康復期間的生理指數監測,也是醫師在判斷恢復狀況的重要參數。然而,面對醫療資源匱乏的處境,實務上也難以讓所有病人在康復期的全程期間都待在醫院。另外,現有醫療監測器材的龐大體積,不僅阻礙病人的活動,也不適宜高齡、慢性等居家病患的長期監測。因此,如何能設計一個體積輕巧、價格低廉的醫療監測器材,也成了提升居家長期照護品質的研究方向。

目前,工研院生醫所林楨喨博士的團隊,正利用自行開發的電路模組與演算法,結合三導程心電圖、反射式血氧量測系統、以及高分子壓電電子聽診器,設計成穿戴式生理監測裝置。這樣的監測裝置除了能直接測量出心電、血氧、心音與心跳也可利用血氧和心電圖來估算血壓趨勢。這是由於過去的血壓計,雖也有手腕式的設計方式,然而氣壓加壓的方式,並不適合應用於穿戴式裝置,而用血氧值和心電圖來估計,就能實現穿戴式血壓監測的目標。

三合一穿戴式健康照護裝置的佩戴示意圖
三合一穿戴式健康照護裝置的佩戴示意圖

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而連接三項裝置的電路,則是研發團隊自行設計,內建生理數值估算的處理器、運算邏輯以及無線模組。可將生理監測資料即時傳送到智慧型手機或電腦上,讓使用者可以即時監看自己的生理指標。

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三合一穿戴式健康照護裝置的電路設計
三合一穿戴式健康照護裝置的電路設計

感測裝置的部分,研發團隊採用壓電材料開發薄型心電心音傳感器,克服駐極體麥克風所達不到低頻響應的能力,並可製成可撓式電子聽診器,應用於具有曲面的身體結構。再配合反射式血氧量測計,除可外接至手指或耳垂,也可以直接從裝置於胸口的感測器擷取血氧濃度。並結合三導程心電圖與多通道心音之智慧量測技術,當心電圖監測發生異常事件前後,便可即時記錄心音資訊,回診時便能提供醫生診斷所需要之資訊。

這樣穿戴式健康照護裝置的設計並不容易,除了要大幅縮小醫療器材的體積,又因須符合人體長時間配戴,而在形狀與配置上有諸多限制。而設計上另一個嚴峻的挑戰,是醫療器材的法規限制都會特別嚴苛。也因此,生醫所的研發團隊,不僅有負責硬體設計和軟體設計的研究員,也有一位專門負責法規的解讀與確認的成員,才能在技術上有所突破,也兼顧FDA法規裡安全性與功效性等各種規範。

三合一穿戴式醫療裝置,可以讓使用者舒適地長時間監測各項生理指數,不僅可以應用在心臟相關疾病的治療、復健與防治,未來也可以提供給運動員配戴監測,以作為更詳盡的訓練參考。另外,這些生理指數在也開始被用作自律神經與情緒相關的研究。相信在不久的未來,人們的身心狀況加隨著穿戴式醫療技術的進展,變得越來越健康。

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中間為工研院生醫所林楨喨博士

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創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
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由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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在開槍時「打卡」:穿戴式科技追蹤槍擊犯
劉珈均
・2015/11/25 ・1791字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

科幻電影中常見主角穿戴輕薄短小、造型簡潔前衛的配飾,幾下帥氣操作與嗶嗶聲,就能紀錄、傳輸資料訊息。電影中的奇幻情節往往反映人類願望之所在,穿戴式科技讓這樣的渴望漸漸實現,讓數位與現實世界的互動更加豐富而自然,許多商業或科技雜誌也預測穿戴式科技將成為下一波主流的峰頭浪尖。

不少科技廠商與學術單位相繼投入研究,拓展穿戴式設備的應用範圍,賓夕法尼亞大學犯罪學教授查爾斯洛弗勒(Charles Loeffler)提出在罪犯佩戴的電子監控裝置中嵌入加速度計,能準確的偵測穿戴者開槍動作,自動回報槍擊地點,縮短警政部門反應時間。

一些假釋或緩刑出獄的罪犯必須穿戴電子監控裝置,以便警察或法院人員追蹤他們後續行動。但查爾斯洛弗勒說,儘管有這些預防措施,這些在社會服刑的人仍得為全美國近半數的槍擊案訴訟負責。若在現行監控設備上結合既有科技,便能在他們開槍時記錄並回報,有效阻止槍手。

洛弗勒在線上期刊《PLOS ONE》發表研究報告,提出一種穿戴式的加速度計,可用來追蹤是否有人開槍。它長得就像慢跑者常用來追蹤記錄路徑距離的東西,槍擊發生時,它便在讀取裝置上顯示出不易忽視的圖樣讀數。「一發射擊的過程相當鮮明。為了瞄準,你會盡力保持靜止,緊接著下一瞬間,你的手掌、手腕、手臂經歷一股衝擊力道的移轉。」洛弗勒對電力電子工程師協會的雜誌《科技綜覽》(IEEE Spectrum)解釋。

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洛弗勒在線上期刊 PLOS ONE 發表研究報告,提出一種穿戴式的加速度計,可用來追蹤是否有人開槍。它長得就像慢跑者常用來追蹤記錄路徑距離的東西,槍擊發生時,它便在讀取裝置上顯示出不易忽視的圖樣讀數。

為了測驗手槍槍擊的加速度計讀數和其他類似動作有所區別,洛弗勒召集了十位賓夕法尼亞大學校警部職員,他們手腕戴著加速度計,嘗試多種品牌與口徑的槍枝,口徑0.22英吋的左輪手槍到口徑0.45英吋的柯特半自動手槍都是實驗對象。洛弗勒接著比較另一組樣本數據,該組人馬佩戴相同裝置出外度過尋常一天,執行粗重的建築工作,包括使用一把口徑0.22英吋的火藥釘槍。

火藥釘槍與小型手槍皆受相同的火藥驅動,這正是證明加速度計能輕易識別槍枝的良好對照組。「在釘槍內部,0.22英吋火藥並不是用來推進子彈,而是當作活塞。」洛弗勒說:「從數據分析來看,活塞撞擊釘槍的情況與槍擊差異很大,因為機械學的力量傳導不同。」

洛弗勒的實驗展示了槍擊的幾個識別因素,第一是加速計能感測槍管內迅速膨脹的氣體與外部空氣相遇時產生的槍口爆擊;它也善於偵測能量釋放時傳導至上臂的反作用力,以及子彈射出時,槍口端往上抬移的力道。不論槍枝的樣式或口徑為何,這三個因素加在一起構成了槍擊的識別標誌。洛弗勒的資料也顯示了槍擊偵測不容易出錯,研究中測試了357發槍擊,只有三發被誤認為其他活動;錯誤肯定的狀況也很少,在693種其他情境中,僅三次被誤認為槍擊。若再更進一步改良,該技術甚至有潛力辨別出槍擊是由什麼口徑的槍枝擊發。

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加速度計若結合追蹤假釋犯行蹤的感測器,透過全球定位系統,它可在佩戴裝置的人開槍時立即發警報給警政部門。這節省了當局收到報案後,交叉比對槍擊地點與鄰近追蹤器下落的時間與精力,為警察清楚指出哪些被追蹤者並不在槍案現場,也可能阻止了被監控者將開槍擺在首要行為考量,進而減少槍擊犯罪。洛弗勒與同事正在賓州工程部探索將加速度計嵌入既有監控裝置的可行性,因監控器與加速度計已被設計得相當小巧、適於穿戴、不耗電,他們在設計測試版本時沒有預見太多困難。他說若要特製這樣的監控裝置,較大的挑戰在於說服法院和警政部門採納此技術。

洛弗勒說:

政府部門是否願意採納此技術取決於他們有多理解它的價值。

這成本會比往常的作法更昂貴,比較可能佈署這類東西的是那些宣稱要處置槍枝暴力問題、相關法院和警政部門有良好整合的地方。

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所
審校:陳妤寧

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本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

延伸學習:
劉珈均
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PanSci 特約記者。大學時期主修新聞,嚮往能上山下海跑採訪,因緣際會接觸科學新聞後就不想離開了。生活總是在熬夜,不是趕稿就是在屋頂看星星,一邊想像是否有外星人也朝著地球方向看過來。

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看手機就能知道寶寶的脈搏
營養共筆
・2014/04/17 ・431字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 476 ・五年級

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圖片來源:Owlet 官網

文 / Casual

健康穿戴裝置不是大人的專利,現在也有嬰兒用的了喔。

Owlet 是一種專門為嬰兒打造的穿戴裝置(襪子),只要穿著,你就能藉由智慧型手機或是電腦知道寶寶的脈搏、血氧量、體溫以及翻身警告。對於嬰兒的照顧者來說,我想翻身警告是個相當棒的功能吧!

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圖片來源:Owlet 官網

OWLET 的應用

透過藍牙 4.0 傳給你的智慧型手機,如果你的手機不支援此規格的藍牙傳輸的話,它也付給你一個 USB 的接受器,插在電腦上,就能透過電腦來接收 Owlet 的資料,並從螢幕觀看。

若你處在 wifi 的環境,經過設定後,監測到的資訊能夠傳到雲端裡,你就能從其他的裝置或電腦查看。當你帶寶寶去看醫生的時候,就能很方便地把寶寶最近的數據提供給醫生,對於醫師的診斷或許會有所幫助。

來看看影片的介紹吧~

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轉載自營養共筆

營養共筆
86 篇文章 ・ 3 位粉絲
應該是有幾個營養師一起寫的共筆,內容與健康議題有關。可能是新知分享、經驗分享或是有的沒的同學們~如果對寫這個共筆有興趣的話,歡迎一起豐富它的內容喔。

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開刀完、大病後的復健修養時期是相當關鍵寶貴的。而這段康復期間的生理指數監測,也是醫師在判斷恢復狀況的重要參數。然而,面對醫療資源匱乏的處境,實務上也難以讓所有病人在康復期的全程期間都待在醫院。另外,現有醫療監測器材的龐大體積,不僅阻礙病人的活動,也不適宜高齡、慢性等居家病患的長期監測。因此,如何能設計一個體積輕巧、價格低廉的醫療監測器材,也成了提升居家長期照護品質的研究方向。

目前,工研院生醫所林楨喨博士的團隊,正利用自行開發的電路模組與演算法,結合三導程心電圖、反射式血氧量測系統、以及高分子壓電電子聽診器,設計成穿戴式生理監測裝置。這樣的監測裝置除了能直接測量出心電、血氧、心音與心跳也可利用血氧和心電圖來估算血壓趨勢。這是由於過去的血壓計,雖也有手腕式的設計方式,然而氣壓加壓的方式,並不適合應用於穿戴式裝置,而用血氧值和心電圖來估計,就能實現穿戴式血壓監測的目標。

三合一穿戴式健康照護裝置的佩戴示意圖
三合一穿戴式健康照護裝置的佩戴示意圖

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而連接三項裝置的電路,則是研發團隊自行設計,內建生理數值估算的處理器、運算邏輯以及無線模組。可將生理監測資料即時傳送到智慧型手機或電腦上,讓使用者可以即時監看自己的生理指標。

三合一穿戴式健康照護裝置的電路設計
三合一穿戴式健康照護裝置的電路設計

感測裝置的部分,研發團隊採用壓電材料開發薄型心電心音傳感器,克服駐極體麥克風所達不到低頻響應的能力,並可製成可撓式電子聽診器,應用於具有曲面的身體結構。再配合反射式血氧量測計,除可外接至手指或耳垂,也可以直接從裝置於胸口的感測器擷取血氧濃度。並結合三導程心電圖與多通道心音之智慧量測技術,當心電圖監測發生異常事件前後,便可即時記錄心音資訊,回診時便能提供醫生診斷所需要之資訊。

這樣穿戴式健康照護裝置的設計並不容易,除了要大幅縮小醫療器材的體積,又因須符合人體長時間配戴,而在形狀與配置上有諸多限制。而設計上另一個嚴峻的挑戰,是醫療器材的法規限制都會特別嚴苛。也因此,生醫所的研發團隊,不僅有負責硬體設計和軟體設計的研究員,也有一位專門負責法規的解讀與確認的成員,才能在技術上有所突破,也兼顧FDA法規裡安全性與功效性等各種規範。

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三合一穿戴式醫療裝置,可以讓使用者舒適地長時間監測各項生理指數,不僅可以應用在心臟相關疾病的治療、復健與防治,未來也可以提供給運動員配戴監測,以作為更詳盡的訓練參考。另外,這些生理指數在也開始被用作自律神經與情緒相關的研究。相信在不久的未來,人們的身心狀況加隨著穿戴式醫療技術的進展,變得越來越健康。

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