臺大研究成果報導－工學院林宗宏教授團隊 結合自驅動穿戴式裝置於智慧醫療領域的研發

隨著穿戴式裝置的風潮興起，結合醫療診斷的發展，即賦予這些裝置智慧化的潛力。然而，穿戴式裝置受限於體積，無法搭載大容量電池，使得電力供給成為其發展的重要挑戰。針對此問題，臺大醫學工程學系教授林宗宏及其研究團隊提出創新解決方案：利用人體活動所產生的生物機械能與體溫相關的熱能將這些易於取得的能量轉化為穿戴式裝置的驅動電力。

這種自驅動穿戴式裝置不僅能夠在無外部供電的情況下運作，還因無需外部電源，裝置的體積得以大幅縮小，展現在多種應用中的巨大潛力。在國科會的長期支持下，林教授團隊運用奈米發電機與微型感測元件技術，成功開發出可穿戴的自驅動感測系統，並應用於監測汗液中的乳酸、葡萄糖及鹽類濃度。

奈米發電機除了可以發電，還能用於步態量測。結合先進的演算法，該系統能夠分析使用者的身體健康狀況，成為智慧醫療的具體範例。這項技術已在臨床試驗中證實，能有效輔助十字韌帶及阿基里斯腱受傷術後的復原判斷。

此外，團隊將基於奈米發電機的自驅動壓力感測器嵌入自行車坐墊中，能即時捕捉並記錄騎乘者的生物力學資訊。結合機器學習技術，這套系統能實現使用者身份識別、身體狀況分析及地形坡度資料分類，為運動科學應用奠定堅實的基礎。多篇研究成果已被國際期刊選為封面故事。

團隊還成功將奈米發電機與智慧敷料結合，開發出可加速慢性傷口癒合並監控復原狀況的自驅動系統，為患者提供更加有效的治療方案，這些研究成果屢次獲得國科會未來科技獎及媒體報導。團隊並持續與業界合作，將研究技術應用於產品功能提升及價值增強。林教授表示，未來團隊將繼續專注於自驅動穿戴式裝置的研發，結合更多先進技術，推動智慧醫療領域的進一步發展，為人類健康提供更全面、精確的診斷與治療方案。

相關研究成果：
1、(2024)“Snake-scale stimulated robust biomimetic composite triboelectric layer for energy harvesting and smart health monitoring” Nano Energy, 122, 109266 (Front Cover).
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.109266
2、(2023)“A Self-powered Multifunctional Dressing for Active Infection Prevention and Accelerated Wound Healing” Science Advances, 9,  eadc8758.
https://doi.org/10.1126/sciadv.adc8758
3、(2022)“Bioinspired Shark Skin-based Liquid Metal Triboelectric Nanogenerator for Self-powered Gait Analysis and Long-term Rehabilitation Monitoring” Nano Energy, 104
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107852