災難面前,這些智慧設備也許能挽救更多生命
災難面前,這些智慧設備也許能挽救更多生命
2015.04.28 | 科技

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鈦媒體:25日在尼泊爾發生的地震目前已造成千餘人喪生。迄今,地震學家尚未找到任何一種異常現象可準確預測大地震。但在地震發生時,利用地震波和資訊傳播的速度差,可在破壞性較小的地震縱波到達地面時立即發出警報,在導致房屋倒塌的地震橫波到達之前,為人們逃生搶出幾秒至幾十秒的寶貴時間。資料顯示,如果能提前十秒預警,生存率可以增加12%,提前三十秒,生存率能增加到40%。

預警成為挽救生命的重要一環,除了政府主導的那些價格昂貴的地震預警系統,科學家正在積極研究其它能預警的智慧機器,以方便那些還沒有鋪設大型預警系統地區的人們;無人機和機器人也越來越多的被用於震後救援。鈦媒體編輯梳理了下面這些和災難相關的裝備,或許每個人都應該瞭解:

智慧手機:利用群眾外包GPS其它資料進行預警

來自美國地質勘探局、美國航天局和兩家大學的研究者表示,最近研發出的一種新的技術,可利用群眾外包GPS及其他資料,檢測表明大地震開始的地面移動情況,以快速觸發電子警報。研究者發現,來自智慧手機的GNSS(全球導航衛星系統)資料特別適合提早發現斷層線沿線土地的突然錯位,預警大地震。

研究假設,如果都市里有5000人的手機可以提供相對準確的GPS和GNSS資料,系統檢測和分析的速度就足以快到在地震發生之前發佈警告。該方法的局限在於,需要一款為地震監測而特別制定硬體和軟體的智慧手機,而這款手機又必須滿足人們的日常使用需求。目前這個專案已經在智利進行測試,系統中包括獨立的智慧手機感測器和智利海岸線的感測器。

此外,義大利兩位地震學家Antonio Alessandro也已經在iPhone上運行了一些測試,來展示手機可以如何被用來檢測地震。並表示,手機裡的感測器最終能成為一種預警系統,讓有需要的人可以更快地獲得幫助。

AT&T的Emiliano Miluzzo補充道:「通過把一部智慧手機變成數位化的瑞士刀,我們可以同時改變發達和發展中國家居民的生活,因為他們需要的都盡在掌中。不僅用戶的問題可以立刻得到解答,政府也可以更加效率地去運轉自己的基礎設施。」

Grillo:59美元的低價地震報警系統

墨西哥是世界上的地震多發國之一,也有自己的地震預警系統SASMEX,但SASMEX接收器的價格超過三百美元,這是許多國民所無法承受的。去年,建築師Andres Meira設計了一款名叫Grillo的新設備,售價五十九美元,打算去填補SASMEX系統的空缺。該設備可以無延遲地接收信號並進行廣播,使用聲音和閃光進行警報,一年換一次電池。目前已在墨西哥的眾籌平臺籌集了所需的資金,但該設備無法像SASMEX感測器一樣覆蓋所有地區,所以開發團隊希望能推出升級版,利用Wi-Fi和動作探測器,覆蓋墨西哥全境。

日本平均每年地震多達約一千五百次,其預警系統可謂「無所不至」。媒介自不必說,即使電視、收音機等處於關閉狀態,電視臺和廣播電臺也可以通過發射控制信號使其自動開機發出警報。還可購買專用的地震預警信號接收器,運營商也有地震預警服務,地震發生後手機會發出巨大的「地震了,地震了」的警告,往往比那些小型地震更嚇人。此外也有專門為殘疾人設置的「資訊無障礙」技術和設備等。

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機器人和無人機:你是我的眼,帶我尋找倖存的人們

除預警外,智慧便捷的設備和應用也進入到了地震後的救援活動。尼泊爾的強烈地震目前已引發了大量人員的傷亡,為此,谷歌推出了一款名為「找人(person finder)」的工具,依賴可搜索的網路資料庫,收集應急回應器的資訊,便於人們發佈失蹤或已找到親人的相關詳情。在地震發生數小時之後,這一工具就幫助上傳了200名失蹤人員的姓名。

「透視眼」機器人

去年8月,美國加州大學研製出一款具有「透視眼」能力的機器人,在兩個機器人之間釋放無線信號,通過測量信號強度的變化,觀察牆壁內部的物體。當機器人環繞正方形混凝土建築物時,彼此離開視線範圍之內,它們能夠計算出建築物內部的事物,甚至可以識別出人類。研究小組稱,這項技術可由任何無線啟動裝置實現,可開發用於地震災難之後的搜尋和營救工作。

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球狀無人機

無人機可在救災現場大展身手,但其四軸飛行器的葉片很容易傷害人類,對此,瑞士工程師研製了世界首個碰撞型無人機——「Gimball」,接觸建築物會像球一樣反彈。比如,它能沿著一排窗戶滾動。它的旋轉攝像機支架和高清相機都安裝在保護性碳纖維籠中,當碰撞之後仍能保持穩定性,可確保向操控者發送近距圖像。

對於無人機在救災現場的潛力,英國政府的首席科學顧問尼克.詹甯斯教授表示,英國已經啟動無人機配合緊急救援團隊工作的測試,未來幾年內,這將使英國的緊急救援更加順暢,變得更好。

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文章來源:鈦媒體

關鍵字: #無人機
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從代理到自研晶片!全科綜電以VDES晶片引領海洋通訊新浪潮,打造數位海洋之眼
從代理到自研晶片!全科綜電以VDES晶片引領海洋通訊新浪潮,打造數位海洋之眼

從海上防衛碰撞到國安戰略,全科綜電挑戰特高頻數據交換系統(Very High Frequency Data Exchange System; VDES)晶片設計的自主研發,不只為技術突圍,更為掌握關鍵通訊自主權,為臺灣IC設計在海事通訊領域開創新局。

在濃霧籠罩的海面上漁船緩慢航行,四周漆黑,船長緊盯著螢幕,畫面上清晰顯示周遭船隻的圖標,並即時標示其名稱、國籍、航速與航向,只要按下一個鍵,求救訊息就能即時發出,讓救援單位迅速在茫茫大海中定位他的位置。這就是守護海上安全的關鍵技術:船舶自動辨識系統(Automatic Identification System; AIS)。

「飛機有塔臺管理,船隻在海上航行也需要類似的系統,否則撞船是幾億的損失更是攸關人命的安全。」全科綜電董事長吳堉文語氣堅定的說。從最初防止船隻碰撞,到今日用於國土安全、搜救甚至個人海上定位,AIS已成每艘大大小小船隻的標配。吳堉文指出,AIS是繼雷達之後最具革命性的技術,因為早期僅靠雷達偵測,難以識別船隻身份,更別說避免碰撞。然而,當全球航運變得更加繁忙、資料需求更加龐大,傳統AIS的技術也正面臨新的挑戰,而這也是全科綜電積極突破的關卡。

從代理到自主研發,全科綜電的轉身一躍

時間回到二十多年前,當時全科綜電的母公司主要從事IC代理業務,代理了一家英國公司生產的AIS晶片。在尋找潛在客戶的過程中,吳堉文敏銳地發現,臺灣市場在AIS技術上幾乎還是一片空白。憑藉對海事產業的敏感嗅覺,他意識到這項技術蘊藏著龐大潛力,心中不禁自問:「臺灣四面環海,為什麼沒有本土公司來投入AIS?」這個疑問,成了他踏入該領域的起點,也促使他毅然決定親自投入,從零開始打造AIS事業。

全科綜電花了一年時間深入了解AIS的國際標準與規範。隨後他們成立獨立公司,但經歷漫長的八年虧損,投入的資金幾乎燒光。所開發出的第一代產品雖功能符合國際標準,但相較於競爭對手體積更大、賣相不佳,這迫使他們痛定思痛,投入大量資源重新開發,轉向更具競爭力的「軟體無線電」技術,這項決策最終讓全科綜電的第二代產品在體積和成本上與國際大廠看齊,甚至憑藉臺灣的製造成本優勢,在全球市場上取得穩固地位。「論品質、技術與效能我們什麼都不會輸,」吳堉文驕傲地說,因此連續每年都參加國際展覽,都讓許多國際大廠也紛紛尋求合作。

AIS領域的成功,不僅來自於技術突破,更仰賴對嚴苛海事產品認證的堅持。吳堉文強調,海事產品的認證極其困難,無論是硬體還是軟體都需通過層層檢驗。他們的產品送往德國聯邦海事與水文局(Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, BSH) 國家級實驗室,接受超過2000項最高規格的測試。他坦言,海事認證的門檻甚至比車用電子更高,因為船舶作業環境必須承受潮濕、鹽分、風浪與震動等多重挑戰。這些嚴格且冗長的認證程序,不僅是品質的保證,更築起極高的技術門檻,使全球能通過這類海事認證的企業寥寥可數,也因此讓全科綜電在市場中擁有穩固的護城河。

然而,在數位時代飛速演進的此刻,技術迭代從未停歇。即便 AIS 已相當成熟,受限於僅 9.6k 的頻寬,能即時傳遞船舶位置與航向,卻無法承載更多元的數據交換,更遑論語音或影像傳輸。就如同過去只能發送文字簡訊的手機,若要邁入多媒體時代,就勢必要升級。這也成為全科綜電近年全力投入的關鍵戰場—特高頻數據交換系統(VDES),被譽為下一代海事通訊標準。

自主晶片布局,一步步攻克VDES技術高牆

為AIS Class B620船用自動識別系統設備,具備更高階通訊能力與航行資訊顯示功能,為推動海事數位化與未來 VDES 系統奠定基礎。
圖/ 全科綜電
為進階款 AIS Class A750,具備更高階通訊能力與航行資訊顯示功能,為推動海事數位化與未來 VDES 系統奠定基礎。
圖/ 全科綜電

VDES的核心,在於大幅增加頻寬並整合衛星通訊功能。這意味著未來船隻不僅能傳輸文字訊息,更能傳輸圖片,甚至有機會實現語音通訊。更重要的是,透過低軌道衛星的覆蓋,VDES將打破AIS數十公里範圍的限制,實現全球範圍內的船隻追蹤與通訊。吳堉文形容道,船隻從基隆港出去,就算遠到世界各地都能掌握其所在位置。正因為只要有衛星覆蓋,就能維持通訊與定位,此將徹底改變海事通訊的模式,為遠洋航行帶來前所未有的安全與效率。

面對VDES這片新藍海市場,全科綜電不僅是追隨者,更是積極的引領者。吳堉文透露,他們這次申請經濟部產業發展署所推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(簡稱「晶創IC補助計畫」)的目的,就是要用於投入VDES晶片的自主研發。他表示,由於通訊技術涉及國家安全,若核心晶片研發技術掌握在他人手中,將受制於人,而為了掌握關鍵技術的自主權,全科綜電在VDES這一役上也將積極打造屬於臺灣自主研發的VDES晶片。

而晶創IC補助計畫本身,也是在國科會統籌協調,結合經濟部及相關部會共同推動的「晶片驅動臺灣產業創新方案」架構下展開,透過政策資源與實質補助,引導業者前瞻布局 AI、高效能運算及各類新興應用等高值化關鍵技術,藉此強化臺灣IC設計產業的國際競爭力與整體韌性,正好與全科綜電的自主研發策略相互呼應,也讓VDES晶片的在地化研發更具加速落地的條件。

然而,VDES晶片的開發複雜度遠超AIS晶片。吳堉文表示,目前研發團隊的策略是先在現場可程式化邏輯閘陣列(Field-Programmable Gate Array; FPGA)上進行功能驗證,待所有功能符合規範且通過驗證後,才會投入高成本的特殊應用積體電路(Application-Specific Integrated Circuit; ASIC) 進行投片。為了這項艱鉅的任務,全科綜電正積極招募人才,特別是通訊和FPGA技術領域的工程師,因為在臺灣,能理解並掌握VDES晶片技術的專業人士相當稀少,甚至遠從德國邀請相關領域的教授擔任顧問。

吳堉文也透露,在VDES晶片研發中他們期望能實現語音通訊功能,儘管國際標準中並未強制要求。主要是因為語音可以壓縮成數據傳輸,當頻寬增大,語音通訊的品質就能得到保證。甚至,他們還嘗試利用AI技術,將語音即時轉換為文字訊息進行傳輸,這項全科綜電自主研發的進階功能,將有效克服AIS頻寬不足的問題,大幅提升海事通訊的效率與便利性。

20年磨一劍,全科綜電瞄準下一代海事通訊標準

全科綜電董事長吳堉文深耕 AIS 與 VDES 海事通訊技術二十年,推動臺灣自主研發與晶片化,致力打造「數位海洋之眼」。
圖/ 全科綜電

可以說VDES的發展,不僅僅是技術的升級,更推動了應用場景的大幅拓展。吳堉文透露,AIS技術已成功應用於無人機通訊,使其能飛行超過30公里遠並穩定傳輸座標資訊 。未來,隨著VDES頻寬的增大和衛星通訊的加入,無人機的通訊距離將更遠、功能更強大,甚至能支援無人計程車或物資運輸等應用,「它是一項應用潛力極大的新技術,」吳堉文說。

從防止碰撞、國土安全,到人員搜救、智慧物流,再到未來的無人載具應用,AIS和VDES技術如同「數位海洋之眼」,為人類探索、利用和管理海洋提供了前所未有的工具。全科綜電也正站在這場關鍵轉折點上,試圖讓臺灣不再只是全球供應鏈的一環,而是能夠掌握海事自主通訊話語權的關鍵玩家。「我們花了20年建立AIS技術基礎,也花了十幾年在國際市場證明自己,現在我們要走向下一個時代了。」吳堉文充滿堅定地表示,這不僅是全科綜電的未來,更是臺灣在數位海洋時代,展現自主科技實力的重要里程碑。

|企業小檔案|
- 企業名稱:全科綜電股份有限公司
- 創辦人:吳堉文
- 核心技術:船舶自動辨識系統(AIS)電子設備和解決方案供應商

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作,所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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