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手機的奇幻漂流(三)：智慧手機的工作與未來

105/08/25 1582

黃宜正｜國立彰化師範大學機電系

忙碌了一天，疲倦的走進牙科診所，想進行牙齒的維修保養之際，當牙科醫師啟動牙科手機(Dental Handpiece，又稱「鑽牙機」)不到10秒時，醫師口袋傳來一個友善的鈴響，說明剛啟動的牙科手機在透過智慧型手機的麥克風與APP的診斷下，認為當下的牙科手機是不建議使用，因為這支牙科手機，在其轉動的陶瓷滾珠軸承與其轉動的環道內有些許損傷，如果繼續使用此牙科手機進行高速切削時，會因為其內部軸承損傷所產生的熱效應，傳遞到牙鑽再延伸到牙齒後，對於牙神經的損害將是一個不利的因素。此一工程技術也說明透過智慧型手機微機電系統(micro-electro-mechanical system，簡稱MEMS)的麥克風，在某些範圍內的量測等級，已經可以達到工業應用的十分之一內之精確度，再利用APP軟體的診斷，可以輔助醫療過程。在此同時，由陀螺儀、加速器等不同傳感器整合而成的多軸感測器技術，與漸漸成型的體感感測功能整合，也讓牙科醫師在進行醫療動作時，直接透過病人智慧型手機的顯示，可以得到心跳、交感神經與副交感神經的比值等病人的相關健康資訊，展現智慧手機站在以人為本的角度時，可以發展出更多元醫療應用領域。

如果將智慧型手機置放在工廠生產產品的輸送線上，也可以開始它對於線上機器進行診斷的工作！

即當手機舒適平躺在輸運的過程當中，若遇到較強烈振動時，透過手機MEMS感測器可以進行聽、摸、看的工作。透過加速計MEMS的感測器(MEMS陀螺儀)，了解機台在某個地方產生振動的問題，也許是齒輪系統在那個地方產生崩牙，或是組裝的過程當中產品較大的撞擊問題，即可以將此時GPS路徑記錄下來，知道發生的地點，同時利用MEMS麥克風的感測器將振動的聲音進行記錄，因為高速運動所產生的加速度，可以啟動手機前/後攝影機拍攝機台的問題處，同時啟動手機的APP進行發生問題至結束，過程中所產生的時間與頻率變化的曲線，並可以將此影音檔透過無線或是網路的方式傳遞到遠端的另外一支公務手機，結合GPS智慧手機與配置的氣壓計，可以在產品的輸送線路徑上繼續進行2D+1D(壓力計讀值等效於或是相對於高度變化)之3D辨識作業，外掛薄型鏡頭組、溫度和濕度等感測器，可以進行產品表面的光學檢測生產動線的環境溫度、濕度監控，藉此可以判別產品是否因溫度與濕度的影響而致使高溫變形或是加濕而膨脹等問題。

未來發展

緣此，智慧型手機在軟硬體的蓬勃發展下，歸功於半導體、MEMS感測器與精密機械加工等電子、資訊、通訊、機械、人因等工程合力應用下，使得它除變得越來越人性化，應用在工廠中也變成越來越機器人化(工業化)，在生活工程上更具便利性。

隨著手機軟硬體的進步功能與完整，涵蓋的範圍包含了食衣住行育樂，現今最新4G(5G)網路的進步，揮別以往3G的普及即是指日可待的，智慧型手機近年在手機市場中嶄露頭角，APP應用程式在智慧型手機的應用上佔據非常大的部分，搭配目前穿戴式的裝置與能源的結合，未來手機也有可能變成非手持的配備，陸海空真正的奇幻漂流才正要開始！然而手機所帶來的電子垃圾也是需要重視的環保回收問題。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播：遇見無所不在的生活科學｣執行團隊撰稿）

責任編輯：張尹貞
審校：張惠博

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