凱旋醫院與南台科大團隊共同開發3D智慧積木互動系統，透過非影像式技術與嵌入式編碼晶片，記錄積木的放置順序、時間與正確性。此裝置結合復健與教育，促進手眼協調及減緩老化，並支持特殊兒童的情緒表達與社交互動...

為助力兒童早期教育與延緩年長者老化，高雄市立凱旋醫院黃敏偉副院長與南台科技大學電機系侯春茹、陳彥廷、黃基哲團隊，共同開發出一種非影像式具偵測與辨識功能的3D智慧積木互動系統裝置，不僅結合3D積木設計與先進電子技術，更無需使用影像裝置或各個積木額外電力，即可準確記錄積木的放置順序、時間與正確性。

超越傳統積木 解決復健與教育雙重需求

促進手部動作、情緒表達以及減緩肢體退化速度是健康管理的關鍵。然而，市面上的積木產品如單層RFID積木或影像偵測積木存在局限，無法提供3D建構功能，且依賴影像設備的方式容易受限於偵測盲區與操作不便。

多功能整合 非影像式機制帶動精準互動

此裝置以非影像式技術為核心，搭配多層導電電極與通訊電路設計，實現多層積木的即時偵測與辨識。每顆積木內嵌編碼晶片，通過兩兩相連的電極與基座互通，記錄積木的形狀、顏色及位置資訊。其技術機制具以下特色：

• 穩定信號傳輸：積木內部嵌入磁性或金屬物質，提升電極接觸密合度，確保訊號穩定性與傳輸精準度。
• 即時數據記錄：電路板設計分為子電路與主電路，子電路負責讀取積木數據，主電路透過無線藍牙或有線介面將資訊傳輸至用戶端裝置，並生成互動評估報告。
• 雙向整合互動：系統軟體同步管理積木數據的收集與遊戲指令的執行，玩家的手部操作記錄將作為分析基礎，提供個性化訓練建議。
• 多元遊戲化應用：內建記憶遊戲與配對遊戲，針對短期記憶與3D視覺能力設計，玩家需根據系統提示完成積木組裝，並可即時獲得分數及改進建議。

研究團隊透過實驗進一步驗證該系統的可用性與療效，受試者包括健康年長者與輕度認知障礙患者，測試結果顯示，智慧積木除了提升手眼協調、促進感知學習外，還能用於手部復健、延緩老化及支持自閉症兒童的情緒表達與社交互動。

改變教育與醫療領域的遊戲規則

黃敏偉副院長表示，此互動裝置不僅適用於兒童的早期教育與年長者的延緩老化，更可應用於特殊兒童的溝通與復健，以及成人的桌遊互動與智力遊戲等多元領域。團隊未來將透過產學合作，結合廠商針對不同對象設計更多元的互動遊戲，並持續優化積木的外形設計與後端數據分析功能。同時，也將積極與日照中心、教育機構、軟體開發公司與玩具品牌等建立合作夥伴關係，共同拓展市場與國際合作。

詳細資訊→具有偵測與辨識功能有形用戶界面之智慧積木互動系統|高雄市立凱旋醫院黃敏偉副院長|第21屆國家新創獎