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2020年12月4日 星期五
2020\12\11\3S MARKET Daily 智慧產業新資訊
．12 個智慧醫療應用案例，帶你感受物聯網技術
The Rise of IoT in Healthcare
醫療衛生體系的發展水準，關係到人民群眾的身心健康和社會和諧，一直是社會關注的熱點之一。智慧醫療目的在透過物聯網技術實現準確、即時感知醫療資訊，並進行全面、科學分析，作出智慧的決策，從而提升醫療服務的資訊化水準，為人民群眾提供一流的醫療服務。
一、智慧醫療的物聯網相關技術
1. 醫療資訊感知
目前，絕大多數醫療資訊，都可以透過醫用感測器感知或採集的。醫用感測器就是一種電子器件，特指應用於生物醫學領域的感測器，能夠感知人體生理資訊，並將這些生理資訊，轉換成與之有確定函數關係的電信號。體溫感測器、電子血壓計、脈搏血氧儀、血糖機、心電感測器和腦電波感測器，是智慧醫療中最常用的感測器。
2. 醫療資訊傳輸
無線人體局(區)域網
無線人體局（區）域網 利用近距無線通信技術，將穿戴或植入在人體身體上的集中控制單元，和多個微型的感測器單元連接起來。典型生理感測器有穿戴式或植入式兩類 ，比如心電圖感測器、血壓感測器、血氧感測器、體溫感測器和行為感知器等等。
無線人體局域網主要針對健康監護應用，可以長期、持續的採集和記錄如糖尿病、哮喘和心臟病等慢性病人的生理參數，並在需要時為病人提供相應的服務，如在發現心臟病人的心電信號發生異常時，即時通知其家人和醫院，在發現糖尿病人的胰島素記錄下降時，自動為病人注射適量的胰島素。
無線局域網
在行動醫療護理應用中，護士利用手持行動終端設備，可以快速將病人的相關資訊，透過醫院無線局域網，傳輸到醫院資訊系統的後台數據庫中，也可以根據病人的唯一標識號，從後台數據庫中讀取病人的住院記錄、化驗結果等資訊。
無線局域網也可以接入廣域網，將數據和資訊傳送到遠端伺服器。 在遠端醫療應用中，透過佈設在家庭的無線局域網，可以將居家老人的即時生理數據、活動記錄和生活情況等，傳送到醫院數據中心進行分析，並在發生緊急情況時，通知家人或值班醫生。此外，無線局域網還可用於室內定位。
廣域網
廣域網適用於醫療資訊的遠距離傳輸 ，主要用於遠端醫療、遠端監護、遠端咨詢等應用中的資訊傳輸。
3. 醫療資訊處理
醫療資訊具有多模特性 ，包括純數據(如體徵參數、化驗結果)、信號(如肌肉信號、腦波信號等)、圖像(如 B 超、CT 等醫學成像設備的檢測結果)、文字(如病人的身份記錄、症狀描述、檢測和診斷結果的文字表述)，以及語音和影像等資訊。醫療資訊處理涉及圖像處理技術、時間序列處理技術、數據流處理技術、語音處理技術，和影像處理技術等多個領域。
二、物聯網技術應用在智慧醫療的案例
1. 智慧醫療監護
智慧醫療監護 是指透過感知設備採集體溫、血壓、脈搏等 多種生理指標，對被監護者的健康狀況，進行即時監控。
行動生命體徵監測
將行動、微型化的電子診斷儀器，如電子血壓計、電子血糖機等，植入到被監護者體內或者穿戴，在被監護者身上，持續記錄各種生理指標，並透過內嵌在設備中的通信模組，以無線方式即時將資訊，傳輸給醫務人員或者家人。行動生命體徵監測 可以不受時間和地點的約束，既方便了被監護者，還可以彌補醫療資源的不足，舒解醫療資源分布不平衡的問題。
醫療設備及人員的即時定位
在醫療服務過程中，對於醫務人員、患者、醫療設備的即時定位 可以很大程度地改善工作流程，提高醫院的服務品質和管理水準，可以方便醫院對特殊病人(如精神病人、智障患者等)的監護和管理，可以對緊急情況進行即時的處理。
行為辨識及跌倒檢測
行為辨識系統 是用於計量用戶走路或者跑步的距離，從而計算運動所消耗的能量，對用戶的日常飲食提供建議，保持能量平衡和身體健康。跌倒檢測系統是對一些特殊人群，特別是老人、高血壓患者等，進行意外摔倒的檢測，並迅速報警。
2. 遠端醫療
遠端醫療監護系統 支持家庭社區遠端醫療監護系統、醫院臨床無線醫療監護系統、床旁重患監護和行動病患監護。遠端醫療監護系統由監護終端設備，和無線專用感測器節點，構成了一個微型監護網路。醫療感測器節點用來測量如體溫、血壓、血糖、心電、腦波等人體生理指標。
感測器節點將採集到的數據，透過無線通信方式，發送至監護終端設備，再由監護終端上的通信裝置，將數據傳輸至伺服器終端設備上，遠端醫療監護中心，由專業醫護人員對數據進行觀察，提供必要的咨詢服務和醫療指導，實現遠端醫療。
3. 醫療用品智慧管理
藥品防偽
RFID 電子標籤辨識技術 在藥品防偽方面的應用比較廣泛。生產商為生產的每一批藥品，甚至每一個藥瓶，都配置唯一的序列號，即產品電子代碼。透過 RFID 標籤儲存藥品序列號，及其他相關資訊，並將 RFID 標籤，粘貼在每一批(瓶)藥品上。
在整個流通環節，所有可能涉及藥品的生產商、批發商、零售商和使用者等，都可以利用 RFID 讀卡器，讀取藥品的序列號和其他資訊，還可以根據藥品序列號，透過網路傳送到數據庫中，檢查藥品的真偽。
血液管理
基於 RFID 辨識技術的血液管理，實現了血液從捐血者，到用血者之間的全程跟蹤與管理。 捐血者首先進行捐血登記和體檢，合格後進行血液採集。每一袋合格的血液上，都被貼上 RFID 標籤，同時將血液基本資訊和捐血者基本資訊存人管理數據庫。
血液出入庫時，可以透過讀卡器查詢血液的基本資訊，並將血液的出入庫時間、存放地點和工作人員等相關資訊記錄到數據庫中。在血庫中，工作人員可以對庫存進行盤點，查詢血袋的存放位置，並記錄血液的存放環境資訊。在醫院或患者使用血液時，可以讀取血液和捐血者的基本資訊，還可以透過RFID編碼，從數據庫中查詢血液的整個運輸和管理流程。
醫療垃圾處理
醫療垃圾監控系統 實現了對醫療垃圾裝車、運輸、中轉、焚燒整個流程的監控。當醫療垃圾車到醫療垃圾房，收取醫療廢棄物時，系統的影像就開始監控收取過程；醫療垃圾被裝入週轉桶，貼上 RFID 標籤並稱重，標籤資訊和重量資訊，即時上傳到監控系統；醫療垃圾裝車時，垃圾車開鎖並將開鎖資訊，彙報到監控系統；在運輸過程中，透過 GPS 定位系統，即時將車輛位置進行上報；
在垃圾中轉中心，將把垃圾車的到達時間，和醫療垃圾的分配時間上報；焚燒中心將上傳垃圾車的到達時間，並對垃圾的接收過程，進行影像監控，焚燒完畢後，將對醫療垃圾週轉桶的重量進行比對，並將資訊上傳給監控系統。
4.醫療器械智慧管理
手術器械管理
為每個手術包配置一個RFID標籤，來儲存手術器械包的相關資訊(包括手術器械種類、編號、數量、包裝日期、消毒日期等)，醫務人員可以透過手持或台式 RFID 讀寫器，對 RFID 標籤進行讀取或寫入，並透過網路技術與後台數據庫進行通信，讀取或存人手術器械包的管理資訊，實現手術器械包的定位、跟蹤、監管和使用情況分析。
醫療器械追溯
隨著醫學技術的發展，植入性醫療器械 在臨床醫療中的運用越來越廣泛。這類醫療器械被種植、埋藏、固定於機體受損或病變部位，以支持、修復或替代機體功能，包括心臟起搏器、人工心臟瓣膜、人工關節、人工晶體等。植入性醫療器械屬於高風險特殊商品，其品質的可靠性、功能的有效性，直接關係到接受植人治療患者的身體健康和生命安全。
5. 智慧醫療服務
行動門診輸液
行動門診輸液系統 實現了門診輸液管理的流程化和智慧化，可以提高醫院的管理水準，和醫務人員的工作效率，改善了病人身份及藥物的核對流程，方便護士在輸液服務過程中，有效應答病人的呼叫，改善門診輸液室的環境，並為醫務人員的工作考核提供依據。
護士利用掃描槍，對病人處方上的條碼進行掃描，根據條碼到醫院資訊系統中，去提取病人的基本資訊、醫囑和藥物資訊等，列印病人佩戴的條碼，和輸液袋上的條碼。
輸液時，護士利用行動終端，對病人條碼和輸液袋條碼，進行掃描和比對，並將資訊傳輸到醫院資訊系統進行核對，以確認病人資訊和劑量執行情況。該系統使用雙聯標籤，來保證病人身份與藥物匹配，減少醫療差錯。同時分配病人座位號，在輸液過程中實現全程核對，保證用藥安全。
行動護理
行動護理可以協助和指導護士完成醫囑，提高護理品質、節省醫務人員時間、提高醫囑執行能力、控制醫療成本，使醫院護理工作更準確、高效、便捷。患者佩戴的 RFID 標籤，可記錄患者的姓名、年齡、性別、藥物過敏等資訊，護士在護理過程中，透過便攜式終端，讀取患者佩戴的RFID資訊，並透過無線網路，從醫療資訊系統伺服器中，查詢患者的相關資訊和醫囑，如患者生理指標、護理情況、服藥情況、體溫測量次數等。護士可以透過便攜式終端記錄醫囑的具體執行資訊，包括患者生命體徵、用藥情況、治療情況等，並將資訊傳輸到醫療資訊系統，對患者的護理資訊進行更新。
智慧用藥提醒
智慧用藥提醒透過記錄藥物的服用時間、用法等資訊，提醒並檢測患者是否按時用藥。亞洲大學的團隊研發了一款基於 RFID 的智慧藥櫃，用於提醒患者按時、準確服藥。使用者從醫院拿回藥品後，為每個藥盒或藥包配置一個專屬的 RFID 標籤，標籤中記錄了藥的用法、用量和時間。
把藥放人智慧藥櫃時，藥櫃就會記下這些資訊。當需要服藥時，藥櫃就會發出語音通知，同時螢幕上還會顯示出藥的名稱及用量等。使用者的手腕上戴有 RFID 身份辨識標籤。如果藥櫃發現用戶的資料，與所取的藥品的資料不符合，會馬上警示用戶拿錯了藥。如果使用者在服藥提醒後，超過30min沒有吃藥，則系統會自動發送訊息，通知醫護人員或者家屬。
電子病歷
電子病歷 用於記錄醫療過程中生成的文字、符號、圖表、圖形、數據、影像等多種資訊，並可實現資訊的儲存、管理、傳輸和重現，不僅可以記錄個人的門診、住院等醫療資訊，還可以記錄個人的健康資訊，如免疫接種、健康查體、健康狀態等。
．科學家發明世界首台以光為動力的清潔機器人
World's first directly light powered walking device
來源： 環球網
近日，英國和荷蘭的科學家開發出了一款，可以像毛毛蟲一樣爬行的機器人，而它的動力來源只是一束單一恆定光源。這個設計理念非常巧妙：他們將較長的高分子材料，安裝在較短的框架上後會產生凸起，當紫色的 LED 燈照到凸起前方的材料時，這部分將會收縮，從而將另一部分材料暴露在 LED 光源下。
如此循環，這個小框架就可以不斷運動。團隊成員表示，這個發明可以把小物品運到狹窄的地方，或者用它來清潔太陽能電池表面。
這一技術依賴於一種光敏液晶材料，它可以在光的作用下迅速改變形狀。研究人員將其進一步改造，使其在 LED 光下幾乎瞬間變形，而當光線消失時則又恢復原狀。
雖然這款高分子材料看起來是透明的，但是它能夠完全阻擋紫色光線，所以背對著 LED 光的一側不會受到影響。如果把它倒置，這個框架就會往反方向移動。儘管之前我們見過利用雷射、太陽能等作為動力的設備，但是這款機器人是第一個用光驅動的裝置。
．物聯網將如何改善社會運行效率?
Learn how IoT can help improve safety, efficiency & experience in railways.
來源：物聯之家網
你可以想像嗎，在一個城市中的各個對象(例如：垃圾桶、停車格、空調等)可以自主傳遞訊息，借以通知與提醒人們改善與提升使用效率，如同具有人工智慧般，這聽起來似乎是電影情節中的場景，不存在於現實世界。不過，在日新月異的科技世界里，其科技演化發展的速度，已超乎眾人的想像。
上述提到的科技應用為物聯網(Internet of Things, IoT)的概念，現在的企業和政府部門都積極尋找與思考，如何利用物聯網的潛力。事實上，英國通訊公司 Arqiva 已與 SigFox 合作，提供在英國超過 10 個城市間的連結性，支持 Bristol is Open、Digital Greenwich，以及在米爾頓凱恩斯的 The Smart City Initiative 的工程。這類的展現是需要的，也證明我們正在搭建理論及現實間的橋梁。
因此，如果現在以目前速度持續發生的話，專家認為，物聯網將比網路帶來更破壞性的衝擊，而我們該如何期待它為我們的城市所帶來更多的效率及永續呢？
物聯網將如何改善效率？
每當要明確解釋物聯網可帶來的益處時，「效率」一直是熱門的詞彙。解釋技術背後可以做什麼很容易，但人們需要聽到的是可以提供他們什麼，以及如何使人類生活更容易、更便宜、更直接(或者，甚至是更好)。對此，「效率」一詞便呼之欲出。
1. 垃圾回收整合系統
試著思考現在城市所有效率不佳的案例，例如，垃圾車一路沿著鄉鎮拖帶，穿越密集的交通，清理著街頭只有三分之一滿的垃圾箱。若每個垃圾桶上設有一個通報提醒系統，當垃圾桶即將滿溢時，可以自動發出訊號通知清潔人員，同時也可以紀錄那些地區的垃圾桶使用量最高，進而調整垃圾桶的大小或數量等，以更有效率的方式去處理人們所產出的垃圾。
2. 避開交通擁堵路段
如何使用物聯網減少交通堵塞的情形？透過一個更準確且即時的通報堵塞路段，提醒駕駛可以避開此路段，避免惡化堵塞的狀況。結果將不僅讓所有道路使用者交通更順暢，也能減少汽車怠速時的排放，更不用提及讓許多人免於堵塞於路上的壓力。
3. 即時找到停車位置
試想我們每天有多少小時在城市中繞著，只為找到一個空間停車？同樣的，更好的監控與回報系統，可以減少尋找車位的過程。駕駛將可直接被引導至有空位的地方，節省了碳排放和時間。這也同樣對財務有影響，當汽車更快速有效的找到空位，也意味著經營的停車場的業者將有更大的利潤。舉例來說，路邊有一個空位很少被駕駛看到，這空位便空放在那裡，沒有任何金錢流動帶來的產值幫助。
4. 智慧建築
在智慧建築中的傢具、電器、設備都將配置聯網晶片，互相傳遞訊息，自動調節建築物的最佳能源使用效率，而使用者也可隨時掌控使用能源狀況。例如，辦公室的智能空調機組，可以在第一批員工抵達辦公室時，依照人數自動調節適當的溫度，當人數逐漸增加後，智慧空調也能隨時自動的調整，使溫度維持在 26~28 度之間。
以一個新興科技來說，物聯網仍有許多潛在的應用方式是尚未被發掘出來的，仍有許多的創新應用方式未被提及在文中，不過相信我們將很快的，在現實社會中看到物聯網的實際應用，並帶領我們走往更有效率且永續的未來。
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．走向萬物互聯時代，能耗問題不可忽視
Efficient energy management using
IoT technology
科技進步使得人類生活變得更加便利，更加美好。而在這個物聯網的時代，我們感嘆科技擁有如此強大魅力的同時，一些能源損耗問題也要注意了。它是一個機會，也是一個挑戰，在追求產品智慧化的時候，請別忘了節能。
目前，一部分物聯網應用早已落地，並取得不錯的成果，在安防、電力、交通、物流和醫療等領域都有不錯的發展。隨著應用模式日趨成熟，萬物互聯實現的節點也越來越近，但是隨之而來的問題是連接的數據變得越來越龐大，能源消耗過大的問題顯露了出來。
據相關資料預測，到 2020 年會有 500 億台設備互相連網，其中大概 100 億台是 PC 和伺服器等設備，其餘是其他的可運算設備。為了實現萬物互聯，科研團隊做出了很大的努力，在往智慧化的道路上前進，但請注意，還有一個急需面對與解決的問題——節能。
傳統的老式電視機，加入語音辨識等智慧功能後，壽命從五至八年減少到三到五年。因為要保持即時連接狀態，隨時等候用戶的命令並且執行，所以能耗增加是無可厚非的。
但是這並不代表物聯網的發展，就可以不在意能源消耗的問題，「節能減碳」是全球政府的重要工作目標之一，時刻不能忘記。「保護環境」是需要大家共同去努力的。
高效節能是關鍵
物聯網作為現在重要的發展方向，必定要以身示範。飛思卡爾公司市場行銷總監 Steve Nelson 認為，在物聯網慢慢崛起的時期，高能效是一個關鍵問題。
還有恩智浦公司通用市場產品線總經理Ross Bannatyne也曾指出，物聯網設備若要「永遠上線」，隨時等待用戶命令並執行，那麼設備就要保證一直連網，一直通電的狀態，可是往往這樣的結果是大量耗費能源。
為了達到低功耗和始終在線的雙重要求，恩智浦公司發佈的 LPC54100 系列，內部整合 ARM Cortex-M/ Cortex-M4F 雙內核，使 Sensor Hub 可以透過不一樣的運算內核完成任務，達到了高效率、低功耗的雙重高難度要求。
那除了物聯網設備在使用中要節省能源消耗，在生產上也可以利用可再生能源取代不可再生能源，那麼就要凸顯可再生能源在能源結構上的比例。
其中大數據的發展為物聯網發展的數據處理上，起到了極為重要的推動作用，數據處理更快，減少了相關能源的浪費。
同時，3D 列印技術也可以幫助一項節省能源，它運用了粉末狀金屬或者塑料等可黏貼材料，進行逐層列印來構造物體，這樣，相關設備的零件生產在選材範圍內空間變大，節省能源。
低耗設備前景好
在大家都在追求節能減碳的時候，一些自身充滿優點，低功耗的系統被大家看好。Gartner 半導體與電子首席分析師鄧雅君表示，Sensor Hub 作為感測器的一種微控制器的應用，做到高效低耗，以及更靈敏的光電半導體，都將在市場中受歡迎。
還有，實現物聯網的各方平台策略合作，也是提高整個生態鏈的能源損耗的重要手段，就是產品從開發到出售，再到使用，形成一條完整準確的生態鏈。
就要從硬體、軟體和服務等方面，尋找一個最佳的平台化方案，讓整個生態鏈都可以在這個平台上共同穩定地生存。高通自從 2011 年以 31 億美元總價收購創銳訊公司，高速進擊手機晶片以外的領域。
隨後 2013 年，高通聯合電信商 AT&T，推出物聯網開發平台，高通創銳訊新興業務全球高級副總裁鄭建生曾指出，提供低功耗的節能連接系統，是高通對物聯網發展的願景之一，並且實現萬物互聯需要建立一個生態系統，然後快速聚集更多合作夥伴，才可以使產業達到規模化，才能吸引開發者開發更多應用，才能把物聯網產業做得更大。
高通近日也推出一款新型耳帶式耳機，產品行銷高級總監Chris Havell 表示，此款產品加入人工智慧的因素，可以向設備詢問問題，還可以監測心率和計算步數。
此外還有一個亮點，是電池壽命相比以往提高 3 倍以上，也就是擁有低功耗的特點。在輕便設備上做到智慧化，也做到低功耗，這是物聯網發展的很大創新。
勇往直前不退縮
既然擔憂能源消耗過大，那物聯網發展還要繼續嗎？當然繼續。在物聯網的發展道路上，我們依舊鼓勵不斷前進。環保節能領域也是物聯網研究的一個重要領域，在節約能源，減少損耗做出了很大的貢獻。
物聯網環境下的智慧系統，融合無線感測網、人工智慧等先進技術，實現節能系統網路中的工藝節點均可被尋址、所有參數具有通信能力，所有流程可控制。
應用到水能、電能等能源控制領域。牛津大學環境科學院（美國能源部署）曾指出，透過電能即時回饋機制，可促進將設備耗電量減少 10%-15%。
根據英國石油公司（BP）發佈的世界能源統計年鑒（2018 年版）發佈數據顯示，在工業全球佔比在 22% 以上的中國，能源消耗量基本處於全球平均水準，這是非常難做到的數據。數據還顯示可再生能源發展快速，其中風電、光伏能源的成長佔據發電量成長的 50%。
種種大數據顯現，能源消耗都是往相對樂觀的趨勢發展，只要科研人員們在勇敢邁進物聯網發展的道路上，不要只追求更加智能化，謹記節能是關鍵目標之一，那麼物聯網的發展是萬眾期待的。