學研新創 - 智慧醫療與健康科技
人工智慧義肢手臂
2022-01-19
張萬榮教授團隊/南臺科技大學

張萬榮、歐陽昆、施金波、陳銘哲、王鈺霖、蘇健平、波志安、特旭成、廖佳宣、黃聆箴、許壬癸、程珈翔

據統計全球有超過5,770萬的截肢者,其中上肢截肢者達1,000萬。雖然隨著科技進步,義肢技術在一定程度上改善截肢者生活品質,但在控制方面依舊存在許多不足,如動作延遲高、操作不直覺、肌電控制難適用於所有截肢者等。有鑑於此,本作品提出一套適用所有上肢截肢者之人工智慧視覺輔助義肢(AI ARMature)及其雲端客製化服務平台。AI ARMature由AI視覺裝置、AI邊緣運算裝置(AI BOX)、及AI義肢所構成。AI視覺裝置具有影像鏡頭及眼動追蹤模組,提供即時第一視角畫面與注視點位置於AI BOX。AI BOX則以深度學習物件偵測技術推論第一視角畫面中注視點位置的物件類型,並根據物件類型控制AI義肢轉換對應手勢,以輔助上肢截肢者進行適切的手部動作,包含指、握、微握、提、與搬等5種常用手勢。AI BOX採輕量化YOLOv4模型進行訓練10類共25項物品偵測,在減少90%運算成本下推論準確度達98%,亦使系統於3秒內便可完成手勢轉換。雲端客製化服務平台則提供設定手臂及手掌尺寸、與選擇喜好款式之AI義肢訂製服務,亦提供AI BOX偵測物件型態及對應手勢功能擴充服務,以滿足個人化使用需求。

評審推薦
1.義肢一直是輔具市場之大宗,將人工智慧物聯網(AIoT)技術融入於義肢技術之中,研製創新之人工智慧視覺輔助義肢 (包含AI視覺裝置、AI邊緣運算裝置及AI義肢手臂),以提供上肢截肢患者一項符合直覺性操作、手勢反應準確且靈敏等要求之全新義肢解決方案。
2.該項研發中產品依據現行法令規定為等級1低風險性之體外肢體義肢用組件器材,目前已與輔具公司合作,且已達臨床前驗證階段,預計三年內商業化。
3.現有義肢產品價格高昂且使用者需要約一年以上時間訓練適應。且隨著義肢製造、人工智慧及機電技術大幅進步,相較於過去,義肢已可採3D列印方式進行,可有效大幅降低成本,有助於市場擴展。
4.團隊由南臺科技大學AIoT智慧聯網應用技術研發中心與奇美醫院復健部結合,有開發醫療器材之經驗。
團隊簡介
張萬榮
學歷 國立成功大學電機工程研究所電腦與網路組博士
現職 南臺科技大學電子工程系教授
經歷 副教授,南臺科技大學電子工程系(2017/03 ~ 2021/01)
助理教授,南臺科技大學電子工程系(2014/08 ~ 2017/02)
技術顧問,智取數位科技股份有限公司(2018.11~迄今)
組長,研究發展暨產學合作處 職涯暨創業發展組(2020/09~迄今)
中心主任,南科育成中心(2020/09~迄今)
中心主任,南臺科技大學創新創業育成總中心(2018/08 ~ 2020/07)
理事,臺灣智慧眼鏡產業協會(2018.02~迄今)
中心主任,智慧聯網應用技術研發中心 (2018/01 ~ 迄今)
理事,中華創新育成協會(2015.11~2018.10)
常務監事,台灣車用電子協會(2015.11~2018.10)
中心副主任,南臺科技大學創新創業育成總中心(2017/02 ~ 2017/07)
中心副主任,南臺科技大學創新育成中心(2016/06 ~ 2016/1)
中心執行長,南臺科技大學創新育成中心(2015/07 ~ 2016/05)
工程師/經理,財團法人工業技術研究院(2008/12 ~ 2014/07)
崑山科技大學電腦與通訊系業界教師(2013/08~2014/07)
兼任助理教授,遠東科技大學電機工程學系(2011/08 ~ 2014/07)
兼任助理教授,國立台南大學資訊科學學系(2008/08 ~ 2009/01)
兼任講師,興國管理學院資訊科學/電子商務學系(2004/08 ~ 2008/07)
兼任網路資料庫程式設計師,叡陽資訊股份有限公司(2002/08 ~ 2003/08)
兼任MIS工程師,淩宇國際資產股份有限公司(2002/02 ~ 2002/08)
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