電子產業如何利用智慧技術因應COVID-19危機?

作者 : EDN Taiwan編輯部

在此全球COVID-19疫情持續蔓延之際,有哪些值得關注的智慧(醫療)平台?

全球自2019年底受到新冠肺炎(COVID-19)疫情的影響,到2022年的今天都還無法恢復,甚至看不到疫情的終點。過去兩年來,如何善用智慧技術提升防疫工作,成為各國對抗疫情的重要策略。電子產業也積極加入協助「抗疫」的行列,推出多項結合人工智慧(AI)、物聯網(IoT)、感測器與大數據(Big Data)等新技術的設計來協助防治疫情。

《電子技術設計》(EDN Taiwan)本期封面故事將以圖集的形式呈現在過去兩年來,電子產業透過各種智慧硬體技術為提升防疫能力開發的創新設計、技術以及解決方案。

透過本文圖集,我們看到儘管疫情衝擊全球經濟,對於電子產業帶來諸多挑戰,但也有更多公司在不確定中找到新出路,瞄準疫情帶起的商機,在短時間內創新開發或整合現有的智慧技術,或連結在地業者迅速打造協助抗疫的智慧平台。值得注意的是,因應疫情在全球造成的龐大醫療需求,催生並加速著更多創新的智慧醫療相關設計應運而生。

在此COVID-19疫情持續蔓延期間,有哪些值得關注的智慧(醫療)平台?

新冠病毒檢測晶片只需三分鐘快篩

 

第一套採用MOSFET快篩晶片系統,檢測結果只需3分鐘。

(來源:Spirox)

 

號稱全球第一套基於場效應電晶體(MOSFET)快速檢測COVID-19的晶片系統,採用矽基分子電測科技(Molsentech)開發的生物晶片,搭配蔚華科技(Spirox Corp.)的客製檢測儀器,透過高靈敏度的半導體晶片檢測技術,只要三分鐘即可判讀快篩結果,即使感染初期或是無症狀患者皆能提供準確的檢驗結果。

矽基分子執行長褚家容說明,有別於現行快篩技術採用聚合酶反應(Real-Time PCR)檢測以光學訊號判讀,矽基分子利用「生物奈米矽場效應電晶體」(Bio-FET)對電荷具極高靈敏度的特性,結合表面改質及分子檢測技術,當晶片偵測到待測物,電流訊號會立即上升,提供即時檢測結果。

此外,每一晶片具有上萬個檢測點,微量檢體即可同時檢測上萬次,大量電訊號數據經過分析運算可產生準確率極高的檢測結果,且擁有核酸不需要經過PCR放大的超高靈敏度,不但大幅縮減現行核酸檢測所需的時間且準確度與核酸檢測相同,檢驗過程也更加安全簡便。

目前,此快篩系統已在高雄榮總完成臨床驗證,2月上市使用。接下來,合作夥伴將並計劃持續深化此生物晶片檢測研究及開發,預計再推出可同步篩檢流感及新冠病毒之檢測套組,以及癌症與腎衰竭等重大疾病之早期檢測系統。此新冠病毒檢測台適合佈署於機場、港口或人潮較多、感染風險較大的檢驗站,做為第一線預防的篩檢工具。

非接觸刷臉門禁系統提升醫護安全

 

AI雙眼龍TC-800系統部署於部立桃園醫院負壓隔離病房。

(來源:訊連科技)

 

因應防疫安全以及更有效管理人員出入,部立桃園醫院7A負壓隔離病房的出入口設置搭載訊連科技(CyberLink) FaceMe AI人臉辨識技術之筑波醫電(ACE Biotek)「AI雙眼龍-紅外線熱感及可見光自動檢篩系統」(TC-800),為負壓隔離病房醫護人員提供一站式非接觸性門禁篩檢系統。

該系統可於0.5秒內,透過熱像儀動態感測10至30人之體溫,溫度超過37.5℃還會有警示音、拍照、錄影等功能,並使用人臉辨識技術辨識醫護人員身份以及記錄進出時間,有助於減少接觸風險,保障醫護人員及負壓隔離病房的病人健康與安全。

此外,TC-800系統還具備整合口罩辨識、人流計次甚至醫院插健保卡查詢COVID-19病人風險評估表(TOCC)功能,登錄的資料可以保存28天,除了設置於醫院外,也適用於科技大廠、購物中心、辦公大樓、校園等大型場域入口處,以非接觸性方式,大幅提升防疫期間健康偵測及身份確認之效率。

智慧人流計數方案協助維持社交距離

 

基於雷達的智慧人流計數方案建置於英飛凌香港辦公室(圖左/圖中)以及餐廳(圖右)的入口,用於計算進出人數並協助保持社交距離。

(來源:Infineon)

因應全球政府推動社交距離的相關規定,英飛凌科技(Infineon Technologies)開發出基於60GHz毫米波(mmWave)雷達的智慧人流解決方案,協助偵測公共空間的人員群聚狀況,抑或是人員進出是否與前方人員保持適當距離,並相應發出警示,以掌握或控管空間的人數限制,減少因群聚而導致病毒擴散或感染潛在風險。

該智慧型進出人流計數解決方案採用微型雷達板(20mm x 15mm),透過單一60GHz雷達感測器以及整合式軟體演算法,精準地以匿名方式自動偵測計算人數,包含人流進出以及在場域內的人數,為商場、辦公大樓等公共場所的空間駐用和人流管理提供了安全且有效的方法。

據英飛凌科技(大中華區)電源與感測系統事業部高級市場總監廖明頌介紹,該毫米波雷達可在不使用攝影鏡頭的情況下偵測特定範圍內聚集的人群密度,並警示因人群過度密集而導致的病毒感染潛在風險。此外,其雷達感測器由於以非接觸方式自動偵測物體的存在和移動,而非辨識身分,因此個資的部份可以受到更好的保護。

 

智慧人流解決方案安裝於公共場域入口處的側邊或是頂端,偵測進出的人流,除了透過流量警示燈指示是否允許進入之外,當兩人之間的距離少於1.5公尺時即觸發警報,警示後方的人停下或是放慢腳步,以維持適當的社交距離。

 

除了現場計數以及維持社交距離,該解決方案還可連接至雲端,搭配客製化的GUI,在遠端螢幕或是行動裝置上顯示該場域的忙碌狀況;或是應用於餐廳的候位排隊管理、ATM機器、領藥櫃檯等零售業,即時掌握各出入口的人流情況,為空間管理提供更好的管控。

PAS CO2感測器監測室內空氣品

奧地利的學生團隊利用PAS CO2感測器建構警示燈,以確保通風的必要性,從而降低感染傳播的風險。

(來源:Infineon)

良好的空氣品質有助於抗擊新冠疫情。由於二氧化碳(CO2)濃度與氣溶膠濃度之間存在正相關關係,而氣溶膠是病毒(如COVID-19或流感病毒)的傳播途徑之一。英飛凌為此推出XENSIV PAS CO2感測器,不僅能監測室內空氣品質,掌握室內CO2濃度,還能透過及時調節通風等方式,有效降低病毒傳播風險。

該CO2感測器基於創新的光聲光譜(PAS)技術,能以非常小的佔板空間實現高效的空氣品質監測,並有助於降低能源成本。該感測器中整合的微控制器(MCU)可將檢測到的CO2濃度直接轉換為ppm值,並透過串列I²C、UART和PWM介面取得資料。透過在空調系統或空氣品質監測器當中建置這款PAS CO2感測器,可以針對性地控制空氣品質,有助於改善人員的健康狀況並提高工作效率。

英飛凌並與MCI創業學校合作,向奧地利的11所高等技術學校提供高精度的XENSIV PAS CO2感測器。學生團隊利用它們建構CO2警示燈,以警示通風的必要性,從而降低感染傳播的風險。

這款CO2感測器適合建置於通風系統、空調系統、可攜式室內空氣監測設備等應用,針對室內的CO2濃度值進行精準的監測,並在此基礎上準確控制教室、辦公室、餐廳和住宅的通風時間,從而達到節約能源的效果。同時,它還能夠根據精確的感測器資料按需求使用通風系統,降低通風系統的運作成本。

此外,在疫情開始席捲全球之際,全球染疫人數暴增,亟需呼吸器等醫療資源,英飛凌隨即供應3,800萬顆馬達控制晶片,為瑞思邁(ResMed)等全球醫療器械設備商提供可靠、高效的呼吸器,對於全球的抗疫行動做出實際貢獻。

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