工研院2016 R&D Awards得獎及入圍創新技術

不「衣」樣的iSmartweaR感知智慧衣 

工研院與儒鴻合作,以跨領域方式,結合微型雷達技術NPNS與耐水洗導電紡織品技術,開發出「iSmartweaR感知智慧衣」,在穿上時,就可同步量測脈博、心跳、呼吸等生理訊號,衣服並能洗、能摺、絕緣,穿在身上輕盈舒適,也不會因為流汗導致訊號消失。這件感知智慧衣的「微型雷達技術NPNS」可用於近身量測人體生理訊號,以協助進行人體心跳狀況評估,達到可即時、非接觸式、長時間、連續監測,此技術並整合感測、訊號處理、並具備無線資料傳輸功能。「耐水洗導電紡織品」為高牢度、耐水洗高分子,以奈米材料為導電載體,再以塗佈方式賦予紡織品導電功能;同時兼具高導電度、可撓曲、耐水洗等優點。工研院應用此一創新技術開發的智慧衣,未來將可以應用於運動監測、健康照護、以及醫療管理等範圍。

%e5%b7%a5%e7%a0%94%e9%99%a2rd100%e7%8d%b2%e7%8d%8e%e6%8a%80%e8%a1%93%e3%80%8cismartwear%e6%84%9f%e7%9f%a5%e6%99%ba%e6%85%a7%e8%a1%a3%e3%80%8d%e6%98%af%e5%b7%a5%e7%a0%94%e9%99%a2%e8%88%87%e5%84%92

遠距浮空多屏抬頭顯示 一次提供三個行車資訊畫面 

車聯網時代來臨,智慧型抬頭顯示器(Smart HUD)附加的全方位資訊服務逐漸成為開車族的必備裝置之一。工研院的「車用遠距浮空多屏抬頭顯示器(Long Distance Floating Multi-Screen HUD)」,以雷射微投影技術為核心,可在駕駛視線前方2m遠處投射26吋的全彩寬幅浮空畫面,與傳統的抬頭顯示器(HUD)產品相比,工研院所開發的這款遠距浮空HUD可讓駕駛幾乎不用移動視線就可看清楚HUD影像,也大幅縮短眼睛調整焦距所需時間。預期未來汽車駕駛過程將接收越來越多的資訊,傳統單畫面、低解析度、無遠距浮空功能的HUD將不敷使用,而「車用遠距浮空多屏抬頭顯示器」內含自主開發的雷射投影機及蝶式分光技術(Butterfly Beam-Splitter),可一次顯示三個獨立的遠距浮空畫面,能充分滿足未來車聯網時代下之行車資訊需求。

%e5%b7%a5%e7%a0%94%e9%99%a2rd100%e7%8d%b2%e7%8d%8e%e6%8a%80%e8%a1%93%e3%80%8c%e8%bb%8a%e7%94%a8%e9%81%a0%e8%b7%9d%e6%b5%ae%e7%a9%ba%e5%a4%9a%e5%b1%8f%e6%8a%ac%e9%a0%ad%e9%a1%af%e7%a4%ba%e5%99%a8

行動輔助機器人 點燃脊損傷友站起來希望

工研院所研發的行動輔助機器人,是一套能讓下半身癱瘓傷友自行穿著的行動輔具,透過感測器與動力輔助,可協助傷友完成站立、坐下、平路行走、進而上下樓梯與斜坡等動作。行動輔助機器人具有下列特殊的設計,包括第一、腰部開闔設計,讓傷友能獨立完成穿/卸戴輔具,增加使用者自主活動能力;第二、因擁有特殊鞋底設計,讓使用者重心能自然前傾,提升行走穩定性;第三、在腰部位置裝設感測器,可主動偵測使用者姿態,評估走路時步態的風險,做出正常行走或停止的因應措施;第四、不用背負厚重的電池,讓使用者背部更舒適自在;第五、貼心考量腿部舒適度,讓輔具與腿之間保持自然空間,減低使用者受傷機率。

%e5%b7%a5%e7%a0%94%e9%99%a2rd100%e7%8d%b2%e7%8d%8e%e6%8a%80%e8%a1%93%e3%80%8c%e8%a1%8c%e5%8b%95%e8%bc%94%e5%8a%a9%e6%a9%9f%e5%99%a8%e4%ba%ba%e3%80%8d%e6%98%af%e4%bb%a5%e7%a9%bf%e6%88%b4%e5%bc%8f

可高速充放電的鋁電池

在經濟部能源局支持下,工研院與美國史丹福大學共同合作,以地球上蘊藏豐富的石墨和鋁為原料,研發出新一代鋁電池,大幅降低成本、充放電效率快、安全性高,是未來儲能的超級潛力新星。目前已申請多國專利,與史丹福大學專利共享。鋁電池使用和紙張一樣柔軟、可彎折,容易量產的薄型導電材料,未來能針對不同需求與特性來製造生產;穩定、安全、具耐久性,即使受到外力破壞,亦不須擔心引發災害。未來可以搭配再生能源發電機組,裝設定置型的大型儲能裝置。進一步更有機會取代目前壽命較短的汽車鉛酸電池,或提供動力給輕型電動車。一般鉛酸電池若改採用鋁電池,壽命可望延長至十年以上。

%e5%b7%a5%e7%a0%94%e9%99%a2rd100%e7%8d%b2%e7%8d%8e%e6%8a%80%e8%a1%93%e3%80%8c%e5%8f%af%e9%ab%98%e9%80%9f%e5%85%85%e6%94%be%e9%9b%bb%e9%8b%81%e9%9b%bb%e6%b1%a0%e3%80%8d%e6%98%af%e4%bb%a5%e7%9f%b3

製程優化軟體把機器變聰明 快速複製每個完美

隨著航空產業走向節能、省碳的大趨勢,其零組件必須兼具輕量、安全、可靠等嚴苛要求,多數航太零組件廠商會將整塊胚料直接加工,一個工件的切削移除量往往超過九成,且零件形狀極其複雜。要完成這樣複雜的工件,不僅牽涉到工件切削位置的精準度,刀具的轉速、加工路徑更是關鍵。工研院所開發SpeedPro製程優化軟體,結合切削動力學與最佳化方法,可協助人們更精確地駕馭工具機。SpeedPro會根據不同工件的材質、形狀,計算出加工路徑上每點的刀具與工件受力狀況,規劃出最佳化的加工路徑,達到保護高價零組件及發揮製造設備最大產能的目的。

%e5%b7%a5%e7%a0%94%e9%99%a2rd100%e7%8d%b2%e7%8d%8e%e6%8a%80%e8%a1%93%e3%80%8cspeedpro%e8%a3%bd%e7%a8%8b%e5%84%aa%e5%8c%96%e8%bb%9f%e9%ab%94%e3%80%8d%ef%bc%8c%e6%a0%b9%e6%93%9a%e4%b8%8d%e5%90%8c

入圍技術

group

掌握與大自然「來電」新契機 土壤驅動監測系統

近幾年全球因極端氣候變化等問題,許多國家遭受暴雨及土石流的嚴重災情。工研院研發「土壤驅動監測系統」,設計出利用土壤離子,以自發電之土壤含水量感測器作為警戒事件的觸發器。在無警戒的狀態下,所有感知器與資料處理傳輸系統將處於深度睡眠,藉此可大幅降低系統的耗能;當自發電土壤含水量感知器被環境警示轉換成電能喚醒後,系統才會依警示燈號進行資料融合處理;而當真正有緊急狀態時,才會開啟無線模組發出警示。此系統未來除了能進一步應用在天然災害監控、智慧農業等領域外,更可以延伸至各式各樣感知需求的產業應用中,堪稱無線感測網路技術一大突破。

廢液晶面板玻璃創新處理 循環經濟再創億元商機

台灣,每年回收600公噸廢棄液晶面板,採用掩埋處理,對環境而言是龐大負擔。工研院在技術處與環保署支持下,從廢棄液晶面板分離出液晶、銦和玻璃,將液晶純化回收使用外,並開發出「玻璃奈米孔洞吸附材料」,將玻璃改質,在玻璃表面創造奈米孔洞的結構,產生極佳的吸附機制,可以吸附重金屬離子,具有耐酸性、重複利用性高及不會產生汙泥,不需二次處理等特點,比現有重金屬廢水處理技術效果更好、更經濟。玻璃奈米孔洞吸附材料對銅離子具備極高的吸附能力,每公克吸附材料劑可吸附47毫克銅,可以處理國內大量的含銅電鍍廢水,目前在工業區的電鍍專區進行實廠場域驗證,協助處理電鍍廢水,減少環境汙染,未來還可以擴展應用在含硼、砷及鉛廢水等重金屬廢水之處理。

膠原蛋白支架融合技術 標靶治療再進化

為了改善癌症傳統治療方法,工研院在多年前自主研發出「膠原蛋白支架融合」技術,利用源自人體內的膠原蛋白三股螺旋胜肽為骨架,以基因重組的方式製造出可同時攜帶3個以上的蛋白質藥物,增強藥物療效,還可減少¬用量、降低副作用。如今「膠原蛋白支架融合」技術更進化,可藉由兩端融合不同抗體及連結殺手T細胞與腫瘤細胞,有效誘導T細胞活化,只要30分鐘即可攜帶藥物進入腫瘤細胞,阻斷癌細胞生長,又可重複使用,可望為大腸癌、肺癌與頭頸癌治療帶來更好的效果。

個人隨身裝置口袋雲 兼顧分享與隱私的雲端解決方案

工研院透過軟硬整合研發出「個人隨身裝置口袋雲」(USBsync Personal Portable Device Pocket Cloud),可以一次針對多位使用者以無線方式直接對傳檔案與同步影像播放,不須額外USB充電介面,運用多輸入、多輸出(MIMO)的多通道架構技術,可不受干擾地一次大筆資料傳輸。不會有資訊外流的疑慮,以取代網際網路與行動儲存裝置進行檔案分享的方式。工研院自行開發獨特天線技術,運用於陶瓷基板的偶極(Dual Mode)天線,有效減少多重路徑衰減干擾問題,提升穿透率。在軟體使用上,工研院開發了最大化同步影像串流數量的拓樸建置與修復機制,在同步畫面不延遲下,提高一對多的傳輸架構與修復。個人隨身裝置口袋雲是一種創新的服務模式,未來只需要帶著個人隨身裝置口袋雲,隨時可跟別人共享資料,應用於教育、服務、娛樂、工作等智慧生活上。

智能減碳卷對卷製造系統 軟硬整合的智能化研發與生產

工研院開發的「智能減碳卷對卷製造系統」(SAMMCERS)導入快速反應的感測器,即時偵測,且具備回饋機制等智慧學習功能。當製程參數超出所設定的最佳值,在可接受範圍,系統會立即發現偵測製程,同時預測是否可能會有不良品出現,進而修正參數。在以上監測機制下,產線不但可以減少產生不良品,同時還能達到低碳製造的目的,估計可以減少50%的碳排放量。工研院的SAMMCERS具備互動客製化設計的特色,使用者可以在網頁上設定產品想要達到的特色或效能,適用於卷對卷印刷製程,也可應用於OLED照明、軟性印刷電路板、雲端伺服器與儲存、消費性電子、汽車電子、太陽能電池等領域製程,有助於讓產線更具彈性,進而達到低碳生產、綠色環保的目的。

金屬雷射上色技術 雕刻上色兼檢測金屬有毒成份

如果想要在金屬表面上設計炫彩與圖案,一般的方式是以電鍍或油漆上色的方式處理,不過上述的上色技術難免會有電鍍液、重金屬或有機溶劑等汙染風險,因此企業如何尋求無汙染環境製程已經是當前無法迴避的挑戰。工研院研發的「金屬雷射上色技術」(mPaint),透過控制不同特定雷射參數,輔以雙光束晶體,在材料表面產生不同溫度以及雷射光與物質反應,同時採用雙點掃描均勻產生氧化薄膜,使金屬材料表面可在不同視角產生顏色變化,製程環保也沒有排放汙染的疑慮。再加上雷射參數在不同金屬上會呈現不同顏色,高透光氧化層的獨創炫彩設計,還能創造高防偽造功能的附加價值,非常適用於金屬餐具及金屬文創產業的上色、圖案化應用。

 

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.