臺灣成功大學研發出氣體傳感器擁有不輸人類的觸覺與視覺功能

2020-12-15 電子發燒友

臺灣成功大學研發出氣體傳感器擁有不輸人類的觸覺與視覺功能

發表於 2019-01-14 09:04:06

麥姆斯諮詢：該氣體傳感器能在單一元件上同時檢測揮發性有機化合物（VOCs）、甲醛、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）與二氧化碳（CO2）等五種對人體健康危害最大的空氣汙染物，並結合物聯網（IoT）、雲端大數據分析、移動App等技術。

據麥姆斯諮詢報導，在機器擁有不輸人類的觸覺與視覺功能之後，能準確檢測氣體/氣味、又能與可攜式或可穿戴設備集成的「電子鼻」，已成為全球傳感器技術領域的最新熱門研發目標；而臺灣成功大學研發團隊，在臺灣科技部的經費補助下開發出IC型態的組合式氣體傳感器，號稱具備同時量測空氣中五種汙染物質，以及高靈敏度、高反應速度以及低成本等多項具市場潛力的優勢。

該氣體傳感器是由臺灣成功大學教授李俊璋、王振興與張守進三位教授所率領，橫跨環境生物、電機與微電子等科系之團隊，經過四年努力產出的研髮結晶，能在單一元件上同時檢測揮發性有機化合物（VOCs）、甲醛、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）與二氧化碳（CO2）等五種對人體健康危害最大的空氣汙染物，並結合物聯網（IoT）、雲端大數據分析、移動App等技術，實現能提供即時預警的可攜式/可穿戴空氣品質監測設備。

除了一般消費類應用的空氣品質監測設備，臺灣成功大學團隊也與成功大學醫院醫師/醫學院教授王志堯合作，以自主研發的氣體傳感器為基礎，開發出氣喘病患專用可穿戴檢測器。臺灣成功大學電機系教授張守進表示，根據世界衛生組織（WHO）的統計，全球罹患氣喘（哮喘）的人數高達3.2億，臺灣也有不少民眾受氣喘困擾、甚至因此致命；藉由類似駕駛人酒精濃度測試的非侵入式（吹氣式）呼吸檢測設備了解患者肺部健康狀況，再結合空氣品質監測數據參考，能即時提供用藥警訊預防氣喘嚴重發作，而可攜式設備能支持居家照護、自我檢測，也大幅提升病患生活品質。

張守進指出，此氣喘檢測設備結合用以檢測患者呼吸中一氧化氮（NO）濃度（為氣喘發作安全性指標，可檢測20ppb±5%之NO濃度）的薄膜式氣體傳感器，還有壓力傳感器（可檢測320L/min±5%吹氣壓力）、MEMS加熱器（讓薄膜溫度升高以激發氣體與薄膜表面產生化學變化），以及瑞昱（Realtek）的Ameba物聯網通訊模組，能以Wi-Fi或藍牙將傳感數據傳送到手機或雲端，提供醫師與患者長期追蹤。臺灣成功大學研發團隊表示，此氣喘檢測設備已經通過成大醫院IRB的人體試驗程序，期望能與產業界有進一步的合作推向市場。

臺灣成功大學開發的氣體傳感器除了能實現醫療保健用途的氣喘檢測設備，也能實現公共場所或一般消費者居家常備，也可隨身攜帶的空氣品質檢測設備。臺灣成功大學電機系教授王振興的團隊負責為氣體傳感器開發專屬移動應用，以及進行傳感器系統與物聯網平臺整合，並建置雲端空氣品質資料庫，以因應落實環保署「室內空氣品質管理法」及後續開發空氣品質大數據分析應用服務的需求；他表示：「空氣品質傳感器也能與像是Amazon Echo等家用語音助理結合，或是提供Line信息推送服務，讓消費者享受智慧化的健康生活。」

臺灣成功大學團隊除了與光寶科技（Liteon）合作進行傳感器IC封裝與測試，並與物聯網模組供應商瑞昱、研華（Advantech），以及成宇工業、鈺祥公司、瀚平顧問公司、臺灣納米碳素等系統整合業者與材料業者合作，期望加速該氣體傳感器技術的產品化。專長生產醫用等級碳納米管等薄膜材料的臺灣納米碳素董事長蔡群賢表示，「電子鼻」將會是智慧型手機的下一個殺手級應用，也成為世界各國業者關注的焦點技術，臺灣本地業者若能結合資源與相關研發力量，有機會在全球市場佔據競爭優勢、贏得商機。

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