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鉅亨新視界

〈工業技術與資訊〉運動科技再造兆元產業

工業技術與資訊月刊 2023-03-05 09:10

撰文/趙心寧

科技導入運動,運動結合科技不再是訓練國手的專利,疫後新常態將運動科技帶入居家,而元宇宙概念更為運動科技注入虛實融合的樂趣。工研院今年於 CES 展會,展出多項運動科技,成為現場矚目焦點,臺灣運動器材 OEM/ODM 全球排名第三,創新運動科技可望為產業再添堅強競爭力。

今年美國消費性電子展的主要焦點是以科技協助世界解決當前挑戰,工研院以主題館形式實體、虛擬同步參展,展出涵蓋運動科技,AI 人工智慧、ICT 資通訊、機器人等 9 項創新技術,為疫後智慧生活、韌性製造提供解方。

疫情催生 運動科技迅速崛起

過去 3 年,新冠疫情重創運動產業,不但大大小小的實體賽事延期或取消,運動場館開放也受到嚴格限制。幸好,物聯網、人工智慧等技術已漸趨成熟,隨著疫情改變人們運動習慣,連帶催生科技的創新研發,有訓練需求的民眾透過虛擬實境、感測紀錄與監控裝備,不用出門、也不用與人實際接觸,以線上與虛擬方式就能運動。

此外,臺灣擁有完善的運動產業供應鏈,不僅自行車、羽球產品、健身器材均名列全球市占率前三大,加上累積深厚的資通訊、數位內容發展基礎,皆有利發展運動科技。緊扣 CES 2023 創新聚焦 Web 3.0 議題,工研院今年首度規畫運動科技領域,展示「多觸感擬真體感衣(iMetaWeaR)」、「智感心運動眼鏡(iSportWeaR)」、「非皮膚接觸式肌電感測運動臂帶」、「運動生理感測與指導數位分身」等技術。

這 4 項技術都是結合 AI、感測與元宇宙概念的運動科技,在 CES 展前記者會上,包括美聯社、權威健康科技媒體 Health Tech Insider、日本讀賣新聞、法國 XDC、瑞士 Neue Zuercher Zeitung 、巴拿馬媒體 Tecno Stevens 以及 Podcaster MacVoices 等都爭相體驗。事實上,從 2020 年到 2021 年上半年,美國人在家庭健身設備、線上運動課程訂閱服務上,花費超過 34 億美元,顯示不受空間、時間限制的運動科技正迅速崛起。

iMetaWeaR 元宇宙健身如身歷其境

可別以為在家線上健身只能做做體操、瑜珈,工研院研發的「iMetaWeaR」,即便是拳擊、西洋劍這類雙人競技的運動,也能讓玩家有「拳拳到肉」的實際感受。穿上 iMetaWeaR,當系統偵測到他方玩家揮拳,就會在此方被虛擬觸碰到的位置啟動電流刺激,工研院服務系統科技中心組長林宏墩直言:「好像真的被對手打了一拳!」

這項技術的關鍵,正是工研院開發的智慧紡織原料「柔性導電電漿材料」,能將導電紗線直接織入布料,帶來相應的觸覺回饋,還可重複水洗。光是上半身就有多達 10 處不同觸覺刺激,並以 4 組電極設計支持 24 種不同力道、速度組合的刺激模式,無論對手使出拳擊、腳踢,還是啟動防禦動作,都能帶來趨近真實的觸覺感受,有效提升在虛擬世界中運動的沈浸式體驗。

iSportWeaR 健康管理師「戴」著走

另一項運動科技產品則是「智感心運動眼鏡」,外觀看起來與滑雪場上、馬拉松賽事中的運動者所配戴的太陽眼鏡沒有顯著差異,不過,秘密藏在與側臉、耳朵接觸的鏡腳中。原來,鏡腳上的低功耗雷達傳感技術,可以偵測各種生理數據。

「有別於一般智慧手錶只能偵測心跳,我們把微型雷達整合到眼鏡之中,可以透過鏡腳偵測到呼吸與心跳,並連結到手機進行資訊的蒐集與管理。」林宏墩表示,智感心運動眼鏡的最大競爭力,就是可蒐集的生理資訊比一般智慧手錶多。

透過呼吸、心跳、體態以及運動量的監測,找到最適合自己的運動速率,如果生理狀態出現異常,也會及時提醒,避免熱衰竭等運動傷害。更重要的是,低功耗雷達技術非常省電,運動健康分析與管理可達到連續 24 小時的超長偵測時間,且可近距離感測、不受干擾。

「多觸感擬真體感衣」與「智感心運動眼鏡」這兩項技術,目前均有感測業者、內容產製業者以及運動設備廠進行合作洽談,後續可期。不過,工研院進軍運動科技產業,可不僅止於研發、技轉,而是擔負起整合者角色,替臺灣業者創造在國際發光的能量。

肌電感測運動臂帶 精準量測非接觸嘛ㄟ通

「非皮膚接觸式肌電感測運動臂帶」是一項創新技術應用,即使隔著衣物,亦可精準量測運動時驅動肌肉的肌電訊號,掌握訓練關鍵生理資訊。

為什麼一定要隔著衣服使用感測臂帶呢?傳統的穿戴式感測裝置需要緊貼肌肉以便量測,但長時間的使用很容易出現問題,如皮膚過敏、壓迫等副作用影響運動表現。隨著汗水的增加,皮膚也變得潮濕和滑動,導致感測資料失準。傳統的穿戴式裝置也是硬性的,無法順應人體曲線的彎曲限制;通過軟性混合電子和耦合式感測技術,這些問題都可以迎刃而解。

目前這項技術已與國立臺灣體育運動大學合作,應用在棒球投手投投擲上肢運動科學化訓練中。將傳統訓練轉型為智慧化數字分析,加速運動訓練科學化的發展,使訓練更精確有效。一方面幫助選手在比賽中表現成績更出色,另一方面也積累了臺灣在運動科技領域的整體實力。

居家健身夯 數位分身教練隨時在側

在工研院 CES 主題館中有個體驗空間,只擺放一座飛輪訓練台與一台電視螢幕。騎士無須穿戴任何裝置,就能偵測生理數據,還能獲得專業指導。原來,這是一場在元宇宙中的單車訓練課程。

「這套系統不需要穿戴任何裝置,即可創造出舒服又便利的運動環境。」工研院智慧感測與系統科技中心經理黃豈苙說。「運動生理感測與指導數位分身」也是此次工研院展出的運動科技亮點,講求在家裡也能宛如教練在身邊提供專業訓練。

不必穿戴裝置卻能感測生理數據,如何辦到?透過工研院開發的熱影像非接觸呼吸量測技術,讓虛擬世界中的單車教練了解即時運動狀態。教練可透過蒐集來的實體數據進行分析判斷,給予最適合使用者的運動菜單,課程結束後還可以打分數、提供專業建議。

元宇宙強化運動趣味與黏度

工研院預估,全球運動科技產值將在 2030 年達到新臺幣 13.4 兆元,未來 10 年複合成長率為 7.7%,行政院也將運動科技產業定調為 2026 年下一個兆元新產業,展望產業前景,新冠疫情固然催生了運動科技商機,但元宇宙概念卻更強化了運動的趣味與社群黏度。

從 CES 展中,具備元宇宙概念的運動科技甫現身立即擠滿體驗人潮,即可看見端倪。未來,不需要擠破頭抽籤也能參加熱門馬拉松賽事、不必飛到印度也能參加瑜伽靈修。只要進入元宇宙的世界,就能連結國際運動社群,隨時找到一起運動的好友,甚至給予專業意見的教練。

工研院產業科技國際策略發展所分析師詹睿然表示,以臺灣既有運動健身器材供應鏈加上資通訊產業優勢,無論在智慧場館、智慧運動/健身、智慧訓練/規畫與電子競技領域,「臺灣運動╳科技產業生態系」量能十分具有國際競爭力。建議既有業者可善用此量能,創造新定位。包括開發不同族群與場域需求,朝產品智慧化、連網化發展,在不同場域中深化專業知識;異業欲投入者,可進一步導入 5G、AI、物聯網等技術,串接資料內容,發展新的商業模式。

隨著 5G 基礎建設逐步整備,AI、物聯網與虛實整合技術日益成熟,我國可結合運動科學,發展整合型解決方案,以此打造亞太運動科技培訓基地,鏈結全球市場,帶動產業創造更大的附加價值。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 370 期 2023 年 1/2 月號,未經授權不得轉載。

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