研究背景與目的
老人福祉科技產(chǎn)業(yè)可視為“銀發(fā)產(chǎn)業(yè)”的一環(huán)，重點在開發(fā)科技含量較高的產(chǎn)品與服務(wù)，具有一定的技術(shù)內(nèi)涵與創(chuàng)新性，而非一般性生活日用品/服務(wù)，或技術(shù)已十分成熟的產(chǎn)品。老人福祉科技產(chǎn)業(yè)不同于醫(yī)療器材或輔具產(chǎn)業(yè)，訴求的消費者、使用者不只是醫(yī)護人員、病人或身心障礙者，而是更廣泛的高齡者和其子女、家人、照護者;老人福祉科技產(chǎn)品∕服務(wù)設(shè)計目的也不局限于醫(yī)療照護或失能輔助，而是面對高齡者整體生活面向完整需求的設(shè)計，高齡者“智能生活”的設(shè)計。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things, IoT)結(jié)合各種感知裝置，創(chuàng)造新的服務(wù)模式，其中建構(gòu)智能生活空間是最重要應(yīng)用之一。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用包括智能家居、智慧運輸、智慧醫(yī)療、智慧能源、智慧工業(yè)等，其中智能家居是目前發(fā)展最成熟，許多廠商也陸續(xù)推出市售產(chǎn)品。
目前市面出售的智能家居產(chǎn)品多半以環(huán)境感測、安全監(jiān)測、環(huán)境控制等功能為目的，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將家中的實時安全信息發(fā)送至消費者的智能裝置。傳感器包括智能門鎖、門窗傳感器、智能警報器、溫濕度傳感器、智能插座，所有的傳感器需與智能網(wǎng)關(guān)(smart home gateway)以ZigBee無線通信連結(jié)，智能網(wǎng)關(guān)再透過家中的有線網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi與云端服務(wù)器交換信息，最后以智能裝置作為整體的接口顯示。
智能家居、物聯(lián)網(wǎng)盡管技術(shù)上已經(jīng)相當成熟，卻在一般家庭中應(yīng)用仍然并不普及，環(huán)顧生活周圍，更鮮少看到真正的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展居家應(yīng)用尚有兩項使用者經(jīng)驗的問題：
(1) 、智能家居產(chǎn)品以單純傳感器的形式存在，仍然停留在高端科技產(chǎn)品的形象，并未融入居家生活的一部份，使用者接受度較低;
(2) 、目前市面出售智能家居產(chǎn)品大部份采用整體平臺式的架構(gòu)，最大困難是整合各廠牌產(chǎn)品的傳感器信息，不同廠牌的網(wǎng)關(guān)皆使用自家的通訊協(xié)議與規(guī)范，造成通訊方式的不統(tǒng)一性，使得各廠商的傳感器無法共享。
本研究將以使用者角度設(shè)計與開發(fā)一以居家日常用品、家具為產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)信息架構(gòu)，并實現(xiàn)感測層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層技術(shù)模塊化，建立開發(fā)的可能性，并持續(xù)以此架構(gòu)導(dǎo)入更多的居家產(chǎn)品，建立后續(xù)整體智能家居平臺。
研究方法
本研究設(shè)計之“Body-Cerebellar-Brain” (BCB)信息架構(gòu)清楚的劃分了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的三個部分，并因應(yīng)目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近端互動應(yīng)用的不足，提供一「類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)」架構(gòu)。BCB架構(gòu)提供高度訂制化、參數(shù)化、以及修改、擴充彈性，適合多元應(yīng)用與互動情境，更加速了各項產(chǎn)品與功能的開發(fā)。以產(chǎn)品的觀點，共享相同的信息架構(gòu)，共享電子組件與信息系統(tǒng)，減少研發(fā)與材料成本，信息架構(gòu)的一致性也有利于產(chǎn)品后續(xù)的管理與維修。
如圖1所示，BCB架構(gòu)中“身體(body)”是指如床墊、床架、巧拼、地墊、坐墊等現(xiàn)有居家生活產(chǎn)品，核心技術(shù)在于如何利用現(xiàn)有材料與居家生活產(chǎn)品開發(fā)成為傳感器，而非額外加入電子式測器;產(chǎn)品中內(nèi)建的微處理器是“小腦(cerebellar)”，僅負責接收、傳輸感測訊號和致動訊號。元智大學(xué)老人福祉科技研究中心以BCB信息架構(gòu)需求，開發(fā)了兩個不同功能的微處理器：遠程應(yīng)用中的SE Board以內(nèi)建Wi-Fi透過居家環(huán)境中的無線路由器與云端服務(wù)器溝通;近端應(yīng)用則采用RB Board以BLE和行動裝置溝通，此“類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”架構(gòu)中，傳感器信息利用智能裝置為數(shù)據(jù)傳遞的網(wǎng)關(guān)。系統(tǒng)的智能建設(shè)在“大腦(brain)”，遠程應(yīng)用的“大腦”建設(shè)在云端各類數(shù)據(jù)儲存及分析算法，以智能裝置作為用戶接口，應(yīng)用Google cloud messaging (GCM)服務(wù)將服務(wù)訊息推播給預(yù)先注冊之智能裝置;近端應(yīng)用的“大腦”則建設(shè)在智能裝置應(yīng)用軟件App中，用戶亦可利用智能裝置App將相關(guān)感測信息或使用狀況訊息上傳系統(tǒng)云端數(shù)據(jù)庫或轉(zhuǎn)貼于Facebook。
圖1. Body-Cerebellar-Brain產(chǎn)品架構(gòu)
結(jié)果與討論
BCB信息架構(gòu)已經(jīng)被應(yīng)用于“天才家居”系列(Whiz Series)產(chǎn)品開發(fā)，包括天才床墊(WhizPAD)、天才地墊(WhizCARPET)、天才座墊(WhizSEAT)、天才玩具(WhizTOYs)，以及其他智能生活I(lǐng)oT產(chǎn)品開發(fā)，充分發(fā)揮BCB架構(gòu)技術(shù)與硬件共享的優(yōu)勢。其中天才床墊(WhizPAD)已在各大百貨通路販賣，以原本舒適的床墊搭載BCB信息架構(gòu)，可以感知使用者的臥床活動，利用家中Wi-Fi傳送至云端服務(wù)器進行分析，提供睡眠質(zhì)量監(jiān)測、臥離床提醒等功能;除此之外，WhizPAD也銷售進入醫(yī)院和贍養(yǎng)院，主要訴求功能是防褥瘡及離床感知，降低病患褥瘡及跌倒發(fā)生率。
相較于市面的智能家居平臺式產(chǎn)品，天才床墊為為獨立商品，單一產(chǎn)品在居家環(huán)境及可獨立運作。目前BCB信息架構(gòu)僅能在智能裝置接口上提供數(shù)據(jù)顯示與查詢，尚無法判斷感測信息后，對另一物聯(lián)網(wǎng)裝置傳送控制指令。M2M (Machine to Machine)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)理想架構(gòu)很重要的一環(huán)，是使得智能家居更智慧的關(guān)鍵技術(shù)，也是未來本研究持續(xù)發(fā)展的目標。
作者:戴志穎、張喨逢、張凱維、林彥豪、徐業(yè)良
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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