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【109年 解決方案】 瑞愛生醫全球首創居家智慧潛血檢測,及早辨識大腸癌

平均每37分鐘就有一人罹患、蟬聯多年國內癌症種類人數排行第一的大腸癌,患病初期幾乎無明顯病徵,若有下消化道出血,也常因少量且與糞便混合而不易被肉眼辨識,患者若無定期至醫院篩檢的習慣,容易因此錯過黃金治療時間。而不同於現有免疫法糞便潛血檢測(iFOBT),瑞愛生醫開發出全球首創能居家使用的光電式「血紅素感測器」(以下簡稱「血感槍」),偵測如廁後馬桶中排泄物水溶液是否含有血液,為使用者判讀肉眼無法看出的患病風險,不僅實現居家健康管理的初衷,也盼能提升潛在患者的檢測意願及行動力。

專利王創業,居家用血感槍榮獲國家新創獎

目前國內醫院所採用的糞便潛血檢測,民眾須自行採集糞便檢體,並至醫院進行生化分析,便利性和即時性有待提升,令民眾主動檢測意願不高,而當患者排泄物水溶液中的血液已經能被肉眼辨識時,病情往往已是第二期或第三期。

有鑑於此,來自新竹的創新研發團隊瑞愛生醫成立於2017年,素有鴻海集團「專利王」之譽的創辦人兼執行長顏碩廷博士,看準現行潛血檢驗醫療需求的缺口,利用其半導體光學技術的專長及專利演算法,率領團隊開發出居家使用的「血紅素感測器」,不僅獲得美國投資人天使注資、申請多項專利,亦獲2019年第十六屆國家新創獎,於國內外獲獎無數。

光電法潛血感測技術,廁後檢驗只需10秒鐘

血紅素感測器使用方法簡易,透過光學感測技術,使用者如廁後只需施行簡易五步驟,即可達到及早發現及早治療的預警效果。

●步驟一、如廁後讓排泄物靜置水中五分鐘後,將專用濾紙套於感測器前端探頭

●步驟二、長按電源鍵三秒開機

●步驟三、短按一下感測鍵進行量測,將前端探頭放入水中感測約10-15秒

●步驟四、查看顯示於螢幕上的量測結果後,將濾紙推至水中(濾紙可生物分解)並安心沖除

●步驟五、清水沖洗探頭3-5秒並用紙巾擦拭,放回充電架

血感槍使用方法(圖片來源:瑞愛生醫)

▲血感槍使用方法(圖片來源:瑞愛生醫)

光學結合AI提升精準度,打造居家常備用品

排泄物潛血居家檢測的主要門檻在於去除雜訊、辨識血紅素的訊號並加以分析,目前居家應用尚有可檢驗血紅素的試紙產品,但礙於居家場域難以避開雜質進而影響精準度,且耗材相對高價,尚無法普及於市場上。這款光電式「血紅素感測器」突破現有的技術門檻,關鍵優勢在於內部光學元件,採用高敏感度的CMOS影像感測器(CIS),搭配光學元件整合為極小化的光學感測模組,再利用專利演算法的比對分析,能有效避開雜訊干擾並精準判別檢測結果為陰性(無潛血)或陽性(有潛血)。

血感槍光譜感測技術示意圖(圖片來源:瑞愛生醫)

▲血感槍光譜感測技術示意圖(圖片來源:瑞愛生醫)

手持式「血紅素感測器」於今年二月起在群眾募資平台嘖嘖zeczec上募資,並在三月底前達成募資新台幣一百萬元目標,現也可於PChome商店街(https://www.pcstore.com.tw/redeye/)購買。瑞愛生醫期望能讓血紅素感測器成為居家常備檢測用品,也致力於推動該專利技術的延伸應用,像是計畫整合該技術於智慧馬桶,目前已獲得國內外多家衛浴和健康檢測器材大廠關注,潛在商機和市場性相當可觀。

瑞愛生醫團隊,左4為執行長顏碩廷博士(圖片來源:瑞愛生醫臉書)

▲瑞愛生醫團隊,左4為執行長顏碩廷博士(圖片來源:瑞愛生醫臉書)

瑞愛生醫血感槍介紹(圖片來源:瑞愛生醫)

▲瑞愛生醫血感槍介紹(圖片來源:瑞愛生醫)

(本文由瑞愛生醫授權AI HUB刊載)

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工具機生產線上,組裝的第一步有些微差池,累積公差將造成組裝工作要重來,耗時又費力,導致出貨延遲的情況將衝擊企業聲譽。耐銳利科技公司聚焦智慧製造領域,提供各式AI解決方案,運用機器學習模型傳承老師傅的經驗,在CNC加工機組裝及鑄造過程,利用AI分析產線數據,精準調校各式數據,提升生產精準度 25。 這套AI產線數據分析系統,被耐銳利科技董事長黃常定稱為「師傅40」,就是師傅加上人工智慧的最進化版,用在工具機加工廠,成效斐然。此外,耐銳利科技運用AI瑕疵檢測技術,參加經濟部工業局2021年AI新銳選拔賽活動,協助友達進行面板進階影像瑕疵檢測,正確率達百分之百,引此也榮獲大獎。 協助面板大廠友達解題 瑕疵檢測正確率達百分百 黃常定進一步說明,一般面板在生產時,邊邊角角可能會有缺陷,雖然缺陷肉眼可見,但AOI卻往往難以辨識,導致檢測錯誤率常常超過30,因此,一定要搭配人力進行複檢,才能提高正確率。然而,因應少量多樣的產品需求,在人力不足的情況下,運用AI檢測確實是一個好方法。 成立於2018年的耐銳利科技,在短短三年期間,AI技術就能獲得面板大廠的青睞,實則在CNC工具機領域磨練已久。耐銳利科技總經理唐國維指出,台灣前三大CNC工具機廠希望將AI導入組裝及鑄造兩條產線,其中,在組裝產線上,為保持組裝的準確性,設計組件的每一個零件均會設計公差,在組裝時,每個元件都在公差內,但累績公差最後品檢仍無法通過,必須拆掉重新組裝,不僅耗時耗力,也造成浪費。 「進入產線之後,才知道有些師傅累積很多經驗,很會調校,經過他調校之後,正確率提高不少,速度又快。」反之,新來的工程師沒有經驗,調校時間比較久,也未必能通過品質檢測。 師傅40系統 良率從70大幅提升至95 唐國維接著表示,原本師傅在組裝時所設定的尺寸資料都記錄在紙本上,資料寫完之後就存入倉庫封存,沒有人去研究尺寸之間的關係。耐銳利協助客戶設計師傅40系統,透過人機面板,讓師傅在組裝時直接輸入所測量的尺寸及相關數據。蒐集不同師傅的數據之後,再運用AI演算法分析數據間的關係,做出AI模型,AI模型自動通知作業員要調整到甚麼樣的尺寸,品質檢測就一定會過,如此一來,良率從70大幅提升至95以上。 耐銳利科技公司聚焦於智慧製造領域,提供各式AI解決方案 唐國維補充,組裝一台CNC加工機的主軸要耗費四小時,第一步驟機器量測錯誤,包括震動、溫度,速度等超過範圍,都要拆掉重裝,又花了四小時。拆掉要如何調整,是憑藉師傅的經驗,可能一開始師傅憑經驗做了最好的組法,但錯檢率也達30,組裝又耗了好幾天。透過AI師傅協助,組裝時間只需半天,良率達95以上,省下許多時間及人力。 「運用機器學習的AI模型,綜合所有師傅的經驗蒐集在一起,提供給AI學習。第一步要數位化、第二步則是知識化,這是企業邁入轉型的重要關鍵」,黃常定認為,耐銳利科技是傳統製造業從自動化生產走向邁向數位轉型的重要夥伴。 此外,耐銳利科技另一個聚焦的產業是電梯廠領導品牌的智慧派車系統。所謂派車指的是電梯車廂,即兩部電梯以上就需要群管理。過往派車依據固定法則,如哪一台距離叫車比較近,就自動派那台電梯,一方面沒有考慮到電梯被叫太多次的派車,可能會讓其他人等待更久;另一方面過往的派車模式並無考慮大樓使用特性,造成許多浪費。例如辦公大樓,早上上班、中午休息及下午下班時段各有尖峰時間,透過AI智慧派車可以依據離峰及尖峰時段進行彈性調整,讓派車效率增加、降低等待時間,同時減少電力虛耗。 導入電梯智慧派車 提升運輸效率兼具環保功能 黃常定補充說明,就好比之前的路口紅綠燈號誌,系統已將主幹道、副幹道及小街道的停留及通過秒數寫死,現在則運用智慧紅綠燈,彈性調整等待時間,讓容易壅塞的路段更加順暢。透過AI學習使用情境,在電梯中導入智慧派車系統,會讓輸送效率提升,也更加環保。 除了導入電梯智慧派車外,耐銳利也將AI導入電梯廠的生產出貨智慧排程系統 。電梯廠常常無法準確預估客戶的電梯交期,例如,辦公大樓或賣場等必須完工到一定程度,電梯才能進工地安裝。若受到客戶工期延遲等非預期因素影響,往往造成電梯廠產閒置或是排程不易安排的窘境。 唐國維指出,一般了解客戶端工程進展者可能是業務或工務,但整體而言,出貨正確率大概只有六成左右,也就是說有四成不會如期出貨。因此,若能準確預估出貨時程,就能將產線空出來以因應急單或是其他產品生產需求。AI智慧排程系統將分析過去出貨的資料,氣候、工廠及施工端兩地距離位置、客戶信用等約20-30個參數,放入AI演算法中,可以精準預估到底能不能如期出貨。 黃常定也特別說明,耐銳利科技的機器學習非一般的機器學習,更加入傳統影像處理技術、統計學等各種運算方式,要對領域知識十分熟稔,才能作出好的AI模型,這也是公司競爭力之所在。他強調,一般SaaS平台能處理的資料十分有限,正確率頂多從7成提升至7成5,耐銳利的強項在於AI演算法及機器學習,必須再加上深厚的產業領域知識才能產出好的AI模型。 耐銳利科技從AI專案開始,逐漸深化技術,選擇從困難度高的做起,並累積經驗法則,預計在今2022年開發出SaaS服務,以客戶的需求為出發點,逐步站穩腳跟、成為智慧製造的重要夥伴。 圖左為耐銳利科技總經理唐國維及董事長黃常定右

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