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你累了嗎?NPNS可隔空偵測

2015/04/15 | | 標籤:
工研院研發的手錶,內嵌NPNS可感測心跳。

工研院研發的手錶,內嵌NPNS可感測心跳。

文/劉珈均

紓壓音樂、駕駛狀態偵測、紓壓椅、運動計步器等等看似不相關的發明,都與「心跳」相關聯,而背後核心感測技術一開始是偵測地雷用的,這是怎麼回事呢?量測技術發展中心十幾年來研究非接觸式的生理感測技術,藉UWB與NPNS感測、解析心率與呼吸,研發一系列有趣而實用應用服務,已獲得67件專利。

團隊研究UWB已15年,將UWB從軍事用途轉而用在民生與醫療應用,「NPNS(Nanosecond Pulse Near-field Sensing,奈秒脈衝近場感測技術)」是團隊的另一項著力研究,兩者皆為低功率雷達,運作原理差不多,當受測目標產生脈動,發射與返回的脈衝信號時間間距也跟著變動,透過微小變動偵測呼吸心跳等生理訊號,便成為非接觸式的感測器。但NPNS頻率未落在UWB的定義範圍,便為它另起一個名字。

林宏墩說,「心跳」透露許多訊息,首先就是生命跡象;另外,一般多用腦波分析評估睡眠狀態,但受試者須配戴一些配件,此舉就可能影響睡眠,若以心跳分析便無此顧慮。心跳資訊可對應於人的睡眠狀態,繼而判斷人的疲勞程度,甚至也可偵測呼吸中止;現代人的保健意識漸漸崛起,注重健康與運動,透過心跳也可評估人們的運動是否有效,結合動作感測器,幫助人們記錄運動狀態的計步器便由此而生;心跳變異也與交感、副交感神經的狀態相應,而交感與副交感神經的活躍程度正是與情緒相扣連,解析心跳便也能初步推導情緒狀態。

一般穿戴式設備如Apple iWatch,穿戴時須緊綁著手腕、讓手錶貼著皮膚,否則雜訊便容易進入。而微型雷達偵測技術不僅可隔著衣服感測,也不受佩戴形式或是外在光雜訊的影響,更適合用於穿戴型生理感測裝置。

團隊以NPNS開發了幾項應用,包括「心跳感測手環」、「連續血壓量測手環」、等,錶帶有可撓的薄型天線,偵測配戴者的心率與血壓;把NPNS感測器設置於安全帶上,便成了「疲勞感測與警示裝置」,偵測駕駛的心率與呼吸變異特徵,推導駕駛的情緒與疲勞狀態,在駕駛疲勞時發出預警,增進行車安全。

把感測器設在安全帶上,便能偵測駕駛的疲勞狀態,增進行車安全(圖中右手持的帶狀物為感測器,裝設於安全帶上)。

把感測器設在安全帶上,便能偵測駕駛的疲勞狀態,增進行車安全(圖中右手持的帶狀物為感測器,裝設於安全帶上)。

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