[大學風報] 感測機器人聰明「補位」 為老幼打造完善防護網

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黃怡芳/新竹報導(2008/05/29)
當居家有需照護及監測身體健康的老年人,其依靠的居家感測器壞掉了該怎麼辦?今年交通大學思源創意競賽其中一組得獎作品,即設計出可馬上聰明「補位」、具機器人特性的感測器,利用最近的感測器自我移動,以便補足功能損壞的感測器所感測的範圍,打造完整無漏洞的居家防護。

這樣聰明的感測防護是由交通大學電信系的施宗欽、洪文琦及莊勝富,他們參與由電信所碩二彭冠勳學長領導的實驗室團隊,在林亭佑教授指導下所研發而成,並獲得思源創意競賽佳作獎。

目前市面上雖然已有類似的感測系統應用於追蹤長期照護的病人智慧看護系統上,如台大電資學院團隊已在台大醫院北護分院進入測試階段,但此類傳統的無線感測網路所使用的感測器仍有其缺點,這也是促成他們改良研發這套系統的主要構想。

傳統感測器主要因其位置是被固定在整個監控環境之中,當感測器發生電力不足或因外在環境造成損壞,都必須以人力進入場域後,針對故障的感測器進行汰換或維修的工作,以確保整個感測網路的正常運作,但這樣的維修需求,將中斷整套感測系統的正常運作。

為了改善這種情形,彭冠勳等人認為無線網路中的感測器應具有自我修復機制,促成他們設計的無線感測網路擁有系統容錯能力,主要採用Zigbee定位,也就是說,即使無線網路中的感測器故障,一遇有其他感測器損壞以致不能感測時,其系統都可以即時偵測並且有效補足故障的感測器所負責的監測範圍,節省許多不必要的人力,更能有效降低成本。


感測器彼此會定期溝通且將資訊回傳給資料收集端進行運算,若因為節點故障而發生錯誤時,感測器會動態重新佈置在監控環境中,使感測網路依舊能夠覆蓋整個監控環境。(圖片劉葳庭、施宗欽提供)

這套感測系統逐漸應用居家防護功能中,當家中有需照護的老年人時,居家各定點的感測器,可感測老人家身上戴著的各項心電、血壓等數值,即時透過感測器回傳給正在辦公室上班的兒女,以便第一時間掌握家人的健康狀態;另外也可結合網路攝影機功能(webcam),將家中或保姆家中的小孩動態,並即時傳送影像給父母觀看。

除了室內監控外,實驗團隊認為未來也可進一步延伸至戶外監控之應用,如監測森林,第一時間掌握森林是否有大火發生,因戶外無完善的網路系統可即時傳送資料,透過Zigbee可擺脫有線的牽絆,將散落在不同角落的結點(Node)所接收的資訊,在短時間內傳送至目的地,ZigBee除了自身可形成區域性網路外,並能連結無線感測網狀網路與網際網路,或蒐集無線感測網路上的各種感應器的資料,擴展控制範圍。