機器人輔助能量估測與自律神經檢測模組之介面整合技術

計畫主持人:汪清國副教授(華夏技術學院電機系)

合作廠商:簡靖峰經理(辰通科技股份有限公司)、傅兆銘經理(泓智科技有限公司)、陳儀家醫師(慈恩中醫診所)

1. 計畫基本資料表

2. 計畫內容簡述及預期成果

計畫目標-關鍵性技術(應用或突破)

本計畫旨在以步行機器人對於不同運動條件下之心律負載分析,具有 較慢性病患更適合有效之耗能輔助估測功能,在不同運動條件下變動之心 律負載狀態,提供設計居家檢測儀器所需之重要參考數據。

國內外目前競爭廠商類似產品,為提高心跳擷取資料之精確度與可靠 度,採用高價位之ECG(Eelectrocardiogram) 心跳擷取資料庫(Data Base) 之商業產品,售價高達40,000-60,000 元/台。為降低成本並提高性/價比, 藉由步行機器人輔助卡路里分析,作為多功能自律神經檢測之心律負載分 析與驗證平台。其中圖像化專家系統有助於減緩健保檢測之需求。

共同研發出三種版本(基本功能實惠版/訂價9,000 元、多功能整合版/ 訂價15,000 元、專家系統昇級版/訂價30,000 元),符合各階段居家慢性 病患不同需求之商品化自律神經能量綜合測機,提供居家慢性病患實惠及 高可靠性之自律神經檢測儀器。


產學雙方共同研發之USB 介面整合血壓計、血氧機、自律神經(心跳)器… 等等心跳量測介面,將居家偵測儀器之誤差由10-20%,大幅降低至5%以下。


預期成果:創新性、專利、技術移轉、論文發表/專書/技術報告、人才培育等具體數據

1. 汪清國,101年度中華民國發明專利案件,『 多生物模式混合自由度步行機器人』, 申請日期:101.10.30。(專利所有人:華夏技術學院)

2. 汪清國,101年度中華民國發明專利案件,『抬頭式手機顯示器』,申請日期: 101.10.30。(專利所有人:華夏技術學院)

3. 汪清國,101年度中華民國發明專利案件,『可變結構式卡路里消耗估測機器人』, 申請日期:101.10.30。(專利所有人:華夏技術學院)


預估本計畫自律神經能量綜合檢測機衍生之技術或商品,在國內外潛在市場分析

3. 產業合作互動機制

垓ˇリ壑u、廠商未來應用規劃

華夏技術學院進行訊號擷取介面之理論分析,與複合式脈診檢測訊號之介面整合 技術。由觀測12 條經絡的電流值變化,而測得人體臟腑機能的健康狀態。整合辰通 科技股份有限公司、泓智科技有限公司、慈恩中醫診所共同研究之複合式脈診檢測儀 與電針灸儀器。透過自律神經與經絡之人體運行氣血分佈狀態的電流變化,作為經絡 檢測脈象之參考依據。


華夏『智慧型機器人研發中心』參考上述卡路里消耗能量差異性,設計之『可變 結構與負載』型步行機器人,根據不同之身高尺寸、體重負載、步行速度、路面摩擦、 氣候風速…等等差異性,經由採用由美國MDI 公司所開發的ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 模擬系統,配合步行機器人達成自律神 經能量檢測機之負載分析與實驗。


華夏『智慧型機器人研發中心』參考上述卡路里消耗能量差異性,設計之『可變 結構與負載』型步行機器人,根據不同之身高尺寸、體重負載、步行速度、路面摩擦、 氣候風速…等等差異性,達成自律神經能量檢測機之負載分析與實驗。


華夏『智慧型機器人研發中心』參考上述卡路里消耗能量差異性,設計之『可變 結構與負載』型步行機器人,根據不同之身高尺寸、體重負載、步行速度、路面摩擦、 氣候風速…等等差異性,達成自律神經能量檢測機之負載分析與實驗。


採用由美國MDI公司所開發的ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System) 模擬系統,以及配合運動卡路里消耗能量標準表估測之負載實驗


4. 計畫查核點說明


5. 審查意見修正答覆說明

1. 合作企業辰通科技股份有限公司為一硬碟資料救援維修公司,網頁未見任何與研 究相關的項目。依據計畫所述內容,前合作企業營業項目及研發項目與本計畫主 要研發項目自律神經能量綜合檢測機相關性較不足。

【答覆】感謝評審委員的悉心提醒。參與本計畫之辰通科技股份有限公司、泓智 科技有限公司、 於與慈恩中醫診所…等合作企業都是本校智慧型機器人研發中心 之產學合作廠商。 其中,辰通科技股份有限公司、泓智科技有限公司,在醫療檢 測技術,與電源管理技術領域為策略聯盟之合作廠商。本計畫主要係由本校『智 慧型機器人研發中心』,整合了上述兩家公司在居家自動化能量估測與自律神經 系統檢驗之研究資源所共有提出。


2. 可再強化階段具體量化查核指標(如體重、血壓、心跳訊號整合介面技術規格及產 品可靠度與精密度之規格),並足以作為日後進度查訪之依據

【答覆】感謝評審委員的悉心指正。本計畫基本功能與規格如下述。


3. 計畫擬以步行機器人模擬慢性病患於不同運動條件下之心律負載分析,提供設計 居家檢測儀器所需之重要參考數據,預計完成機器人卡路里能量輔助分析平台及自 律神經能量介面技術。計畫最重要的部分是仿生人形機器人如何能模擬正確慢性病 患的生理及心理行為,此部分未具體說明,研發成果恐不具實用價值。

【答覆】感謝評審委員的悉心提醒。由於人體能量總消耗率(C=A+B)分為『A=運動 物理消耗率』與『B=化學代謝消耗率』,本計畫機器人卡路里能量輔助分析平台 僅能輔助分析正常人體之A消耗量,事實上由於慢性病患之B代謝率逐漸減弱, 才 需以增加A (運動消耗)來彌補不足, 市面上之運動卡路里能量代謝消耗表, 因未 考慮不同運動條件下之心律負載分析, 又未修正慢性病患之基礎代謝率減緩…等 等變動因素,致對於慢性病患參考價值有限, 本計畫提出之替代分析技術將大幅 改善預估精確度至少50-80%以上。步行機器人與華夏夜間部學生運動卡路里消耗 能量檢測,步行運動負載變動之檢測對照表如附件,敬請卓參。


4. 計畫主持人曾主持或參與過數件國科會產學合作計畫,申請通過之發明專利5件, 技術轉移有5件,但未見由研究成果所產生具體之產業效益。

【答覆】感謝評審委員的悉心提醒。計畫主持人於100年5月3日,協助松騰貿易股份 有限公司申請通過之美國發明專利案件,已經上市之商品化產品RV-3趴趴走機器人吸 塵器(http://papago.twcom.net),目前之商品僅標價NT$ 2490元,是國內外售價最便 宜之智慧型清潔機器人。本發明專利之低成本商業化之程式控制技術,由不對稱輪徑 平面運動技術,簡化清潔機器人之運動平台;商品化特色包括:低成本、省電、輕巧、 自動化、多功能之運動導航技術。圖示為本專利已上市之商品化產品RV-3趴趴走機器 人吸塵器之商品規格、售價及使用說明。


※ 其他備詢簡報資料

1. 預期遭遇困難及解決方案

鈰磥漸~在分析慢性病患 年齡、職業、體型…之運 參數取得不易之困難點 。

[解決方案] 藉由華夏技術學院設計之『可變結構與負載』型步行機器人,根據不同之身 高尺寸、體重負載、步行速度、路面摩擦、氣候風速…等等負載效應之差異性,獲取更 為精確之運動卡路里消耗能量估測資料,並與體重、血壓、心跳訊號整合介面完成技術 整合。解決傳統慢性病患卡路里指標與自律神經儀表檢測精確度不佳,以解決本產學計 畫開發自律神經能量專家系統,可能遭遇負載分析與實驗參數取得不易之困難。

由於國內針對居家慢性病患生理、心理或病理分析時,並無可同時檢測血壓、血氧 機、心跳…等等參考訊號之檢測儀器,對於本計畫要求綜合觀察上述多重指標,作為自 律神經能量分析之參考數據,仍有檢測訊號介面整合不易之困難點。

[解決方案] 藉由本計畫產學合作,已經完成USB介面技術整合之檢測平台,已具有同時 量測血壓、血氧機、心跳…參考訊號之多重功能,未來將透過本產學合作計畫,進一步 整合多重參考數據與各項指標之檢測介面,作為自律神經能量分析之參考數據,以解決 本產學計畫檢測訊號介面整合不易之困難點。


2. 計畫經費需求:


3. 其他必要資料(創新專利)


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