ToF技術飛入百姓家 監察呼吸防嬰兒窒息

Hubble Connected行政總裁李曼濤(左)及中文大學邢國良教授,展示以3D飛行時間(Time-of-flight)技術。邢國良為嬰兒呼吸方案開發了智能的傳感算法。

眾創時代

高精凖量度技術,可用於遙感測量人類生理數據,隔空監察健康,相當神奇。最近本港有研究團隊,以傳感技術隔空監察嬰兒呼吸,防止嬰兒睡眠窒息致死,亦可發現早期肺炎。

傳感技術具醫療價值,如毫米波雷達可監察心跳,多項研究正試圖毋須接近人體,偵察心律不正常,不過仍未達致商用。

近年,3D飛行時間(Time-of-flight)技術日飛猛進,原理為測量光信號在傳感器和物體之間傳播的時間,亦可用於醫療健康。ToF可創建視場內物體深度映射,開發數碼視覺訊息;獲得「亞納秒」級(Subnanosecond)實時傳感數據;並避免附近的信號干擾。ToF技術廣泛應用在工業、自動駕駛汽車、智慧城市等用途上。

ToF量度的高精確,可用於高級消費電子產品,尤其監察健康。Arrow Electronics就在2020 CES,發佈首個針對健康護理產品概念驗證設計,採用了Analog Devices(ADI)3D飛行時間ToF技術,為呼吸模式監測和微小動作檢測,提供了高精度實時傳感數據。

通過智能傳感算法,Hubble Connected為嬰兒監察技術的創新企業,採用上述3D ToF技術測量,並以摩托羅拉智能育兒品牌,出售以物聯網技術睡眠監察方案。

智能傳感技術

智能傳感技術應用在保健護理設備,經常面臨設計挑戰:如何選擇合適智能傳感技術;結合硬件和AI算法,轉化傳感數據為有意義數據;加快工程設計週期,減少開發成本。

初生嬰兒須父母緊密看護照顧,Hubble Connected開發監察鏡頭,以鏡頭判斷嬰兒是否熟睡,或正從睡夢中醒覺,甦醒後手機通知父母,再慢慢亮起燈光,以免嬰兒受驚,父母安心入睡,又隨時可照顧嬰兒。

Hubble Connected行政總裁李曼濤說:「通過開發整合平台,結合ADI傳感技術、計算模塊和傳感算法,3D ToF技術為下一代保健監測產品提供智能功能;也為人工智能深度學習開發,提供發展空間。」

李曼濤說,ToF技術精凖監察嬰兒的每次呼吸;研究顯示一歲以下嬰兒,趴睡甚至側睡導致嬰兒猝死,技術可及時警報以防猝死。不少初生嬰兒罹患肺炎,即使是呼吸過度急促,甚至可AI算法分析,以手機提供父母注意。

Arrow致力協助工程師採用3D ToF技術,加速原型製作和開發產品,推出了評估工具套裝,其中包括AD-96TOF1-EBZ開發平台夾層卡、ADI完整模擬前端(AFE)以及高通DragonBoard 410c開發板。

ADI開發3D ToF

模擬技術廣泛用於人類和機器之間的界面,物理世界的類比訊息(Analog),以模擬技術變為數碼化,再以信息技術監察分析。人類生理和通訊,就以類比發出,數碼化處理前須通過轉譯,全球各大廠商之中,以德州儀器(Texas Instrument)和ADI技術均為模擬技術領導廠商,但如何為技術找到應用場景,又是另一挑戰。

ADI市場技術總監Kris Lokere表示:「很高興ADI的3D深度傳感技術,擴展到消費醫療產品領域。3D深度傳感高分辨率,以無接觸和非侵入性方式,準確收集嬰兒的數據,亦不受光線限制。」

中大開發傳感算法

傳感器獲得數據須分析,結合人工智能才達到預測。香港中文大學邢國良教授為Arrow合作夥伴,為嬰兒呼吸方案開發智能的傳感算法。

「很高興能將AI研發應用於商業應用上。傳感技術捕獲各類的精確數據,以AI深度學習技術識別隱藏模式,分類作預測,日後可優化預測模型提高預測準確。」邢國良表示。

Arrow致力於為各項IoT技術尋找市場,甚至在科學園建立Open Lab,供全港工程師免費使用和驗證概念。今次Arrow工程師亦聯合Hubble Connected工作小組,再加上中大研究小組,解決多項工程挑戰。

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