2026 AI 創新獎・組別二 智慧照護與居家健康創新
部分長者可能延後回報跌倒,跌倒後也可能無法自行起身或操作求救裝置。救援延遲會增加久臥與併發症風險,因此需要不依賴主動操作的環境感測方案。
問題
跌倒後若無法自行起身或延後通報,久臥時間與後續併發症風險可能增加。以下四項研究結果說明救援時效與通報機制的重要性。
資料來源:Hoffman et al., J Am Geriatr Soc (2018);Tinetti et al., JAMA (1993);Wild et al., BMJ (1981);48 小時內手術之統合分析。
若方案需要使用者主動求救、自行回報或持續配戴,
實際效果會受到當下行動能力與使用習慣影響。
跌倒事件可能因傷勢判斷、當下行動能力、對後續照護安排的疑慮或不願增加家人負擔而延後回報。各因素的占比仍須透過使用者訪談與場域研究確認。
本案將「部分長者可能因擔心失去獨居自主而延後回報」列為需求假設,並規劃在試點前訪談長者、家屬與照護人員,不把單一動機視為所有使用者的共同原因。
這項限制影響技術路線:按鈕、自述與穿戴方案都需要不同程度的主動操作。被動環境感測可在使用者未操作裝置時,依事件判定啟動通報流程。
產品同時保留知情同意、資料最小化與退出機制,使安全需求與居住自主能在同一套服務流程中處理。
| 方案 | 家庭場景限制 |
|---|---|
| 穿戴裝置 | 需要持續配戴、充電;洗澡時可能取下,因此浴室場景的覆蓋會受使用習慣影響。 |
| 攝影機方案 | 臥室與浴室涉及高度隱私,蒸氣、遮擋與照明條件也可能影響影像品質。 |
| 緊急按鈕 | 需要使用者在跌倒後仍能觸及並操作;若短暫失去行動能力或意識,通報可能延遲。 |
| 共同課題 | 家庭端仍須處理安裝、長期使用、誤報管理、通知疲勞與跌倒前風險介入等問題。 |
機構端通常具備安裝、操作與採購管理角色,家庭端則較缺乏相同支援,因此自助安裝、遠端驗收與售後服務會直接影響導入成效。以官方統計比較,2022 年機構住宿資源約 11.5 萬床,2025 年高齡一人戶為 118.2 萬,家庭端母體約為十倍(衛福部機構住宿資源;內政部高齡一人戶統計)。
緣起
健康報導的工作,是把研究證據轉為可理解、可採取行動的資訊;其效果仍取決於資訊是否觸及使用者,以及使用者能否執行。
我長期閱讀研究論文與臨床指引,並將證據轉寫為一般讀者可理解的內容。這段工作經驗也顯示衛教的限制:資訊無法涵蓋所有高風險族群,使用者在事件發生當下也未必具備執行能力。
查閱髖部骨折資料後,可見骨折後長期不動會同時影響肌力、復健進度與併發症風險。台灣的髖部骨折發生率在亞洲國家中居高;全國性研究顯示,骨折後一年死亡率為 10.52%(亞洲發生率比較;台灣全國性研究)。
兩項研究進一步界定本案關注的問題。早期研究中,跌倒後在地上躺超過一小時的長者,約半數在六個月內死亡;另一項研究顯示,已因跌倒受傷並接受治療的長者,仍有 72% 沒有向醫師回報跌倒事件(BMJ 長臥研究;JAGS 低報研究)。
衛教可以傳遞風險資訊,
但無法在使用者未主動回報時啟動救援。
健康報導能提供資訊,卻無法處理使用者無法操作裝置或沒有主動回報的情境。這項缺口使產品需求從「提供更多資訊」轉為「在取得同意後,由環境感測自動判定事件」。
守護燈座延續健康報導重視證據與可理解性的原則,並把使用者操作降到最低。安裝與知情同意完成後,日常感測、跌倒判定與通報由系統執行。
跌倒與髖部骨折可能同時增加急性醫療、復健、長照與家庭照顧負擔。健保署統計顯示,2014 年髖部骨折接受髖關節置換者,平均每人次醫療申報 10.1 萬點、骨材 3.8 萬點,合計約 13.9 萬點,後續復健與長照尚未計入(中央健康保險署統計)。本案將縮短救援時間與延後失能列為待場域驗證的效益,不預先宣稱可減少多少醫療或長照支出。
我的專業訓練集中在醫學證據判讀與健康資訊轉譯;本案把這項能力延伸到產品需求定義,工程、照護與法規判斷則由相應專業人員共同驗證。
產品
守護燈座是一顆旋入既有 E27 燈座的智慧轉接座,上方仍可安裝原有燈泡。設計目標為十秒內完成基本安裝,無須重新裝潢、佈線或配戴裝置;實際安裝時間將於場域測試確認。
60GHz 毫米波雷達每一幀只有數十個點——一團會呼吸的光點,沒有臉、沒有畫面。浴室與臥室因此進得去。
長者端無須使用獨立介面,原有牆壁開關仍可照常操作。
夜間自動亮起的琥珀色引路燈,加上停電時持續照明,平日也能提供實際價值。
旋入一秒判定安裝姿態、首夜學會床的位置、72 小時內畫出房間覆蓋圖,全程零人工設定。
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| 感測 | TI IWRL6432 系 60GHz 毫米波雷達(57–64GHz、2TX/3RX、內建 Cortex-M4F 與硬體加速器);溫濕度、環境光、三軸加速度計、市電偵測 |
| 天線 | 基線採 AoP 封裝傾角環形排列(3 單元、外傾 30–40°),備案為 PCB 環形側射陣列——繞過燈泡遮蔽形成環狀覆蓋,正下方留小盲錐(EVT 實測擇定) |
| 連線 | Nordic nRF52833 BLE 5 mesh(105°C 工作溫度,為燈座熱環境選型),預留 Thread/Matter |
| 行動端 | 磁保持繼電器(16A、過零切換、靜態零功耗)、琥珀夜燈環(≤2200K、0.5–1W、亮度自適應)、940nm 學習型紅外線發射 |
| 電源 | E27 直通取電(AC 100–240V),隔離返馳 5V/3W;整機常態 ≤2W |
| 備援 | 磷酸鐵鋰 18650 約 5.8Wh,省電模式 ≤0.35W → 續航 ≥12 小時;置於遠離燈泡熱源之燈頭頸部,>45°C 停充 |
| 機構 | 直徑 ≤65mm、增高 ≤55mm、重量 ≤150g;UL94 V-0 阻燃 |
| 環境防護 | IP44 浴室級標配+PCB 防潮塗覆+PTFE 平衡透氣閥(抗殼內結露)+抗菌可擦拭幾何+天線窗疏水鍍膜與回波自我診斷 |
| 工作環境 | -10 ~ +60°C、85% RH;燈泡相容範圍 A19/G45/T 型/金屬頸/反射罩 × 10–60W |
| 認證路徑 | NCC(低功率射頻)+BSMI(含電池)→ 出海前 CE(RED/EMC/LVD+EN 18031 資安)→ 日本 TELEC/PSE |
電池化學暫定為磷酸鐵鋰,考量項目包括熱穩定性、循環壽命,以及 3.2V 平台與 3V3 電源軌的轉換效率。最終型號與保護設計仍須通過熱測試、循環測試及相關認證。
閘道是常電裝置(插座供電),同時也是全屋的推論、學習與通報中樞。原始資料在這裡停止,事件在這裡產生。
| 項目 | 選型 | 理由 |
|---|---|---|
| 運算 | Arm Cortex-A 級工業處理器(TI AM625 或同級),1–2GB 記憶體 | 工業級料供貨承諾十年以上——消費級系統晶片常三年停產,而照護設備裝進長輩家要活十年;功耗遠低於 x86,足以執行量化模型;且與出題企業的邊緣運算平台移植性佳 |
| 模組化策略 | 系統模組(SoM)起步 → 出貨量證明後改自製板 | 把高速記憶體佈線的難度延後到值得投資時 |
| 儲存 | 台系記憶體與嵌入式儲存 | 事件級資料量小,容量綽綽有餘 |
| Wi-Fi/藍牙 | 日系預認證模組 | 模組級預認證可省下數月與數十萬的射頻認證成本——這是新創的正確取捨 |
| 行動網路 | 歐系 Cat-1 模組(u-blox/Telit 級) | 事件通報所需頻寬極小,Cat-1 已足夠且模組價低於 Cat-4;全球頻段版使台歐日共用同一硬體;家庭 Wi-Fi 版直接不貼件 |
| 備援 | 內建鋰電池,與轉接座共用電源架構 | 斷電通報續航 ≥4 小時(較節點短,因全屋斷電時 4G 通報一次即完成任務);一套電源設計兩處使用,驗證與料號管理減半 |
| 系統軟體 | 原型 Debian → 量產 Yocto | 原型速度與量產可控性分階段取捨;容器化使原型軟體棧可 100% 移轉,原型投資不作廢 |
閘道成本(含行動網路模組)約 US$36–44(萬台量級);家庭 Wi-Fi 版可再減 US$10–14。
安裝成本除固定裝置外,也包括感測範圍、房間類型與床區設定。本系統規劃自動完成以下項目,實際準確度於場域測試驗證:
| 時點 | 自動完成 | 方法 |
|---|---|---|
| 旋入 1 秒 | 安裝姿態(吸頂/壁掛/檯燈)+偵測模式選定 | 三軸加速度計讀重力向量——E27 螺紋停角隨機,姿態必須自感測 |
| 開機即時 | 掛高估計 | 腳下最強靜態反射面即地板 |
| 首夜 | 床區自動標定,L0 守護上線 | 由整夜靜臥模式學出床位,App 僅需確認 |
| 72 小時 | 門與動線方位、房型識別(浴室由濕度尖峰判定)、覆蓋信心地圖與盲區標記、多節點相對拓撲 | 軌跡出現/消失統計、靜態雜波圖 × 移動熱區圖、跨節點軌跡時間相關 |
| 14–21 天 | 個人化基線收斂 | 見「技術」章之 L2 |
學習期間先以保守的通用模型運作。環形側射天線設計目標為 360° 覆蓋,使旋入停角不影響主要性能;若燈座位置造成明顯盲區,系統會在覆蓋信心圖提示調整位置,實際效果於 EVT 階段量測。
由上而下的堆疊順序,每一層的位置都由物理約束決定:
| 約束 | 設計值 |
|---|---|
| 外形 | 直徑 ≤65mm、增高 ≤55mm、重量 ≤150g(一般燈座荷重餘裕內) |
| 天線窗 | 聚碳酸酯厚度 ≤1.5mm、無咬花、無金屬漆(介電一致性) |
| 透氣閥 | PTFE 平衡閥置於側壁下緣(避免直接受水) |
| 燒錄口 | 藏於電池艙內,量產後熔斷除錯介面 |
| 安規間距 | 初級與次級加強絕緣 ≥6.4mm,電池艙同樣維持隔離帶 |
增高 55mm 是關鍵限制:太高會讓燈泡突出燈罩或無法裝回原燈具。這個數字反過來約束了電池容量與電路板面積——產品的每一項規格,最後都被這 55 毫米收斂。
全功能雷達優先配置在高風險空間,其餘空間以低成本節點覆蓋:
| 單元 | 數量/戶 | 角色 |
|---|---|---|
| 主守護轉接座 | 1–2 | 臥室床頭、浴室:雷達點雲——跌倒分類、步態與起身指標、睡眠呼吸;含電池備援與完整環境防護 |
| 引路轉接座 | 1–3 | 走廊、客廳:低成本存在感測+夜燈引路+作息軌跡(BOM 約主節點三分之一) |
| AI 閘道 | 1 | 常電、插座供電:邊緣推論、個人化學習、Wi-Fi/4G 對外通報 |
走廊可以採用低成本感測器,因為使用情境以短暫移動為主;人很少在走廊靜坐半小時,低成本感測器難以偵測靜止者的弱點在此影響有限。跌倒高風險的臥室與浴室則配置點雲雷達。
| 項目 | 引路節點的設計 | 理由 |
|---|---|---|
| 感測 | 被動紅外線+菲涅耳透鏡,或單通道 24GHz 都卜勒(工程驗證期定案) | 成本約主節點感測件的十分之一;場景不需點雲 |
| 電池 | 縮減容量,機構常電版可移除 | 失效影響限於照明,跌倒感知仍由主節點負責——風險等級低,備援等級隨之調降 |
| 外殼 | 與主節點共用同一組模具,材料可降階(無天線窗介電要求) | 省下整組第二套模具 |
| 保留 | 相同主控晶片、夜燈環、繼電器、市電偵測、溫濕度 | 一套韌體兩種產品,開發與維護成本減半;保留溫濕度使低成本節點仍是行為感測網的密度貢獻者 |
選擇環境感測的理由包括:日常運作不依賴持續配戴與充電、可涵蓋使用者可能取下穿戴裝置的浴室情境,且不需在身上增加可辨識的照護設備。實際接受度與使用持續性仍須透過家庭訪談及場域試點比較。
①熱管理:將 LED 驅動器、雷達與電池集中在密閉燈殼,會增加散熱與元件壽命風險;轉接座可讓 LED 熱源留在可更換燈泡。②壽命解耦:燈泡與感測電子元件的使用年限不同,分離設計可避免燈泡故障時更換整組裝置。③歐盟電池法規:第 11 條的可拆卸、可更換要求自 2027 年 2 月 18 日起適用,密封燈泡形態較難符合。④使用者選擇:保留原有燈泡,使用者可依需求選擇色溫與亮度。
天花板燈座可提供俯視角度並減少部分家具遮擋;床頭燈若使用 E27,也能提供較接近床側的感測位置。布質燈罩對 60GHz 訊號的實際影響、不同燈座位置的覆蓋範圍與老屋適用性,均列入 EVT 測試項目。
轉接座內建電池與琥珀夜燈,用於牆壁開關關閉時維持感測;同一套電路也可在市電中斷時自動提供低照度照明。
停電時若缺乏固定式照明,行動不便者可能需要摸黑尋找手電筒或手機。本案因此把斷電偵測、自動夜燈與備援通報列為同一套備援功能,效益將以斷電情境測試驗證。
| 停電時仍然運作 | 技術來源 |
|---|---|
| 自動點亮暖光照明 | 市電偵測觸發備援模式,琥珀夜燈由電池直驅,續航 ≥12 小時——遠長於一般緊急照明的 90 分鐘要求 |
| 跌倒偵測不中斷 | 雷達降頻運作,L0 規則層仍在節點端執行 |
| 對外通報不中斷 | 閘道 4G 備援——電網與寬頻同時中斷時,通報路徑仍然存在 |
| 災後人口狀態掌握 | 災後初期可依獨居戶近期活動狀態協助安排訪視順序;此用途涉及權限、告知與資料治理,須另行設計 |
若縣市部署至數千戶,系統可形成分散式應急照明與通報節點。是否納入災防或社福醫療整備,仍須由主管機關依資料治理、通訊備援與應變流程評估。
誠實界定:本產品具備緊急照明之實質功能,但目前並未取得緊急照明燈具之法規認證(照度與配光需另行設計與檢測)。若公部門採購有此需求,可評估將照度規格納入設計並取得相關認證,列為產品發展選項。
浴室列為本案的核心使用場景,因此主守護轉接座統一以浴室環境需求設計,不另開防水 SKU。分 SKU 會增加庫存、認證與安裝辨識成本;依目前 BOM 試算,統一強化的成本增量約每台 1.5–2 美元(6–8%),仍須由試產報價確認。
| 威脅 | 對策 |
|---|---|
| 蒸氣與濕度循環 | PCB 全板防潮塗覆,以降低濕氣環境中的偏壓電化學遷移與枝晶短路風險 |
| 密閉殼體的「呼吸效應」 | 熱循環使殼內氣壓漲縮,會把濕氣從任何縫隙抽入並在內部結露。持續增加密封程度仍無法解決,需加裝 PTFE 平衡透氣閥(透氣不透水)主動等化氣壓 |
| 噴濺與凝結水 | 殼體接合面矽膠墊圈、電池艙門 O-ring、接點鍍鎳、密封型繼電器;目標 IP44 |
| 發霉 | 外殼母粒規劃添加銀離子抗菌劑,並採無深溝槽、低紋理與圓角等可擦拭幾何,降低污垢與水分停留 |
| 清潔劑 | 殼料選型須驗證常見含氯浴廁清潔劑之擦拭相容性 |
60GHz 訊號會受到液態水影響;蒸氣本身影響較小,但凝結在天線窗表面的水膜可能衰減訊號。浴室測試因此須涵蓋淋浴後高濕度與表面凝結情境,並採取以下四層對策:
維護設計原則:核心用戶不可被要求爬梯維護——防跌倒裝置不得自己製造跌倒風險。目標擦拭頻率 ≤1–2 次/年,併入年度巡檢。重蒸氣場域(機構、日本市場)預留壓電式超音波自清潔升級選項(無運動件、無噪音)。
技術
本案是 Physical AI 的居家照護實例:感測器感知環境、模型即時決策,並直接驅動裝置改變物理世界——點亮燈光、切換電源模式、發射控制訊號、觸發通報鏈。模型輸出會直接作用於居家環境。
| 層 | 內容 | 為何如此設計 |
|---|---|---|
| L0 確定性規則 節點端 | 離床→亮燈、斷電→備援、倒地姿態持續 30 秒→強制告警 | 安全關鍵路徑採可枚舉、可測試的確定性行為,在 L1 模型未輸出結果時仍可依規則處理。 |
| L1 邊緣感知 閘道端 | 點雲與微都卜勒特徵分類:跌倒/坐下/蹲下/彎腰/寵物/物品掉落 | 誤報是這個品類產品被拔掉的首要原因。家屬每被吵醒一次,信任就少一分。 |
| L2 個人化預測 閘道端 | 步態速度、起身耗時、夜間如廁頻率、作息節律的個人基線與退化趨勢 | 以同一使用者的縱向變化建立個人基線,降低直接套用群體平均值造成的偏差。 |
FMCW chirp → Range FFT → Doppler FFT → CFAR 目標偵測 → 到達角估計 → 點雲(x, y, z, 徑向速度, SNR)→ 靜態雜波濾除(家具與牆面不進追蹤)→ DBSCAN 群聚 → 卡爾曼群追蹤器 → 每目標特徵幀(質心、速度向量、包絡高度、點數、都卜勒頻譜摘要)。
| 參數 | 設計值 | 依據 |
|---|---|---|
| 頻段/帶寬 | 57–64GHz,chirp 帶寬 4GHz | 距離解析度 c/2B ≈ 3.75cm——足以區分躺在地上與坐在矮凳上 |
| 幀率 | 追蹤 10Hz/存在 2Hz | 典型跌倒歷時 0.5–0.7 秒 → 每次跌倒可得 5–7 幀,足夠時序建模 |
| 雙模式功耗 | 存在偵測 ≤250mW | 偵測到移動目標才升頻至追蹤模式——備援 0.35W 預算的軟體面實作 |
雷達組態以設定檔管理並隨韌體版本控管——調校即改檔,不改程式。點雲到追蹤全段於雷達晶片內建的 M4F 核心完成,原始訊號不離開節點。
倒地偵測狀態機(節點端,不經任何機器學習模型):
| 現態 | 條件 | 次態 | 動作 |
|---|---|---|---|
| MONITOR | 高度下降速率 >1m/s 且 2 秒內質心 <0.4m | LOW_POSTURE | 啟動 30 秒計時、夜燈全亮 |
| LOW_POSTURE | 計時屆滿且高度仍 <0.4m | ALERT | 強制告警(標記為 L0 觸發) |
| LOW_POSTURE | 高度 >0.8m 持續 5 秒 | MONITOR | 取消計時,事件送入 L1 訓練集 |
這條規則用於處理 L1 分類器可能漏報的情況。L0 規則可枚舉、測試並逐條驗收,作為機率模型之外的確定性保護;系統另監控「L0 兜底觸發率」,其上升將列為 L1 漏報風險訊號。
| 現態 | 條件 | 次態 | 動作 |
|---|---|---|---|
| 空床 | 目標進入床區持續 >5 秒 | 佔用 | 記錄入床時刻 |
| 佔用 | 目標離開床區持續 >3 秒 | 離床 | 環境光低於閾值時點亮動線夜燈,並送出離床事件 |
| 離床 | 目標返回床區 >5 秒 | 佔用 | 夜燈延遲 30 秒後淡出 |
| 離床 | 無目標持續 >10 分鐘 | 不在場 | 通知閘道;若落在 22:00–06:00 則記為夜間作息事件 |
| 現態 | 條件 | 次態 | 動作 |
|---|---|---|---|
| 市電 | 過零訊號消失 >100 毫秒 | 備援 | 雷達降頻、夜燈限亮度、上報斷電事件 |
| 備援 | 電量低於 15% | 臨界 | 僅保留事件偵測,心跳改為每 10 分鐘 |
| 備援/臨界 | 市電恢復 >5 秒 | 市電 | 回復常態、補傳離線期間佇列、於溫度許可時恢復充電 |
三張狀態機(床區、倒地、電源)構成 L0 的全部——它們可以被逐條寫成測試腳本並在驗收時逐項打勾,這正是安全關鍵路徑不使用機器學習的理由。
特徵:質心高度序列、垂直速度序列、高度下降速率峰值、點雲高度直方圖(姿態縱橫比)、微都卜勒頻譜摘要、事件前後點數變化,取 2–4 秒滑動時間窗。模型為輕量時序分類器(1D-CNN/TCN 級,參數量 <500K),INT8 量化後於閘道 CPU 推論 <50ms。
刻意不用大模型:可解釋特徵搭配小模型,使誤報可歸因、可迭代,且閘道無需 GPU 也跑得動——這是硬體成本紀律在演算法層的延續。
| 信心 | 行動 |
|---|---|
| 0.5–0.7 低 | 僅記錄+夜燈全亮(無聲介入);30 秒內恢復站立則自動關閉 |
| 0.7–0.9 中 | 家屬 App 推播+節點語音詢問(第二階段功能) |
| >0.9 高 | 啟動升級鏈(見下一節) |
家屬可在 App 標記誤報;經同意保留的事件特徵幀可作為下一版模型的 hard negative。模型須通過回歸測試後,才以簽章 OTA 分批發布。部署資料能否降低誤報率,取決於標注品質、資料代表性與模型更新成效,須以版本前後測試結果確認。
| 指標 | 抽取方式 | 臨床對應 |
|---|---|---|
| 步態速度 | 走廊區軌跡速度中位數(週滾動) | 跌倒風險與衰弱指標(臨床閾值約 0.8–1.0 m/s) |
| 起身耗時 | 床/椅區「坐→站」轉移時長分佈 | 起立行走測試(TUG)之連續化 |
| 夜間如廁次數 | 22:00–06:00 離床次數 | 泌尿道感染、攝護腺問題、睡眠品質訊號 |
| 活動節律 | 各區佔用時長的日模式向量 | 憂鬱、急性病、作息劇變 |
| 睡眠呼吸節律 | 床頭節點呼吸率序列 | 呼吸道疾病與睡眠品質線索 |
演算法:每個指標建立個人滾動基線(中位數+MAD 穩健統計,收斂期 14–21 天),異常偵測雙路並行——CUSUM 捕捉漸變趨勢(例如步速三週內變慢 15%),z-score 捕捉突變(例如今天完全沒下床)。
個人化發生在統計層與閾值層,不改動模型權重——可解釋、可回溯、閘道不需執行訓練。這是刻意的工程保守主義:照護系統的每一個判斷都要能對家屬說明理由。
| 時點 | 動作 |
|---|---|
| t = 0 | 高信心事件或 L0 兜底觸發 → 家屬 App+簡訊,同步值機中心(≤30 秒) |
| t = 3 min | 無人確認 → 升級至第二聯絡人 |
| t = 6 min | 仍無確認 → 值機中心主動介入/緊急聯絡鏈(B2G 案依 SLA 接 119 轉介流程) |
中信心事件先僅推播 App,五分鐘無回應併入上述升級鏈。任一層確認處理即停止升級並記錄處置,同時提供誤報標記選項。
通知疲勞控制包括:同類低信心事件每小時上限、安靜時段設定,以及以週摘要整合低優先事件。通知數量與準確度會在試點期間一併量測。
左圖的「這是誤報」按鈕即誤報回饋閉環的使用者端入口;右圖的步態趨勢與回診建議,是 L2 個人化基線對家屬呈現的形式。本產品對家屬的價值涵蓋事發當下的通知,以及平時「一切正常」的每週確認。
| 任務 | 優先級 | 觸發 | 職責 |
|---|---|---|---|
| radar_io | 高 | 中斷 | 接收雷達目標幀,餵入 L0 與特徵佇列 |
| rules_l0 | 高 | 事件驅動 | 三張狀態機(床區佔用/倒地兜底/電源模式),觸發本地行動 |
| power_mgr | 高 | ADC/GPIO | 市電偵測、電池電量、模式切換 |
| mesh_comm | 中 | 佇列 | CBOR 編碼、mesh 發送、每秒心跳 |
| actuator | 中 | 事件 | 夜燈 PWM 淡入淡出、紅外線載波、繼電器脈衝 |
| sensors | 低 | 30 秒輪詢 | 溫濕度、環境光、姿態讀取 |
| ota | 低 | 觸發 | 簽章驗證、A/B 分區切換 |
即時作業系統採 Zephyr(連線晶片原廠主推、mesh 協定棧原生、記憶體足跡小)。看門狗 8 秒;記憶體預算:mesh 棧 ≤48KB RAM、應用 ≤40KB、保留 ≥40KB。
閘道端採容器化 Linux:訊息代理|資料接收|L1 推論|L2 每日批次|事件狀態機|上行(斷線佇列補傳)|OTA 管理|連線看門狗(Wi-Fi 失聯 60 秒切換 4G)。原型先以樹莓派驗證軟體棧,容器化可降低移轉至量產用工業處理器的修改範圍;相容性與效能仍須在目標硬體確認。
| 鏈路 | 協定 | 內容 | 頻寬 |
|---|---|---|---|
| 節點 → 閘道 | BLE mesh,CBOR 編碼 | 特徵幀(約 24 位元組/幀,僅追蹤模式)+事件+每秒心跳 | <2 kbps/節點 |
| 閘道 → 雲 | MQTT over TLS 1.3 | 事件(版本化 JSON schema)+趨勢摘要+健康遙測 | <1 MB/戶/日 |
| 閘道本地 | 環形緩衝 | 事件前後 60 秒特徵快照(供誤報歸因),7 日自動覆寫 | — |
| 雲 → 閘道 | 簽章 OTA 包 | 韌體+模型(A/B 分區、金絲雀分批) | — |
特徵幀欄位:時間戳、目標編號、三維座標、速度分量、包絡高度、點數、訊雜比、旗標。事件幀欄位:時間戳、事件類型、信心值、狀態。原始點雲規劃留在節點端,雲端只接收預先定義的特徵或事件欄位,以降低隱私、頻寬與功耗負擔。
上行採 QoS1 並保留 72 小時本地佇列,斷網恢復後補傳;週趨勢僅含聚合統計,不含逐筆軌跡。
| 階段 | 作法 |
|---|---|
| 資料採集 | 腳本化標準跌倒腳本(假人+著護具真人)× 日常活動動作庫(坐、蹲、彎腰、掃地、寵物)× 3 種房型;自建標注工具(特徵幀回放);並評估公開雷達跌倒資料集作為預訓練 |
| 訓練 | 離線訓練後轉換為 INT8 量化格式;資料集版本控管;誤報樣本以 hard negative 增量納入 |
| 驗證 | 每版模型跑固定回歸集,偵測率與誤報率不倒退才可發佈 |
| 部署 | 簽章模型包 OTA,金絲雀先發 5% 戶,遙測比對後全量 |
| 監控 | 每戶誤報率、信心分佈漂移、L0 兜底觸發率(其上升即為 L1 漏報的警訊) |
| 項目 | 選型 | 理由 |
|---|---|---|
| 節點作業系統 | Zephyr RTOS | 連線晶片原廠主推、mesh 棧原生、記憶體足跡小 |
| 雷達韌體 | 原廠 SDK 與參考實作 | 片上追蹤器與跌倒偵測參考實作現成,站在原廠肩膀上 |
| 閘道系統 | 原型 Debian → 量產 Yocto | 原型速度與量產可控性分階段取捨 |
| 推論引擎 | ONNX Runtime/TFLite(INT8) | 無 GPU 依賴、模型格式與訓練框架解耦 |
| 訊息匯流 | MQTT(Mosquitto) | 輕量、生態成熟、值機平台可直接訂閱 |
| 雲端 | 台灣區域雲+時序資料庫 | 個資落地台灣為政府標案常見要求 |
隱私
照護產品的導入會受到隱私疑慮與知情同意流程影響。本案規劃四層隱私措施,其中三層直接落在產品設計與資料架構。
無攝影機。這項形態選擇在硬體層就排除了影像蒐集。
2 發 3 收產生的是稀疏點雲,系統不設計為輸出可識別影像;實際資料型態與重建風險納入隱私影響評估。
原始點雲不出節點、特徵不出閘道、雲端只收事件與趨勢。即使雲端遭到入侵,家門之外也沒有原始資料可供取得。
一張「刻意不做」清單,納入資安標章驗測範圍——能力上做得到,承諾上不去做。
毫米波雷達不蒐集影像,但作息與活動模式仍屬敏感資料,例如睡眠時間與夜間離床頻率。因此設有第三層防線:
| 資料 | 系統的處理 |
|---|---|
| 跌倒、離床、求救 | 計算並上傳(安全必需) |
| 步態、如廁次數、睡眠節律 | 於閘道計算,僅上傳聚合趨勢(週報級,非逐筆) |
| 身分識別(步態 re-ID) | 不實作——系統永遠只知道「有人」,不知道「是誰」;訪客不建檔 |
| 床上共處情境 | 僅作在地情境判斷(例如有照顧者在場則降級通報),不記錄、不上傳、不留存 |
| 安全無關的行為分類 | 不實作——分類器只有安全相關類別,沒有「行為監視」類別 |
| 浴室節點 | 僅事件模式:只輸出預先定義的安全事件,不上傳日常活動趨勢 |
分類器僅建立服務所需的事件類別,
未列入的行為不進行辨識與標記。
使用者控制:App 內「資料收支頁」讓長輩與家屬隨時查看今天傳出去了什麼(通常是零到兩筆事件)、隱私時段設定、第二階段麥克風附實體開關直接切斷電源、退訂即遠端抹除並提供資料刪除證明。
使用者本人知情並同意是安裝前提。口語說明用於協助理解,仍須搭配完整書面告知與可撤回機制:
「媽,幫你換了個智慧燈座——晚上起床它會自動亮燈,你要是跌倒它會通知我。」
這段說明以使用目的與實際功能為主,減少不必要的技術術語。接受度尚未有實測數據,將透過家庭訪談比較不同說明版本。
隱私設計核心為知情同意與低標籤感。使用者須了解並同意產品用途;外觀避免不必要的醫療化識別。同意流程納入安裝 App,提供口語說明、書面內容與可撤回選項。
失智症患者由監護人或家屬代為同意,為照護倫理的標準做法,適用範圍明確限定於認知障礙個案。
「刻意不做」清單限制的是監控資料,模型所需的事件學習訊號仍可在取得同意後保留。訓練價值主要來自有結果標注的安全事件,例如「跌倒事件是否成立」「這次告警是否正確」「步態變化後是否發生跌倒」;未標注的行為原始資料不預設上傳。以下列出規劃保留的資料類型:
| 保留 | 放棄 |
|---|---|
| 跌倒事件特徵幀+家屬確認的誤報標注(用於 L1 模型回歸測試) | 步態身分識別 |
| 步態、起身、如廁、睡眠——於閘道全量計算(政策僅限制「出戶與留存」,閘道端仍可完整計算) | 安全無關的行為分類 |
| 全機隊的模型改良(事件特徵經同意上傳 → 訓練 → OTA 回推) | 共處記錄、浴室趨勢 |
「刻意不做」清單是目前的預設值。具臨床或照護價值的擴充——例如居服照顧計畫所需的日常生活活動(ADL)能力評估——可透過 opt-in 模組開放:個案與家屬明示同意、用途綁定、資料收支頁全程可見、可隨時撤回。
資料蒐集以服務必要性與明確同意為限,
每項資料均須對應具體用途與保存期限。
對政府、保險與歐盟買家而言,手握可監控資料池的供應商會增加採購風險。克制的資料政策能換來准入資格——每一筆資料都有合法出生證明。
| 層 | 設計 |
|---|---|
| 裝置 | Secure boot、韌體簽章 OTA(A/B 雙分區、自檢失敗自動回滾)、產線金鑰注入(每機唯一)、無預設密碼、除錯介面產線熔斷 |
| 傳輸 | TLS 1.3+憑證綁定;BLE mesh 應用層加密 |
| 雲端 | 僅事件與趨勢摘要上雲(資料最小化)、原始資料保存於閘道且可一鍵清除、存取稽核日誌;雲端選用台灣區域(個資落地為 B2G 標案常見要求) |
| 制度 | 送測台灣物聯網資安標章;個資保護法告知同意內建於安裝流程;個資影響評估(DPIA)摘要隨標案文件提交 |
歐盟對應:GDPR 隱私設計原則(第 25 條)之資料最小化與預設隱私;產品的最終功能與宣稱會依《人工智慧法》重新確認風險分類;RED 資安授權規章與《網路韌性法》(CRA)所涉及的資安、軟體物料清單與漏洞通報要求,已納入設計與開發流程。
驗證
每項均訂有可觀察的成功判準;內部就緒門檻為各任務連續執行十次、通過九次以上。
| 任務 | 演示方式 | 成功判準 |
|---|---|---|
| 離床→暖光引路 | 演示者上床/離床 | 離床判定 ≤3 秒、燈亮 ≤1.5 秒 |
| 跌倒分類與誤報抑制 | 依序執行快速坐下、蹲下撿物、模擬跌倒 | 前兩者不告警、後者告警 |
| 分級通報鏈 | 跌倒確認後現場手機接收 | 事件→推播 ≤30 秒 |
| 環境風險介入 | 加熱溫度感測器模擬熱傷害風險 | 自動發射紅外線啟動空調並推播 |
| 斷電備援 | 現場切斷電源 | 感測與夜燈持續、告警照發 |
個人化步態基線需三週以上縱向資料,屬育成期場域試點目標,不列入現場任務承諾;結果將以實際資料呈現,不以模擬曲線作為驗證結果。
| 指標 | 目標值 | 量測方法 |
|---|---|---|
| 跌倒偵測率 | EVT ≥95% → DVT ≥98% | 標準化跌倒腳本(前倒/側倒/滑坐/由床跌落各 25 次,假人+真人護具)於 3 種房型 |
| 誤報率 | EVT ≤1 次/戶/週 → DVT ≤0.5 | 連續 14 日實居環境記錄,干擾源清單全開 |
| 離床偵測延遲 | ≤3 秒 | 高速攝影對時 ×50 次 |
| 夜燈點亮延遲 | ≤1.5 秒 | 端到端計時 ×50 次 |
| 通報鏈延遲 | ≤30 秒 | 斷 Wi-Fi/斷市電情境各 ×20 次(含 4G 備援路徑) |
| 備援續航 | ≥12 小時 | 恆溫箱 25°C/40°C 各實測至截止電壓 |
| 自我就緒 | 72 小時內完成全屋標定,零人工設定 | 3 房型 × 3 燈具形態交叉安裝實測,對照人工標注地圖 |
工程數值均標注為目標值,EVT 實測後改列實際數據;未完成量測的項目不標示為驗證結果。
| 類別 | 項目 |
|---|---|
| 燈泡相容 | A19/G45/T 型/金屬頸/反射罩/短玻璃罩 × 10–60W,各測雷達視野遮蔽圖與熱耦合 |
| 浴室專項 | IPX4 噴濺(IEC 60529)、循環濕熱含結露(IEC 60068-2-30)、蒸氣室三態偵測率(乾燥/水珠/水膜)、浴廁清潔劑擦拭相容、防霉性能 |
| 干擾 | 多人場景、寵物(貓/犬體型模擬)、電扇與冷氣氣流、鄰居 60GHz 設備共存 |
| 電氣 | 突波(IEC 61000-4-5 2kV)、電壓驟降、開關快速通斷 1000 次、繼電器壽命 10 萬次 |
| 機構 | 1m 跌落(包裝)、燈座扭力安裝 500 次、高溫下殼體變形 |
浴室測試涵蓋高濕度、蒸氣、表面凝結與濕地板情境。攝影機可能受起霧影響,被動紅外線也可能受熱氣團干擾;60GHz 雷達不受可見光影響,但天線窗水膜可能衰減訊號。對策包括疏水鍍膜、窗面向下傾角、廢熱導引與回波品質自我診斷,效果須以測試數據確認。
| 失效模式 | 嚴重度 | 對策 |
|---|---|---|
| 漏報跌倒 | 極高 | L0 規則兜底強制告警+定期自檢心跳+據實標示「輔助非替代照護」 |
| 誤報頻繁 | 高 | 信心分級(低信心僅記錄不推播)+個人化白名單學習+誤報回饋迭代 |
| 電池熱失控 | 極高 | 磷酸鐵鋰化學+獨立保護 IC(雙層防護)+>45°C 停充+V-0 殼體+熱熔斷 |
| 牆壁開關長期關閉 | 高 | ≥12 小時電池備援+閘道離線告警+安裝時開關鎖片與衛教 |
| 繼電器黏死 | 中 | 磁保持型+過零切換+自檢;失效不影響感測與通報 |
| BLE mesh 斷鏈 | 中 | 自癒 mesh+節點離線仍執行本地 L0 行為+閘道拓撲監控 |
| 閘道斷網(Wi-Fi 與 4G 皆失) | 高 | 本地聲光告警模式+恢復後事件補傳+雲端偵測失聯反向通知 |
| OTA 失敗變磚 | 中 | A/B 雙分區+簽章驗證+自動回滾 |
| 金屬燈罩全遮蔽 | 中 | 安裝 App 內建視野自檢(引導走動驗證覆蓋)+不合格燈具清單 |
| 個資外洩 | 極高 | 原始資料不出戶為架構級防線;見隱私章 |
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 對象與規模 | 5–10 戶獨居或日間獨處長者(由居服單位轉介),8–12 週 |
| 納入條件 | 65 歲以上、居所具 E27 燈座 2 處以上、本人簽署知情同意(含個資告知) |
| 主要指標 | 誤報率(次/戶/週);事件偵測率(排程模擬事件+自然事件回溯) |
| 次要指標 | 個人基線收斂天數;夜燈引路使用頻次;長輩接受度(簡式科技接受量表);照顧者焦慮量表前後測 |
| 資料治理 | 事件級資料、匿名化編碼、可隨時退出並刪除資料 |
| 定位聲明 | 非醫療器材研究,不涉診斷或治療宣稱;倫理審查需求依合作機構規定辦理 |
製造
雷達採 TI IWRL6432(美)、連線採 Nordic nRF52833(挪威)——全案自始採非中國供應鏈設計,同步滿足徵案辦法附則七、政府採購資安規範與歐美日市場准入。
高解析雷達只放臥室與浴室,走廊客廳用成本三分之一的引路節點——每戶 BOM 因此降約三成。
主節點與引路節點外形相同、內部不同,同一組模具生產兩種產品,較各開一套省下近半模具費。
3D 列印 → 矽膠翻模 → PVT 鋁模 → 正式鋼模。鋼模支出遞延至首個訂單確認後。
不另開防水版本,因為跌倒就發生在那裡。統一硬化增量約每台 1.5–2 美元。
這四項原則用於說明隔離電源、主控、105°C 電解電容與磁保持繼電器等選型。成本差異須與安全、可靠度、功耗及認證要求一併評估。
| 階段 | 時點 | 內容 |
|---|---|---|
| 工程驗證(EVT) | 2026 Q4 | 工程驗證板;天線方案 A/B 實測擇定;燈泡相容性測試矩陣;廢熱防結露與電池熱環境實測;可製造性設計導入(擬列為與出題企業之育成合作項目) |
| 設計驗證(DVT) | 2027 Q1 | 設計凍結、認證樣機、熱與電池加速老化測試、認證前置作業 |
| 試產(PVT) | 2027 Q2 | 500 台試產(以鋁模橋接,正式鋼模支出遞延);場域擴大試點 50 戶;產線治具與雷達測試腔導入 |
| 量產(MP) | 2027 H2 | 首批 5,000–10,000 台,台灣表面黏著與組裝;直通率目標 97%;首個縣市標案投標 |
模具(四套,共模策略下約 60–160 萬元)與認證費用規劃於育成期與首輪資金;模具與製造導入為擬向出題企業爭取之核心育成資源——其模具廠關係與量產經驗可同時降低費用與風險。
| 功能 | 選型 | 產地 | 10K 單價 | 選用理由 |
|---|---|---|---|---|
| 毫米波雷達 | TI IWRL6432AOP | 美 | $6.0–7.5 | 同家族中專為電池/常時感測設計的低功耗版;AoP 封裝天線把 60GHz 射頻板材難度用錢買掉——把工程資源留給演算法差異化 |
| 連線 MCU | Nordic nRF52833 | 挪威 | $2.0–2.5 | 由熱決定的選型:52833 工作溫度 105°C,而 52840 僅 85°C——燈座是熱環境 |
| AC-DC | 隔離返馳(PI LinkSwitch 級) | 美 | $1.3–1.6 | 隔離為使用者可開啟電池艙時的必要安全條件;初級側穩壓可省去光耦,減少高溫環境中的潛在失效元件 |
| 電源多工 | TI TPS2121 | 美 | $0.55–0.70 | 自主切換 <50µs 且無需 MCU 介入——斷電瞬間 MCU 不重啟、事件不遺失,「停電守護不中斷」在這顆料上兌現 |
| 主降壓 | TI TPS62840 | 美 | $0.45–0.60 | 靜態電流 60nA 是「備援 ≥12 小時」數學成立的前提——待機功耗由輕載效率主宰 |
| 電池充電 | Microchip MCP73123 | 美 | $0.50–0.60 | 化學決定料號:磷酸鐵鋰終止電壓 3.6V,專用料把「誤用 4.2V 充電器」從韌體風險變成硬體上不可能 |
| 電池保護 | Ablic S-8261 系+雙 NMOS | 日 | $0.35–0.45 | 獨立於充電 IC 的第二道防線——單點失效不得導致電池事故 |
| 繼電器 | Omron G5RL-K1A-E 磁保持 | 日 | $1.1–1.4 | 一般繼電器線圈保持需 200–400mW 常耗,直接吃掉待機預算;磁保持型靜態零功耗 |
| 過零/市電偵測 | Lite-On LTV-814(AC 型光耦) | 台 | $0.08–0.12 | 一顆料兼兩職:過零時序(繼電器延壽)+市電存在偵測(斷電判定觸發備援) |
| 夜燈 | 億光 2835 琥珀 ×8+NMOS PWM | 台 | $0.35–0.50 | 琥珀波長約 590–605nm,藍光成分趨近零;「睡眠友善」有明確的波長依據 |
| 紅外線收發 | Vishay TSAL6400/TSOP38238 | 美 | $0.25–0.40 | 收發皆備即學習型設計——現場學使用者的遙控器,不依賴第三方碼庫授權 |
| 溫濕度 | Sensirion SHT40 級 | 瑞士 | $0.65–0.90 | 精度、功耗與體積的業界基準料;置於外殼通風槽側並避開內部熱源,才能反映房間環境 |
| 環境光 | Vishay VEML7700 級 | 美 | $0.45–0.60 | 高動態範圍(0.005–120k lux)涵蓋「月光下的臥室到正午的客廳」;兼供夜燈亮度自適應與「整日未開燈」之行為訊號 |
| 姿態感測 | Bosch BMA400 級 IMU | 德 | $0.30–0.50 | 自我就緒關鍵件:重力向量一秒判定安裝姿態,使現場調試不再必要 |
每顆關鍵料均附第二來源(如充電管理備選 TI BQ25185、保護 IC 備選 TI BQ29700、降壓備選 TPS62125、AC-DC 備選 TI UCC28910,完整對照表列於電路設計文件);無差異被動料全數採台系(國巨、華邦、台灣晶技)。原型階段使用之開發板(含 IWR6843ISK 評估板)僅供實驗室驗證,不進入產品規格。
| 單元 | 1K | 10K | 100K |
|---|---|---|---|
| 主守護轉接座 BOM | $31–39 | $22–30 | $17–22 |
| 引路轉接座 BOM | — | $8–12 | — |
| AI 閘道 BOM(含 4G) | $48–58 | $36–44 | $28–34 |
| 標準套組(1 主+2 引路+1 閘道) | — | $75–95 | — |
成本可信度以兩條獨立路徑交叉驗證:由上而下的品類估算為 US$22–30,由下而上逐料加總為 US$24.6–32.7,兩者重疊於 US$24.6–30,故取 US$25–28 為量產工作假設。每戶硬體出貨價約 NT$3,500–5,500。
所有單價為公開通路行情之工程估算(±25%),已按非中國供應鏈合規選型計價,未採未列出的低價替代料;實際以量產詢價為準。雷達約佔 BOM 四分之一,是主要的量產議價項目。
依本案目前的 BOM 區間中值試算,塑件原料約佔整機成本 4–5%。現階段較大的降本槓桿在零件數、模具與組裝工時,因此採分級策略,保留關鍵部位的規格;比例仍須由試產報價確認。
| 部位 | 選材 | 理由 |
|---|---|---|
| 上蓋(含天線窗) | 未填充阻燃 PC,窗區 ≤1.5mm、無咬花、無金屬漆 | 60GHz 對介電損耗敏感——玻纖/滑石填充料絕對排除(會散射毫米波)。此處無降階空間 |
| 下蓋、E27 介面座 | 阻燃 PC/ABS(可含填充) | 遠離天線,僅需阻燃與耐溫——可用較低價料號,較光學級省三至四成 |
| 電池艙門 | 阻燃 PC/ABS+銷軸(獨立件) | 不採一體式活動鉸鏈:其需 PP/PE 高韌性料,而該類料一般僅 HB 級阻燃,與 V-0 要求衝突 |
| 引路節點外殼 | 阻燃 ABS/PC-ABS | 無雷達即無天線窗介電要求,與主節點共模但可換料再降階 |
| E27 金屬接點 | 銅合金鍍鎳(標準認證件外購) | 不可用鐵鍍鎳降本:接觸電阻升高導致發熱,於燈具內為火災風險 |
共同硬性約束:殼體 UL94 V-0(內含市電與鋰電池)——注意 V-0 等級隨厚度標定,薄壁化須核對料號黃卡的厚度對應等級;耐溫方面,一般 ABS 熱變形溫度約 85–95°C,長期熱老化易脆化泛黃,故最低採 PC/ABS。非天線窗部位優先採用具 V-0 認證的 30–50% 消費後再生料(PCR),料價略降並滿足循環設計要求。
| 階段 | 製程 | 費用(NT$) | 適用量 |
|---|---|---|---|
| EVT | 3D 列印(SLA/MJF) | 500–3,000/件 | 5–20 件 |
| DVT | 矽膠翻模 | 開模 1–3 萬+件 300–800 | 20–50 件 |
| PVT | 鋁模/快速鋼模 | 8–20 萬/模 | 500–3,000 模次 |
| 量產初期 | P20 預硬鋼單穴 | 15–40 萬/模 | 約 10 萬模次 |
| 放量後 | S136 硬化鋼多穴 | 40–100 萬/模 | 百萬模次 |
以本產品估算,共模策略下約需上蓋、下蓋、電池艙門、導光件四套模具,總支出約 NT$60–160 萬,較主/引路各開一套節省近半。
| 項目 | 規劃 |
|---|---|
| 產線測試 | 在線電測(ICT)→ EOL 功能站(小型雷達測試腔+標準反射目標,全檢偵測功能)→ 韌體燒錄與金鑰注入 → 48 小時老化抽測 5% |
| 直通率 | EVT 學習 → 量產目標 FPY ≥97% |
| 組裝設計 | 免螺絲卡扣為主、單向組裝防呆、天線窗與殼體一體成型 |
| 可測試設計 | 全部電源軌與匯流排引出測試點(治具 pogo pin)、Tag-Connect 燒錄座、EOL 自檢韌體(電源軌電壓、感測器應答、繼電器動作、雷達自檢) |
| 供應鏈 | 雷達單源風險管理:主 TI,備案評估 Infineon/Acconeer(介面抽象層預留);長交期料滾動 13 週預測 |
| 售後 | 7 日新品換新;到府收送檢測;故障碼遠端預診斷以降低無效退貨;電池預估 3 年更換(免工具、低電量遠端預警) |
四階段時程:EVT(2026 Q4,育成期)→ DVT(2027 Q1)→ PVT 試產 500 台(2027 Q2)→ 量產首批 5–10K(2027 H2,台灣 SMT 與組裝)。模具與 DFM 導入為擬向出題企業爭取之核心育成資源。
E27 火線/中性線 → 保險絲+突波吸收 →【燈泡路徑】磁保持繼電器 → E27 母座(使用者燈泡),並以光耦偵測過零點;【系統路徑】EMI 濾波 → 整流 → 隔離返馳 5V/600mA → 電源多工器(市電/電池無縫切換)→ 超低靜態電流降壓 → 3V3 主軌(雷達獨立 LC 濾波、MCU 與感測、夜燈驅動)。充電路徑:5V → 磷酸鐵鋰專用充電管理 → 電池(含保護板與熱敏電阻)。
每個電路方塊皆指向原廠公開參考設計,工程師照參考電路繪製原理圖,等同由原廠背書八成的電路正確性:
| 方塊 | 參考設計 | 工程師動作 |
|---|---|---|
| 雷達 | 原廠評估板公開原理圖+SDK 硬體需求章節 | 照抄電源與時脈段,刪除評估板除錯周邊 |
| 連線 MCU | 原廠開發套件參考電路(最小系統章節) | 最小系統+PCB 倒 F 天線(原廠天線圖) |
| 隔離返馳 | 電源 IC 原廠參考設計套件(含變壓器規格書) | 照其 5V/600mA 組態與繞組表 |
| 電池充電/保護 | 各原廠 datasheet 典型應用電路 | 充電電流設定電阻依 0.5C 計算;保護採標準雙 NMOS 電路 |
| 繼電器驅動 | H 橋驅動 IC(TI DRV8210 級)datasheet 典型電路 | 10ms 脈衝驅動磁保持雙線圈 |
| 夜燈環 | 自訂 | 8 顆琥珀 LED 兩串四並+NMOS 低邊 PWM 1kHz,限流電阻依順向電壓計算 |
| 過零/市電偵測 | 自訂 | 光耦前置雙 100kΩ 分壓限流(110/220V 通用),輸出上拉進 MCU 中斷腳 |
| 軌 | 模式電流 | 備註 |
|---|---|---|
| 雷達 3V3 | 追蹤 ≤135mA/存在 ≤60mA/備援 ≤45mA | 獨立 LC 濾波 |
| 系統 3V3 | 活動 ≤10mA/閒置 ≤50µA | mesh 廣播週期 1 秒 |
| 夜燈 5V | 全亮 ≤200mA | 電池模式限亮度 50% |
| 繼電器 | 100mA × 10ms(僅切換瞬間) | 靜態零功耗 |
| 整機 | 市電常態 ≤2W/備援平均 ≤0.35W | 備援 0.35W 分配:雷達 ≤250mW、MCU 與 mesh ≤40mW、轉換損耗 ≤60mW |
| 項目 | 規格 | 選用理由 |
|---|---|---|
| 保險絲 | 慢熔型 T2A/250V | 返馳變壓器與大電容的開機湧入電流不誤斷,真故障確實斷——快熔會在每次上電賭運氣 |
| 突波吸收 | 275VAC 額定 | 覆蓋全球輸入 100–240V——台灣、歐盟、日本共用同一片板,出海不改硬體 |
| 跨線電容 | 安規 X2 級 0.1µF/310VAC | 跨線位置必須用 X2;故障時會自熄並開路,以降低起火風險。安規等級由使用位置決定 |
| 共模電感 | 10mH | EMI 雙向紀律:對外通過傳導發射規範,對內保護雷達中頻不被返馳雜訊污染 |
| 高壓電解電容 | 400V/10µF 105°C 品 | 燈座熱環境下的壽命瓶頸料:105°C 品在 60°C 環境的推算壽命是 85°C 品的數倍——產品十年壽命帳算在這顆料上,省它等於省掉產品壽命 |
| 時脈 | 雷達 40MHz ±20ppm 級(台系石英) | 雷達時脈容差直接進入測距誤差 |
| 熱敏電阻 ×2 | 電池艙、LED 驅動區各一 | 兩顆位置即兩條保護邏輯:電池艙管停充(安全),LED 區管降額(壽命)——感測器擺位就是保護策略 |
| 電池 | 1S 磷酸鐵鋰 18650 約 1800mAh(台/日/韓系電芯) | 熱失控溫度遠高於三元鋰、2000 次以上循環、3.2V 平台與 3V3 軌壓差小——安全、壽命、效率由同一顆料解決 |
| E27 頭座 | 台製耐熱酚醛/陶瓷件 | 直接承受燈泡熱傳導的第一線,耐溫等級高於一般塑料 |
無差異被動料(電阻、一般積層陶瓷電容)規劃採用台系供應商,評估項目包括成本、供應穩定性與供應鏈合規;最終料號以詢價與驗證結果為準。
可測試性從設計階段納入:全部電源軌與匯流排引出測試點(治具探針)、燒錄座、EOL 自檢韌體(電源軌電壓、感測器應答、繼電器動作、夜燈與紅外線電流、雷達自檢),結果經序列埠回報治具。
此序列先定義架構、介面、風險與驗收方法,使工程驗證階段能聚焦於量測、修正與設計收斂。
| # | 風險/未知 | 驗證方法 | 時點 |
|---|---|---|---|
| 1 | 封裝天線傾角環形佈局的實際覆蓋場型與盲錐大小 | 消音室場型掃描+實房間點雲覆蓋圖 | EVT 首月 |
| 2 | 返馳切換雜訊耦合至雷達中頻 | EMI 預掃+雷達訊雜比 A/B 測試(線性穩壓對照) | EVT |
| 3 | 燈泡熱對電池艙的實際溫升曲線 | 60W 白熾(最惡劣)/LED 燈泡各 8 小時熱像記錄 | EVT 首月 |
| 4 | 磁保持繼電器切換瞬間對 MCU 的電磁干擾 | 突波注入測試+復位監控 | EVT |
| 5 | 引路節點感測器選型比較(被動紅外線 vs 單通道雷達)之誤觸發率 | 同屋並置 14 日資料 | EVT |
| 6 | 磷酸鐵鋰於 50–60°C 環境的實際循環壽命 | 加速老化(廠商數據先行,自測抽驗) | DVT |
| 7 | 淋浴後天線窗水膜對偵測率的實際影響 | 蒸氣室三態實測+疏水鍍膜 A/B+廢熱防結露之窗面溫度對露點裕度實測 | EVT |
本清單將隨工程驗證進度更新為實測報告。標注為目標值的工程數字,於完成實測後改列實際結果。
市場
預防型產品的使用者與付款人可能不同。本案因此分別評估政府、機構、保險與家庭通路,並以既有照護預算作為主要進場路徑。
| 付款人 | 模式 | 評估依據 |
|---|---|---|
| 政府(主力) | 各縣市獨居長者緊急救援委辦服務升級 | 沿用既有採購與委辦流程,將按鈕式通報擴充為被動感測、通報與維運服務 |
| 機構與保險 | 居服單位夜間多戶監測平台授權、長照險外溢保單 | 以 AI 先行分級事件;每名值機人員服務 300 戶為待試點驗證的營運目標 |
| 家庭 | 經保全、電信業者帳單搭售(第二階段) | 透過既有服務通路降低獲客、帳務與到府服務成本,採用率仍須另行驗證 |
以既有委辦與採購機制進場,將設備、通報與維運整合為可驗收的服務。
主張聚焦於既有服務的能力升級:加入非接觸式感知。
合作夥伴沿用既有服務網絡,降低陌生硬體直接進入公部門的阻力。
將「照顧得更好」轉成招標文件可定義、執行後可查核的成果。
本案規劃以硬體帶動部署,主要毛利由持續服務貢獻。依目前的成本、月費與流失率假設,損益平衡約需 8,000–10,000 在訂戶;這是模型結果,仍須以試產成本與實際合約條件更新。
研究機構的市場預測會因口徑與假設不同而產生差異。本案將數字分為四級,並在關鍵宣稱旁標示來源或模型性質:
| 級別 | 性質 | 本案的例子 | 論據強度 |
|---|---|---|---|
| T1 | 官方統計 | 內政部高齡一人戶 118.2 萬、日本高齡單身世帶 855.3 萬戶、Eurostat 2015 年獨居率 32.1% | 可回查原始統計 |
| T2 | 市場價格錨點 | 新竹縣政府委辦費率、歐洲 telecare 市場資料推算 ARPU | 作為定價比較,口徑須個別說明 |
| T3 | 研究報告 | 全球 PERS 市場 2025 年 US$6.2–7.8B(FMI;KSI) | 佐證量級 |
| T4 | 自有假設 | 滲透率、流失率、第五年戶數 | 明標為假設,並附敏感度分析 |
三項可信度要件貫穿全案:關鍵數字標明來源層級、模型假設與外部事實分開呈現,並附上敏感度分析。目前的損益平衡點為 8,000–10,000 在訂戶,屬於依成本、月費與流失率推算的結果,後續以試產報價與實際合約更新。
估算結果取決於定價、滲透率、流失率與成本假設,
並以敏感度分析呈現變動範圍。
刻意未計入的上檔空間:日間獨處家庭(子女同住但白天上班)、住宿機構床位、睡眠健康訂閱層、第二階段醫材篩檢模組、災防採購——市場規模口徑僅取「獨居」,是保守設計。
| 市場 | 獨居長者 | 來源 |
|---|---|---|
| 台灣 | 118.2 萬人 | 2025 年 6 月底高齡一人戶(內政部) |
| 日本 | 855.3 萬戶 | 2023 年高齡單身世帶(厚生勞動省國民生活基礎調查) |
| 歐盟+英國 | 約 3,000 萬人 | 依 2015 年 65 歲以上人口獨居率 32.1% 換算之本案估計(Eurostat) |
三區合計約 4,000 萬目標戶,以混合 ARPU US$250–350/戶/年推算,TAM 約 US$100–140 億/年——與由上而下的品類量級交叉吻合。SAM(五年內通路可及)約 US$5.5 億/年;SOM(第五年)約 5–6 萬在訂戶、年收 NT$4–6 億。
定價假設的錨點:依 Berg Insight 2025 年歐洲 telecare 數據,€3.9B ÷ 970 萬用戶的隱含 ARPU 約為每戶每年 400 歐元;本模型採 US$250–350。TAM 僅取獨居人口,未計入日間獨處家庭、機構床位、睡眠健康訂閱層與災防採購。
| 通路 | Y5 目標 | 年收 | 毛利率 |
|---|---|---|---|
| 政府標案(主力) | 1.5–2 萬戶 | NT$1.6–2.2 億 | 約 60% |
| 機構/居服平台 | 居服 3–5%+機構 5% | NT$0.6–1.2 億 | 約 75% |
| 保險外溢 | 0.5–1% | NT$0.25–0.5 億 | 約 65% |
| 家庭(通路搭售) | 保全戶 2–4% | NT$0.4–0.8 億 | 約 55% |
| 硬體銷售 | 年新增 1.5–2 萬戶 | NT$0.7–0.9 億 | 30–40% |
客戶終身價值(毛利口徑):B2G 三年約約 NT$19,400/戶;B2C 通路搭售 30 個月約 NT$5,800/戶;零售買斷僅約 NT$1,600/戶——相差十二倍。
| 年度 | 在訂戶 | 營收 | 毛利率 | 損益 |
|---|---|---|---|---|
| 2027 | 1,500 | 約 1,600 萬 | 約 40% | 虧損(認證、模具、團隊) |
| 2028 | 8,000 | 約 1.2 億 | 約 50% | 接近損平 |
| 2029 | 25,000 | 約 3.5 億 | 約 55% | 轉盈,淨利率約 10% |
| 2030 | 45,000 | 約 6 億 | 約 58% | 淨利率約 15% |
| 2031 | 60,000+ | 約 8–10 億 | 約 60% | 淨利率 15–20%,訂閱佔比 >65% |
損益平衡點:固定成本(15 人團隊與營運)約 NT$4,000–5,000 萬/年 ÷ 毛利率 55% → 年營收約 0.8–1 億 → 約 8,000–10,000 在訂戶,落在 2028 至 2029 年之交。
| 變數 | 波動 | 影響與對策 |
|---|---|---|
| 標案單價 | −20%(殺價競標) | 損平戶數 +25%——對策為以「總成本節省」作為投標主軸,降低單價競爭壓力 |
| B2C 月流失率 | 2% → 4% | 終身價值砍半——對策為僅走通路搭售,主體以 B2G/B2B 合約鎖定 |
| BOM | +25%(料價/匯率) | 硬體毛利 40% → 25%——硬體本非利潤中心,由服務毛利吸收 |
模型假設 Y5 台灣通路貢獻 4–5.5 億,其餘來自海外;若海外進度延後,Y5 營收情境為 5–6 億。以上均為模型輸入與推算結果,須隨實際訂單更新。
| 競品 | 實績與定位 | 結構性限制 |
|---|---|---|
| Nobi(比利時) | 光學感測+AI 智慧燈,具跌倒通報與夜間照明;2025 年完成 €35M Series B,2024 年已部署 219 家機構/6,202 個居住單元、銷售至 22 國(Nobi 募資公告;部署資料) | 需更換原有整組燈具並使用穩定 Wi-Fi;主要產品與導入流程以照護機構為核心。浴室已有 Nobita 專用款,因此本案不再以「浴室無法使用」作為比較論點(Nobi 產品與安裝說明) |
| Vayyar(以色列) | 4D 毫米波感測與跌倒偵測方案,已有照護場域產品(Vayyar Care) | 採獨立感測器與場域導入模式;本案的差異在 E27 自助安裝、照明介入與整戶分級節點 |
| 中興保全(台灣) | 以緊急通報主機、智慧感應器、護理與社工服務提供全天候照護(中興保全高齡照護說明) | 既有值機與服務網絡完整;其通路與本案感測層的互補性高,初期較適合合作導入 |
| 傳統緊急救援業者 | 各縣市既有委辦服務多結合緊急按鈕與值機流程 | 本案規劃以被動感測補足主動按鈕的限制;值機人機比 1:300 為待場域驗證的營運目標 |
公開資料顯示,照護燈具、毫米波感測與全天候服務均已有市場案例。
本案的差異化集中在低改裝成本、無影像感測與照明介入的組合。
| 方案 | 每戶前期費用 | 形態限制 |
|---|---|---|
| Nobi(比利時,AI 智慧燈) | 官網採專案洽詢,未公開統一單價 | 更換整組燈具;需穩定 Wi-Fi |
| 進口毫米波方案(機構型) | 多採專案報價 | 獨立感測器安裝,導入與驗收依場域規劃 |
| 中興保全智慧照護 | 依服務內容洽詢 | 結合主機、感應器與全天候服務 |
| 傳統緊急救援(政府委辦) | 案例為 NT$1,050–1,500/戶/月 | 新竹縣 2025 年委辦方案之公開費率(新竹縣政府) |
| 守護燈座 | NT$3,500–5,500(可綁約歸零) 月費 NT$499/委辦 NT$900 | 十秒自裝,整戶成本低於進口方案的單一感測點 |
外部方案未公開統一價者不填推測數字;政府委辦費率連至原始方案文件。守護燈座價格為本案目標值,仍須由試產報價與標案服務範圍確認。
本案尚無實際部署戶數,資金、24 小時值機與派勤網絡、長期跌倒事件資料也少於既有業者。初期規劃與具履約經驗的在地服務商合作,由本案提供感測與 AI 分級能力,合作方負責值機及派勤。
Sengled 於 CES 2022 發表雷達健康監測燈泡原型,當時預告於 2022 年第 4 季上市;公開資料足以證明「雷達放入燈泡」曾被提出,但不足以直接推論其後續商業結果或失敗原因。本案因此只把它列為技術先例,不把未經證實的原因當成競爭結論。
同一顆雷達在物理上還能感知睡眠呼吸節律與心率。醫療器材法規依宣稱用途管理,因此採梯次宣稱策略:
| 可說(健康福祉) | 不可說(觸發醫材認定) |
|---|---|
| 睡眠品質報告、夜間呼吸節律紀錄 | 偵測/篩檢睡眠呼吸中止症 |
| 心率參考值 | 心律不整/心房顫動偵測或警示 |
| 作息與活動趨勢、跌倒風險「參考指標」 | 診斷、治療、預防「疾病」之任何句式 |
| 「趨勢異常時建議與醫師討論」+分享報告功能 | 「本裝置判定您有某某症」 |
路線:V1 全部健康福祉措辭,快速迭代 → V1.5「與醫師分享」橋接(數據供醫師參考,判斷歸醫師)→ V2 睡眠呼吸中止居家篩檢作為獨立醫材模組,走查驗登記與睡眠多項生理檢查對照,並與主產品的快速迭代體系隔離。
所有對外文案依此表審查;尚未完成醫材查驗與臨床驗證的功能,不使用診斷、篩檢或治療宣稱。
| 政策目標 | 本案的對應 |
|---|---|
| AI 走入實際場域 | 本案將 AI 推論部署在燈座端:深夜判斷跌倒或蹲下、點亮動線、停電時持續運作。AI 因此能直接進入獨居長輩的日常環境,並以低干擾方式持續守護 |
| AI 產業化與科研落地 | 完整鏈路:本土研發(演算法與系統設計)→ 本土製造(台灣 SMT 與組裝)→ 場域驗證(長照 3.0)→ 國際輸出。非停留於論文或展示品 |
| 大企業與新創鏈結 | 上市製造企業出題、新創解題、育成合作落地,形成可執行的製造與通路互補關係 |
| 科技解方自主 | 台灣現行照護科技高度倚賴進口方案;本案為自主開發、自主製造之替代路徑,且成本結構容許普及至公部門服務 |
| 出口與外匯 | 目標市場為歐盟、英國與日本;製造留在台灣,出口價值與就業留在國內 |
| 超高齡社會的服務韌性 | 以被動感測補充夜間人力無法常駐的時段,實際效益須由涵蓋率、事件回應與使用者結果評估 |
台灣的高齡化、居家照護政策與硬體供應鏈,提供本案進行場域驗證的條件。
海外市場仍須分別驗證法規、通路與照護流程。
行政院於 2025 年宣布台灣已進入超高齡社會(衛福部/行政院說明);2025 年 6 月底高齡一人戶達 118.2 萬(內政部統計通報)。日本高齡單身世帶規模大,歐洲則正值 telecare 數位轉換,兩者皆可作為後續海外驗證市場。
不同採購與合作角色關注的指標不同。本案分別從服務涵蓋、行政管理、既有通路與照護人力等面向整理可驗證的合作價值。
| 決策角色 | 現行需求 | 本案對應 |
|---|---|---|
| 承辦人/科長 | 委辦考核、陳情處理、核銷與議會資料準備 | 產出服務報表與事件統計,支援遠端驗收;是否能降低行政工時須以試辦紀錄驗證 |
| 局長/首長 | 需要可量化、可持續追蹤的施政成果 | 提供涵蓋戶數、回應時間、設備妥善率與使用者結果等指標,作為施政報告與擴大試辦依據 |
| 主計/預算 | 需確認預算科目、服務單價與履約成果 | 優先評估沿用既有緊急救援委辦預算,並將設備、通報與維運拆列為可驗收項目 |
可納入投標文件的目標包括:同預算下提高涵蓋戶數(本案部署成本目標 <NT$200,傳統方案估算為 800–1,500 元/戶)、3,000 戶部署期由 3–4 個月縮短至約 3 週,以及把事件回應時間寫入服務水準協議。上述成本與時程均須以試點及實際履約條件驗證。本案亦可配合地方政府準備長照 3.0 智慧照顧相關計畫資料。
| 面向 | 既有資源 | 合作方向 |
|---|---|---|
| 營收 | 既有家庭客戶、帳務與到府服務關係 | 測試高齡照護加值服務的加購率、服務成本與續約率 |
| 能力 | 24 小時值機中心與派勤網絡 | 本案提供雷達感測與事件分級,合作方提供值機、派勤與客戶服務 |
| 服務組合 | 既有居家安全與緊急通報服務 | 增加無影像跌倒偵測、夜間照明與活動趨勢功能 |
| 導入風險 | 既有系統、流程與服務水準協議 | 先以小規模試點確認介面整合、事件量與人力負載,再決定擴大方式 |
| 決策角色 | 現行需求 | 本案對應 |
|---|---|---|
| 居服督導/主任 | 夜間無固定到宅人力,服務核銷與異常事件紀錄需要人工整理 | 提供夜間事件通報、到訪紀錄與異常事件摘要;是否節省工時須以實際流程驗證 |
| 機構負責人 | 住民跌倒的責任歸屬與家屬爭議;評鑑指標含跌倒率與照護品質 | 客觀事件記錄有助責任釐清;夜間巡檢品質成為可佐證的評鑑素材 |
| 業務/發展 | 需要可向家屬收費的加值服務、投標政府案的差異化能力 | 機構加值方案;投標時的技術差異化條件 |
延伸功能:日常生活活動(ADL)評估目前多由照服員依量表紀錄;本系統可在個案選擇加入後提供活動趨勢資料。居服單位與保險業者是否願意付費,以及能否改善理賠或續保指標,均須另行驗證。
台灣尚無公開的跌倒相關醫療支出彙整;以下採日本與美國的公開資料說明成本項目與量級,不直接換算為台灣現行支出。
| 項目 | 數字 |
|---|---|
| 大腿骨近位部骨折年發生數 | 148,100 人(2007 年推估) |
| 每人直接醫療費/全國醫療費 | 132 萬日圓/1,954.5 億日圓 |
| 骨折導致失能後的五年照護費 | 2,201 億日圓 |
| 醫療與照護合計 | 4,155.1 億日圓 |
在這組日本估算中,
骨折後五年的照護費高於急性醫療費,
顯示成本評估須納入後續失能與長期照護。
以上為 2007 年病例與費用基礎所建立、2016 年刊載的日本估算,用來呈現成本結構,並非現行年度價格(《看護理工學會誌》原始表格)。
跌倒後久臥會增加壓瘡、脫水、低體溫與肺炎等風險;髖部骨折於 48 小時內手術,統合分析則觀察到較低的一年死亡率(BMJ 久臥研究;手術時效統合分析)。早期 CDC 資料另指出,髖部骨折住院長者中約半數未恢復原有功能(CDC)。
依台灣的制度,這筆支出分散在三個口袋:急性醫療與併發症住院由健保負擔;失能後的長期照顧由長照基金與家庭負擔;照顧者離職的產能損失由整體經濟承擔。本產品的成本效益論證因此以國家整體財政為單位,完整計入三個口袋的支出。
口徑說明:日本數字為歷史成本模型,美國數字為官方統計與研究模型,均用於呈現支出量級與結構,不能直接視為台灣現行成本。台灣可回查的髖關節置換申報資料另見中央健康保險署統計;本案不以海外數字替代台灣官方資料。
照護預算之外,本產品的斷電韌性特性使其落入另一組公部門預算的射程——而且是近年持續擴編的那一組。
| 預算來源 | 他們要解的問題 | 本案的對應 |
|---|---|---|
| 災防與韌性相關預算 | 全社會防衛韌性架構下之「社福醫療與避難設施整備」——災時脆弱人口的掌握與照護持續性 | 斷電斷網仍可本地運作並經行動網路通報;災後可提供獨居戶活動狀態的彙整 |
| 民政與里鄰系統 | 災後逐戶訪視需要人力與時間 | 在完成法規與資料治理設計後,可將近期活動狀態作為訪視排序的輔助資訊 |
| 消防與防災宣導 | 停電時需要可立即使用的照明 | 裝置可在市電中斷時提供低照度照明;續航與照度須依實測結果標示 |
對投標的實務意義:同一套硬體可對應兩條以上的預算線——當社會局的年度預算已排定,災防或韌性相關計畫可能是另一個進場點;反之亦然。這降低了單一預算來源的依賴風險。
此通路列為額外機會:本案的營收模型完全建立在照護預算之上,災防預算為額外上檔,未計入市場規模推估。
| 傳統方案(專人到府) | 守護燈座 | |
|---|---|---|
| 每戶部署全成本 | 約 NT$800–1,500 | <NT$200 |
| 3,000 戶標案部署時程 | 2 名技師 × 3–4 個月 | 物流節奏,約 3 週 |
| 擴張限制 | 部署速度受安裝團隊人數影響 | 以物流出貨搭配自助或既有服務人員安裝,降低專職安裝人力需求 |
| 到府安排 | 需要另約技師進入住宅 | 可由家屬安裝,或由居服員在既有到訪時協助 |
節省額約等於一戶一個月的月費——部署當月即回收。三種部署模式:自助(兒女)、親屬、居服員順裝,標準安裝 ≤15 分鐘/戶(含視野自檢與知情告知)。
居服員順裝同時建立「安裝/服務核銷/異常處理」三合一觸點,是機構通路黏著度的來源。
送件前尚待補實之數字:政府決標案之實際單價(政府電子採購網決標公告)、各通路母體之官方統計數。文件中該等處目前標示為概數。
邊緣架構使流量僅 <1MB/日/戶,物聯網資費量大約 NT$30–80/月,占政府委辦月費的 3–9%,且已含於服務變動成本(<NT$150/月)之內。三點對照:
有寬頻的家庭版走 Wi-Fi 版本、不貼 4G 模組(BOM 減 US$10–14)——通訊規格依客群配置,避免全線承擔 4G 成本。
法規・智財・永續
本產品同時是燈具、無線電設備、含鋰電池的聯網裝置,並服務於受個資法規範的脆弱族群,相關要求從選型階段就會影響設計。以歐盟《電池與廢電池法規》為例:使用者可更換電池的要求,使電池艙必須可開啟,也讓電源隔離與觸電防護成為重要的設計前提。
每一階段都有明確產出,讓產品從概念、送測、場域驗證一路走到可交付。
完成專利申請規劃與自由實施檢索;把隔離電源、可換電池及資安要求納入架構。
進行射頻、電磁相容、電氣安全與電池測試,提早處理 NCC、BSMI 與 RoHS 需求。
驗證斷網斷電、通報鏈、誤報漏報與服務水準,留下測試報告及處置紀錄。
將安裝、教育、報表、維修、電池更換及資料退出機制寫入交付方案。
依市場推進 CE/RED、EN 50134 對標,以及日本無線與電氣安全認證。
NCC 低功率射頻型式認證(60GHz 頻段適用之低功率射頻器材技術規範,即 LP0002 系列)、BSMI(電氣安全與電磁相容,含鋰電池相關檢驗)、RoHS——排程於設計驗證期。
| 類別 | 要求 | 本案設計對應 |
|---|---|---|
| CE 無線 | 射頻 ETSI EN 305 550 系列;電磁相容 EN 301 489 與 EN 55032;產品安全 EN 62368-1;燈具類 EN 61184 | 標準認證路徑,設計驗證後送測 |
| RED 資安授權規章 | 部分聯網無線設備的資安要求自 2025 年 8 月 1 日起適用 | 資安架構納入安全開機、簽章更新與無預設密碼等要求 |
| 網路韌性法(CRA) | 通報義務自 2026 年 9 月 11 日起適用,多數條文自 2027 年 12 月 11 日起適用 | OTA 基礎建設、SBOM 產出與漏洞處理流程納入開發計畫 |
| 歐盟電池法規 | 第 11 條自 2027 年 2 月 18 日起適用,要求產品設計須讓使用者能拆卸與更換可攜式電池;另規劃電池安全 EN 62133-2、運輸 UN 38.3 測試 | 電池艙採免工具更換設計,並納入低電量遠端預警;實際符合性於設計驗證期確認 |
| 網路待機能效 | 歐盟生態設計規範對關機、待機與網路待機功耗設有限值及分階段要求 | 設計目標常態 ≤1W,實際適用上限依最終產品分類確認 |
| 資料法(Data Act) | 聯網產品產生資料的取得、分享與可攜相關義務 | 事件資料匯出與退出機制列入產品需求 |
| 人工智慧法(AI Act) | 依系統用途、功能與風險進行分類,並履行相應義務 | 目前不含生物辨識與醫療宣稱;正式分類將依量產功能、行銷宣稱與法律意見確認 |
| 產品責任、電子廢棄物、化學品、包裝 | 歐盟責任人、回收登記與財務責任 | 由進口商/通路夥伴協議處理;外殼採單一材質利回收 |
| 產業驗收標準 | EN 50134 社會警報系統系列標準為歐洲公部門 telecare 標案常引用之性能與可靠度規範;英國另有 TEC Quality 認證框架 | 通報鏈服務水準、備援與自檢設計即對標此系列 |
進場時機:英國政府的Telecare National Action Plan指出,類比電話轉換目標延至 2027 年 1 月底,約 200 萬名 telecare 使用者需要在轉換期間受到妥善保護。這項既有設備更新需求,形成新方案進入市場的窗口。
無線與電氣安全認證,隨在地通路確定後啟動。
本案的差異化集中在系統形態層;雷達晶片與訊號處理層已有大量大廠專利布局。因此申請標的集中於形態與方法:
自由實施(FTO)檢索委由事務所於量產前完成。商標於產品定名後即申請。
專利時程的關鍵約束:台灣與日本有特定公開優惠期;《歐洲專利公約》第 55 條只列出少數不影響新穎性的例外,並沒有一般性的公開寬限期。因此,本案在公開展示前應先取得申請日,降低自身揭露成為先前技術的風險。
本產品不產生碳權——碳權須由經認證機制核發,消費性照護產品不屬適格類型。本案的環境社會治理價值在於碳足跡管理、循環設計與社會影響力,屬於採購門檻與差異化條件,沒有列入收入模型。以下四筆可以實際估算。
每戶四台裝置(一主、兩引路、一閘道)常態合計約 7W,年耗電約 61 度;以環境部公布的2024 年電力排碳係數 0.474 kgCO₂e/度估算,約為 29 公斤二氧化碳當量/戶/年。7W 是本案現階段的工程假設,量產數值仍須實測。
若使用者原本會讓兩盞 10W LED 每晚亮 8 小時,一年約使用 58 度電、排放約 28 公斤二氧化碳當量。在夜間引導照明能取代整夜留燈的前提下,兩者的使用階段排放接近;實際差異仍取決於原有照明習慣與設備功耗。
以 3,000 戶、每戶一次到府、平均往返 20 公里作情境估算,部署里程約為 60,000 車輛公里。若暫以環境部公布的104 年新車平均排放 162.48 gCO₂/km估算,約為 9.7 公噸二氧化碳。此數值只呈現量級,正式盤查須改用實際車種、油耗與路線資料。
本產品採自助、親屬或居服員順裝,加上遠端驗收與故障碼遠端預診斷——部署與維運的交通碳排降至集運物流的分攤水準。這是少數在照護科技裡能被明確計算的減碳項目。
持續上傳影像或原始感測資料的方案,碳排同時來自裝置端、資料傳輸與資料中心的持續運算。本案原始資料止於家門、每戶每日上行不足 1MB——資料中心側的持續推論負載趨近於零。隱私架構、頻寬成本與碳排,在這個設計上是同一件事的三個面向。
| 設計 | 環境效益 |
|---|---|
| 十年設計壽命(105°C 電解電容、工業級處理器十年供貨、耐溫電池化學) | 對照消費性電子的三年汰換週期,單位服務年限的內含碳大幅下降 |
| 電池免工具可更換 | 避免電池老化時連同整機報廢,並對應歐盟電池法規第 11 條自 2027 年 2 月 18 日起適用的要求 |
| 模組化可維修、單一材質塑料、非天線窗部位採 30–50% 消費後再生料 | 維修權與回收設計;再生料含量為歐洲客戶供應鏈的實質要求 |
| 主節點與引路節點共用外殼 | 模具數量減半,模具本身的內含碳與資源投入同步下降 |
世界衛生組織指出,醫療體系約占全球碳排放的 4.4%;一篇系統性回顧亦將全球醫療碳足跡估在 4%–5%。至於避免髖部骨折或延後機構化究竟能減少多少排放,本案目前沒有足夠資料量化,因此不納入碳宣稱,只列為後續生命週期評估題目。
| 面向 | 內容 | 商業效果 |
|---|---|---|
| 產品碳足跡 | 依 ISO 14067 盤查,於設計驗證期啟動;申請環境部碳足跡標籤 | 政府標案差異化;回應歐洲企業客戶之供應鏈碳數據要求 |
| 社會影響 | 延後機構化、減少照顧者離職、提升獨居長者安全感之社會投資報酬論述 | 公部門社會採購之非價格標優勢 |
| 治理 | 供應鏈遵循責任商業聯盟行為準則;非中國供應鏈與資安設計即治理承諾 | 與企業夥伴供應商體系相容 |
估算依據:環境部 2024 年電力排碳係數、環境部 104 年新車平均排放資料。上述結果用於呈現量級與相對關係,尚未經第三方查證;實際數值以正式產品碳足跡盤查為準。
| 項目 | 承諾 |
|---|---|
| 通報服務水準 | 高信心跌倒事件 → 家屬 App 與值機中心 ≤30 秒;值機回撥確認 ≤3 分鐘;無回應則進入緊急聯絡人/119 轉介流程 |
| 值機人力模型 | 初步營運目標為每名值機人員服務 300 戶,假設 L1 能先行過濾低風險事件;此比例須以試點期間的事件量、平均處理時間與尖峰負載驗證 |
| 安裝 | ≤15 分鐘/戶,可培訓居服員執行;含視野自檢與知情告知流程 |
| 維運 | 年度巡檢;電池預估 3 年更換(低電量遠端預警);燈泡故障自動通知家屬 |
| 售後 | 7 日新品換新;到府收送檢測;故障碼遠端預診斷以降低無效退貨 |
| 退場 | 退訂即遠端抹除、裝置回收,並提供資料刪除證明 |
| 責任邊界 | 服務條款明定「僅作照護輔助」;量產前投保產品責任險 |
政府標案初期採與具履約實績之值機或保全業者聯合投標/分包值機——我方提供感測與 AI 分級層,合作方提供 24 小時值機與派勤網絡。
時程
六條泳道、24 個月、六個決策關卡。每個關卡都定義了通過條件——以及不通過時往哪裡走。
| 關卡 | 時點 | 通過條件 | 應變路徑 |
|---|---|---|---|
| G2 現場驗證 | 2026 Q3 | 五項 demo 任務現場通過(內部門檻 10 次過 9 次) | demo 資產轉為政府研發補助與通路展示素材 |
| G3 工程驗證 | 2026 Q4 | 天線方案擇定、廢熱防結露驗證、試點實測誤報率 ≤1 次/戶/週、燈泡相容矩陣完成 | 指標未達則延後設計驗證一季,優先解決技術風險清單 |
| G4 認證與設計驗證 | 2027 Q2 | NCC/BSMI 取得、DVT 全項通過、試產 BOM 報價鎖定 | 認證卡關則改投「認證中」資格之標案場次 |
| G5 量產與首標案 | 2027 H2 | 試產 500 台直通率 ≥97%、首個縣市標案投標、月費服務上線 | 標案未得則機構 B2B 與保全通路先行,下一週期再投 |
| G6 出海驗證 | 2028 H1 | CE 路徑過半、日本或歐盟通路合作簽署 | 依資金狀況調整節奏,台灣市場先深耕 |
主要依賴關係:公開前須先評估專利申請;天線選型完成後才能凍結設計,設計凍結後才能進行認證送測,取得所需認證後才能符合相應投標資格。試點的誤報與漏報數據則用於後續通路及保險合作評估。
| 週次 | 里程碑 |
|---|---|
| W1–2 | 雷達開發套件跑通原廠跌倒偵測參考實作;訊息匯流排到夜燈與推播的閉環接通 |
| W3–4 | 資料採集管線+自採資料集(腳本化 200 事件以上);L0 規則全數實作 |
| W5–6 | 特徵管線與自訓分類器取代原廠判準;坐下/蹲下/跌倒對比演示調優 |
| W7–8 | 全流程整合測試(門檻 10 次過 9 次)+干擾情境自測+硬體冗餘驗證 |
此路徑沿用原廠工具鏈:雷達廠商已提供可運行的跌倒偵測參考實作,本案將在既有基礎上以自採資料調整分類器與誤報抑制方法。
團隊
本案發起人為健康主題文字記者(見「緣起」)——長年撰寫醫療與健康文章所累積的文獻閱讀、資料查證與醫學數據判讀能力,是本提案問題定義與證據鏈的來源;照護實務面則由具臨床或居家服務背景之顧問補強,並以家庭訪談驗證需求假設。
在工程與商業面,本團隊使用大型語言模型輔助市場資料整理、產品定義、元件比較、演算法架構與量產文件準備。網站及工程文件呈現目前的分析結果,仍須由實測、供應商報價與專業審查確認。
AI 提供資料整理與方案比較,關鍵決策由團隊負責。產品形態、隱私要求、醫材宣稱界線與通路取捨均保留決策紀錄,並設置相應的驗證方法。
台灣具備完整的硬體製造供應鏈;本案需要補足的能力包括場域驗證、軟體維運、品牌與通路。合作規劃以製造、感測演算法與照護服務分工為基礎。
適用邊界:照護實務知識與使用者需求須由具經驗的人員及場域研究驗證。本團隊規劃設置照護實務顧問,並以家庭訪談檢查需求假設。
完整技術與商業文件共十三份,隨提案以輔佐資料形式提交。本頁為其摘要與導覽。
| 文件 | 回答的問題 |
|---|---|
| 硬體規格書 | 這台機器的規格是什麼——系統組成、分級拓撲、電氣與機構規格、環境防護、認證規劃、三個量級的成本推演 |
| 電路設計與元件選型 | 用什麼料、為什麼——逐元件主選與備選型號、產地、單價與選用理由;電源樹、佈局分區、材料分級、技術風險清單 |
| 工程實作規格 | 怎麼接起來——逐方塊參考設計對照、電源預算、雷達組態、韌體任務表、狀態機、介面控制文件、首板驗收序 |
| 軟體與演算法設計 | 跑什麼邏輯——訊號處理管線、三層 AI 演算法、自我就緒、通報狀態機、誤報回饋閉環、模型生命週期 |
| 量產就緒文件包 | 怎麼驗收與量產——驗收指標與量測方法、失效模式分析、資安與行為隱私、認證路徑、模具策略、場域試驗、服務水準、永續 |
| 市場規模與獲利模型 | 這門生意成不成立——證據分級、市場雙路驗證、通路別模型、五年損益、損平點與敏感度、夥伴誘因 |
| 競品分析 | 市場差異在哪裡——競品地圖、主要業者分析、定價對照與本案限制 |
| 開發時程總表 | 什麼時候做什麼——六泳道 24 個月、決策關卡與應變路徑、依賴鏈 |
| 其他 | 提案主文、圖檔十張、採購與成本評估、產品化缺口清單、複審演示規劃 |
四份工程文件的分工可以一句話記住:選型文件說用什麼料、實作規格說怎麼接、演算法文件說跑什麼邏輯、量產文件說怎麼驗收。
本案以大型語言模型輔助市場資料查核、元件比較、電路與功耗方案整理、演算法管線設計、法規盤點,以及文件的一致性檢查。輸出內容須再由原始資料、工程實測與專業人員確認。
主要產品取捨與理由如下:
文件呈現設計依據與驗證方法;產品是否可行,仍由原型運作、場域測試、認證結果與履約能力判定。
AI 用於輔助資料與設計工作;
產品成效以原型實測、場域驗證與法規審查為準。
適用邊界:照護實務與使用者需求不能由 AI 輸出取代。本案規劃由照護實務顧問與家庭訪談驗證需求假設;AI 開發方法只屬於工作流程的一部分。