台灣團隊新4D感測整合通訊 強化跌倒監測與醫療應用

台灣學研團隊開發特殊的高靈敏度4D感測技術，有效提升與6G通訊的整合效能，團隊表示，未來預計可廣泛應用於醫聯網等領域，包含針對呼吸、心跳頻率等隔空生理感測，以及透過Wi-Fi感測人體跌倒，經AI模型運算，進行成像姿態變化分析等，再由Wi-Fi發出急救警報。

國科會推動「下世代通訊系統關鍵技術研發專案」，由國立中山大學電機系講座教授洪子聖、國立清華大學電資學院院長徐碩鴻、國立陽明交通大學電機系教授蔡作敏，及國研院台灣半導體研究中心組長張大強領軍的研究團隊，借助中山大學6G通訊與感測研究中心提供的先進設施，成功研發多輸入多輸出（Multi-Input Multi-Output, MIMO）4D感測技術，並於今天舉行成果記者會。

6G通訊系統將在現有5G的FR1頻段（6 GHz以下）與FR2頻段（24-52 GHz，俗稱毫米波）基礎上，新增FR3頻段（7-24 GHz，稱為中高頻）及太赫茲頻段（100 GHz以上）。

研究團隊表示，在通訊感測整合中，較高的操作頻段不僅能提升通訊吞吐量，還能顯著提高感測解析度，不過，太赫茲頻段晶片普遍面臨低效率與高功耗的挑戰。

團隊運用半導體異質整合技術，結合互補式金屬氧化物半導體（CMOS）、第三代半導體氮化鎵（GaN）及玻璃基板積體被動元件（IPD），並透過覆晶系統封裝製程，成功設計出6G太赫茲頻段的MIMO收發機晶片，解決低效率、高功耗問題。

研究團隊指出，在6G通訊與4D感測整合的應用中，智慧交通與健康照護是最受關注的2大場景，即透過通訊基礎設施，實現精確、即時的自駕車導航與人體活動感測，團隊也導入特殊的「自我注入鎖定」機制，以大幅提升感測靈敏度。

所謂自我注入鎖定（Self-Injection Locked）技術，根據財團法人生技醫療科技政策研究中心介紹，可突破傳統雷達偵測靈敏度的極限，能在低微波頻段就具備足夠的靈敏度，以偵測到生理訊號。

研究團隊表示，在健康照護情境中，除展示如何追蹤多人位置、姿態與動作，且可辨識每個人的胸部區域，進行呼吸、心跳頻率等隔空生理感測；目前團隊正與廠商洽談合作，開發非接觸式病人監視器、自駕車4D成像雷達、車內孩童遺留偵測器、駕駛疲勞感測器及居家老人跌倒警報器等產品。

團隊進一步舉例，未來應用上，家中Wi-Fi發射訊號，如果碰到人體，可經由偵測其回波，來判斷人體的動作，並經過AI判斷就可以知道是否發生跌倒，Wi-Fi也具有通訊功能，可以立即發送急救警報。

針對是否可能誤判生理感測，團隊說明，感測數據仍須經由AI辨識以及模型運算，未來只要數據量足夠大，得以進行大量訓練，感測結果判斷的準確性，基本上是可以精準到醫療等級用途。

團隊並表示，團隊的自我注入鎖定機制是中國沒有的技術，因此中國通訊感測系統如果要很精準測到微弱呼吸、心跳，「以他們現有的雷達技術，沒有辦法完成」，且目前全世界都會遇到相關限制，也就是說，這是台灣優勢所在，更是目前團隊專利布局的重點。