想像這樣一個世界：5G、AI、物聯網、大數據等新興科技驅動創新，讓健康管理更加便利、有效率和個人化。工研院參與CES 2025，展示「iSleePad 智慧舒眠睡墊」、「iPetSuite 智慧寵護睡墊」、「KneeBO 便攜式下肢膝關節外骨骼」、「HipBO輕量型動力髖關節外骨骼」、「AI羽球教練」等健康科技，帶來未來健康福祉的美好願景。
當清晨第一道陽光照亮房間時，「iSleePad智慧舒眠睡墊」已確保你一夜好眠。它使用非接觸式感測的方式，監測你的心跳、呼吸和睡眠狀態，發射的舒曼波共振模式更可促進深度睡眠，讓你每天早晨都精神煥發、充滿活力。
早上你和年邁的父母一起散步，一人佩戴「KneeBO 便攜式下肢膝關節外骨骼」支撐膝關節，另一人使用「HipBO輕量型動力髖關節外骨骼」保持髖關節穩定。這些輕盈的外骨骼增強了機動性，讓日常活動和休閒娛樂都變得安全舒適。
下午和朋友來場刺激的羽球對戰，「AI羽球教練」使用高速攝影機分析每位球員的揮拍動作，並透過基於雲端的AI平台提供即時、個人化的指導，無論你是新手還是經驗豐富的玩家，系統都會為你提供專業級建議。
晚上當家人和寵物都進入夢鄉時，「iSleePad 智慧舒眠睡墊」和「iPetSuite 智慧寵護睡墊」會繼續默默守護，監測每個人包含毛孩子的健康和睡眠，從黎明到夜晚，這些創新科技不僅促進了健康，更塑造了美好未來。以上場景不是幻想，而是工研院在全球最大消費性電子展2025 CES中，展出的創新能量。
科技加持 數位健康市場商機無限
根據Research Nester的報告指出，2023年全球數位醫療市場規模已超過2,656.5億美元，預計2036年底將突破1.72兆美元，年複合成長率超過15.5%。
數位健康市場的快速擴張受益於科技進步，涵蓋遠距醫療、健康應用程式與穿戴式設備等多元領域，為健康科技提供了廣闊的發展空間。同時，全球人口老齡化趨勢明顯，對慢性病管理、長期照護和智慧醫療設備的需求日益增加，進一步推動市場規模成長。此外，人工智慧、物聯網和大數據分析等技術創新，也正在促進個人化醫療與預防醫學的落地應用，加速健康科技市場的發展。
工研院洞察產業痛點，如高齡化社會帶來的行動不便與健康管理需求，以及運動訓練的數據化趨勢等，開發iSleePad／iPetSuite、KneeBO／HipBO、AI羽球教練等技術。這些創新科技針對居家健康與睡眠管理、行動輔助及智慧運動，提供非接觸式生理監測、輕量化穿戴設備與AI數據分析功能，滿足銀髮族、亞健康族群及運動愛好者的需求，實現健康科技的便利化與個人化應用。
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非接觸式生理感測技術 打造智慧睡眠守護者
不只日常活動，睡眠中也需要健康照護。工研院開發的「iSleePad智慧舒眠睡墊」，透過非接觸式的無害低功耗雷達感測裝置，完全不用黏貼或接觸皮膚，只要一步安裝於使用者現有床具中，就能輕鬆監測睡眠時的心跳、呼吸等數據，掌握使用者的生理狀況，進一步分析睡眠品質，甚至還能偵測異常離床，確保在緊急情況下第一時間發出警示。
工研院服務系統科技中心組長林宏墩指出，這項技術的雷達通訊可發送出電磁波，偵測生物的呼吸、心跳等生理資訊，只要一有起伏變動，訊號也會跟著改變，藉此判別熟齡者的當下狀況，再透過無線傳輸的方式，將資訊即時傳送到手機，即使照護者不在身邊，也能隨時掌握。不只熟齡族可以使用，iSleePad更能檢測全年齡，包含嬰幼兒和成人的睡眠數據評估。
相比許多睡眠照護科技，需要穿戴裝置在身上，可能造成使用者不便，iSleePad最大優勢就是整合至睡墊中，「不需特別操作就能自動偵測，也不用改變使用者平常的睡眠習慣；而且還能彎折捲起，方便攜帶。」
iSleePad不僅把關睡眠，還特別設計舒曼波智能回饋功能，幫助使用者進入深度睡眠。林宏墩指出，舒曼波是地球自然生成的頻率，約為7.83赫茲，研究顯示若人體與舒曼波共振，能幫助提升睡眠品質，iSleePad也同步發射舒曼波，讓使用者每晚都能享受安穩睡眠。目前iSleePad已技轉廠商，正進行試量產。
在照護家人之外，現代人寵愛毛小孩，寵物領養率已超過新生兒出生率，工研院進一步把這樣的技術延伸至寵物市場，開發出「iPetSuite智慧寵護睡墊」。林宏墩表示，過去工研院曾運用相同技術開發過寵物項圈，獲得CES創新獎肯定，項圈是偵測寵物在活動時的心跳、呼吸狀態，而睡墊則是偵測寵物的睡眠狀況，一動一靜全方位把關毛小孩健康。除了居家可以使用外，未來這項技術也會鎖定智慧寵物病房或寵物旅館等場域，打造新的商業模式。
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迎接超高齡社會 外骨骼裝置協助長輩邁開步伐
根據聯合國全球人口展望報告指出，全球高齡人口將在2030年達9.94億人，2050年更達16億人，全球各國皆需面臨超高齡社會的快速到來。熟齡族不斷增長，也牽動全球消費市場，美國退休者協會統計，2020年全球50歲以上銀髮族消費力為35兆美元，占全球消費50%，預估到2050年將成長至96兆美元，占全球消費59%，商機無限。
在熟齡族的老化過程中，膝蓋與髖關節是最常發生病痛的部位之一。工研院衍生成立的新創公司福寶科技創辦人暨執行長巫震華表示，在美國每年接受人工膝蓋與髖關節手術的人，各約有100萬人左右，但其實不願開刀的潛在人數落在10至100倍之間，需求龐大。
福寶科技開發的便攜式下肢膝關節外骨骼KneeBO，針對訓練下肢肌力與行走能力所設計，利用順應控制演算法偵測使用者姿態，可自動切換輔助功能、執行流暢的動作跟隨，進行步態訓練，為膝關節功能退化的亞健康族群提供力量輔助，未來甚至可以針對健康族群開發運動市場，提供肌力阻力訓練，擴大應用範圍。
而輕量型動力髖關節外骨骼HipBO，則針對髖關節退化患者，增強步伐力量，內建節拍器聲響引導擺盪，搭配APP即時反饋行走數據，無論是在日常生活中散步，或是挑戰登山健行，都能協助使用者更輕鬆自在行走。
這2項技術的最大特色就是不用感測器，以馬達控制的相對應資訊，推估目前使用者的動作狀態，在適當時間點提供力量輔助，「在使用上最直覺方便。」由於外骨骼裝置非常講求與人的動作搭配順暢，福寶科技透過自行開發的演算法和馬達控制器，讓核心的軟硬體搭配度更高，根據澳洲和日本的使用者反饋，對於幫助行走非常有感。
此外，無論是KneeBO或HipBO，全都是輕量化設計，KneeBO重量僅1.5公斤，HipBO總重不到3公斤，便於使用者在1分鐘內輕鬆穿戴，靈活應對各種日常活動，讓長輩自信踏出每一步。
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高速捕捉球員動作 AI羽球教練隨伺在側
在科技加持下，運動產業也飛快躍進，其中AI等新興技術扮演重要推手。利用AI可使運動產業建立一個以數據分析與預測為導向的服務流程，透過AI演算法提供快速且準確的分析，有效提升選手表現。
臺灣連2屆奪下羽球男雙奧運金牌，掀起一陣羽球熱潮，如今不用羨慕專業選手，工研院開發「AI羽球教練」，透過快速攝影、生成式AI和3D封裝技術，精準捕捉球員每個揮拍動作，分析球路、修正姿態，幫助球員快速提升實力，人人都能成為羽球高手。此技術在CES展出期間人氣居高不下，更獲得主辦單位CTA官方媒體TWICE精選大獎（TWICE Picks Award），獲選今年度最具影響力技術之一。
工研院電子與光電系統研究所組長王欽宏指出，AI羽球教練使用高速相機感測器，捕捉球員的姿態與移動，將揮拍姿勢、球擊位置等數據傳至雲端平台，結合生成式AI，快速評估球員動作，並客製化訓練計畫，甚至還能模擬對手球路及早應對，目前已和新竹在地運動場館合作，提供運動娛樂與專業培訓的新服務。
相比高爾夫等移動較為固定的運動，羽球速度快、移動幅度大，更需要提升硬體效能和演算法，才能達到即時有效的分析。AI分析時需要強大的記憶體和運算能力，工研院的秘密武器是，導入先進的3D封裝技術，透過垂直堆疊晶片，縮短連線間距，不僅能加快影像擷取速度，也能提升訊號傳輸速度，減少運算時間與能耗，還能讓設備輕量化，無需大量裝置就能布建，方便建置在任何場景中。
王欽宏指出，一般手機上的影像感測器，一秒大約拍攝120張照片，但運用3D封裝架構的影像感測器，一秒卻能拍攝高達960張照片，相當於8倍之多，「可以很細微的把選手每個動作切分出來，有效提高AI辨識效率。」
無論是年輕力壯或步入熟齡，健康福祉是每個人一生中都要不斷面對的課題，新興科技的出現，讓健康與創新照護模式成為可能，也讓每個人的生活更加多采多姿，邁向全人照護的未來世界。
（本文由工業技術與資訊授權轉載）
