後 IA 時代智慧型環境之發展趨勢

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後後 IA IA 時代時代智慧型環境之發展趨勢智慧型環境之發展趨勢

劉智遠劉智遠[email protected] [email protected]

網際網路平台技術組網際網路平台技術組

e 時代行動服務技術發展趨勢及應用

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簡報內容簡報內容

壹、全球資訊產業技術發展趨勢壹、全球資訊產業技術發展趨勢貳、國內外新興資訊家電發展現況參、未來智慧型環境展示例 - HP’s Cool Town

肆、未來智慧型環境技術發展規劃伍、智慧型環境之眼耳鼻口 - SCAN Device

陸、結論

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全球資訊產業之市場發展趨勢全球資訊產業之市場發展趨勢全球資訊產業已經歷 Mainframe 、 PC 、 Internet Centric 等三波的演進與變革，其市場約以每 10 年擴增三倍的速度成長，從 1980 年的 1,000 億美元規模擴大為 2000 年接近一兆美元的巨大規模

未來 10 年是第四波產業革命，前五年為後 PC 時代， IA 、數位內容與服務等是全球市場成長重心。後五年為後 IA 時代，將以智慧型環境為中心，強調人本應用，其中智慧型普及裝置、人機互動、自主網路及安全環境等是未來發展之重點

其中數位家庭應用環境為兵家必爭之地， Intel 及 Microsoft 于 2003 年 6 月與 HP 、IBM 、 Panasonic 、 Fujitsu 、 Samsung 、 NEC 、 Nokia 、 Philips 、 Sharp 、 Sony 等 17 家公司共同成立 DHWG （ Digital Home Working Group ），以搶搭「決戰家庭」的產業趨勢

• IEK / ITRI 預估 IA 的市場在 2006 年將達 2.35 億台，成功地成為了 PC 之後繼者 ; Strategies Unlimited 指出， 2001 年底全球已有超過 9.75 億人透過手機通訊，推估至 2006 年 Java 手機將佔手機整體出貨量的 83 ％

• IDC 預估全球運用行動裝置進行電子商務之市場將由 2000 年之 40 億美元成長至 2005 年的 2,100 億美元，年複合成長率達 220% 。而任何時間、任何地點均可上網之普及運算所開發的服務將佔網際網路應用產業之 40% (0.5 兆美元 )

• 根據 VIA 分析，全球語音市場分為電話語音、嵌入式語音、桌上型電腦應用、資料輸入及聲紋確認五大區隔，預測 2006 年產值將達 48 億美元，其中電話語音市場佔 72.8% ，年複合成長率則以嵌入式語音的 50% 為最高

• Freedonia Group Inc. 出版之 World Security product & System 研究報告指出 2003 全球在安全監控方面支出將達 583 億美元，視覺空間技術及多模式生物辨識技術是達成安全監控目的相當重要的項目

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全球資訊產業演化與發展全球資訊產業演化與發展

3000

Bill

ion

(U

S$)

1980 1995 2005 2015 Year1939

300

100

1000

人本應用( 智慧型環境為中心 )

工程專業應用( 大型主機為中心 )

辦公室 / 家庭應用( 個人電腦為中心 )

網路及行動應用( 網際網路為中心 )

Internet

全民生活品質之提昇

白領階級生產力之提昇

藍領階級生產力之提昇資訊使用者生產力之提昇

後 PC 時代IA

數位內容與服務

後 IA 時代智慧型普及裝置

人機互動自主網路安全環境

環境感知行動應用服務(以個人化裝置為中心 )

全民生產力之提昇

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Non-physical goodsMusicGame

SoftwareStock...

Standard goodsBookVideoTicket

PCSHD...

Consumer goodsClothesShoes...

Info

rmatio

nIn

form

ation

數位內容與服務數位內容與服務多　元　網　路多　元　網　路3C 產　品3C 產　品

CableWLAN

PSTN/ISDN/xDSL

WirelessGPRS/CDMA

有線或無線無間隙接取

安全無虞之付費機制

ConnectedNetwork

軟　體軟　體資策會 MIC

整合型服務

3C 3C 產業發展趨勢產業發展趨勢－－數位聚合服務蔚為主流數位聚合服務蔚為主流

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Internet

PSTN

Head-end

Cable Network

FTTCCable / ADSL Modem

居家安全監控防火、防災、防盜門禁管制 (生物特徵 )

Cellular/Mobile

Securit

y & P

rivac

y

Cellular/GPS

Wireless Network

通訊

/控制

/感應器

寫 ( 手勢 )

看

說聽

3C 3C 產業發展趨勢產業發展趨勢－智慧型生活環境與環境感知應用－智慧型生活環境與環境感知應用

智慧型普及裝置

IntelligentHome Center

光線移動

氣體偵測

偵搜影像、聲音

自主網路、家庭網路

家庭醫師醫療機構

LAN/WAN

健康管理服務

居家學習 /娛樂調變式隨選視訊 / 教材Follow-Me 錄放影P2P 資訊搜尋及安全交易學習內容版權保護學習認知與仿真

居家照護生理監測高齡者生活照護幼齡者生活照護緊急救援

人機互動

Wireline Network

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政府推動策略性服務業政府推動策略性服務業

技術知識

高創新價值、高附加價值、高成長潛力

科學工程技術

融入或推動運用

物流服務業、照顧服務業、產業研發服務業、產業顧問服務業、產業財務服務業、產業教育服務業、通訊加值服務業、數位內容產業、資訊服務業等

知識經濟

產值大、產業關聯大、創造就業機會大

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台灣產業現況及新市場契機台灣產業現況及新市場契機• 台灣產業現況

– 我國已躍升成為全球 Thin-Client 、遊戲機、 PDA 等 IA 產品之生產研發基地

– 挾著 PC 及 IA 之研發及生產優勢，智慧型普及裝置相關產品及應用將是我國在後 IA 時代可競逐國際舞台的產業契機

– 台灣擁有硬體製造、漸進式改良、成本優勢等國際優勢，然核心軟體、系統整合、跳躍式創新、跨領域整合、產品及服務加值等方面則處於弱勢狀態

– 急需建立提升服務業科技競爭力所需之網路服務關鍵技術，帶動我國策略性服務業朝科技化與高值化 (High Impact Services) 發展

• 新市場契機– Ovum 預測

• 行動上網人口將由 2002 年 10 億人口成長至 2006 年 18 億人口• 行動裝置或產品的功能將由語音擴展至各類食衣住行等功能，引領人類進入行動生活或環境感知運算時代

– IDC 預測• 2004 年網路家電市場將達 179 億美元，超過 1999 年 7 倍產值• 2004 年超過 50 億台家電將連接到網際網路

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資訊產業市場需求分析資訊產業市場需求分析• Context-Aware Device 為下一代終端設備趨勢

– 資訊系統將以個人化裝置為核心，朝環境感知及行動應用服務發展，而數位內容也因應寬頻及有線、無線網路的傳輸合而愈趨複雜且呈爆炸性成長，需發展內容調適技術以滿足異質終端呈現、不同頻寬及個人化調適等需求。

• Digital Convergence 需求更加殷切– 應用服務朝向整合性的數位聚合服務及人本中心發展，可因應使用者喜好、網路及裝置

狀況自動感知調適，以提供最適切之服務。• User-centric Service 將成為主流

– 寬頻網絡與有線、無線網路發達，促使電子商務更為興盛，商務模式更從單一企業服務體系加速朝跨業之專業協同合作體系發展，顧客導向的使用者中心資訊服務 (User-centric Service) 需求殷切。

• 無所不在之運算時代 (Pervasive Computing) 來臨– 智慧型普及裝置是智慧型生活不可缺少的民生必需品。人性化介面發展至多模式使用介

面 (MUI) ，將改善全球人類生活及工作模式。• Biometric 是資通訊安全的重大課題

– 電腦軟體技術進展至網路服務運算架構，使用者將不受限於時間、地點及裝置而能即時取得資訊及服務，但衍生之資通訊安全問題將更為嚴重。以生物特徵來強化認證及建置網路安全機制 (Infrastructure) ，是資訊及網路安全重大課題。

Source: In-Stat/MDR, 05/02; CEA

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壹、全球資訊產業技術發展趨勢貳、國內外新興資訊家電發展現況貳、國內外新興資訊家電發展現況參、未來智慧型環境展示例 - HP’s Cool Town


陸、結論

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國際新興資訊家電產品介紹國際新興資訊家電產品介紹• 新興企業用資訊家電

–精簡型電腦 (Thin Client)

• 影響 Thin Client 的銷售最鉅的還是系統建置價格，包括硬體與軟體。在硬體價格方面， 2001 年高達 3 成的降幅。主要是因為 PC 產品價格下降的壓力。

• 在軟體方面， Citrix MetaFrame 獨佔的優勢已逐漸消失。對於以往昂貴的建置價格應能獲得一定程度的改善，而這也使得 Thin Client 架構可能得以推廣至較為小型的公司或教育機構。

• 在主要銷售地區方面，預計未來西歐市場將會持續穩定成長，與北美地區分佔全球兩大主要消費區域，而全球其他區域市場銷售量的佔有比例都將會上揚。

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國際新興資訊家電產品介紹國際新興資訊家電產品介紹 (( 續續 ))

• 新興家庭用資訊家電　– Digital STB

•主要功能為接收數位廣播，為目前家用 IA 產品中出貨量較具規模之產品，全球出貨量由 2001 年的 4 千 3 百萬台成長至 2002 年的 5 千 1 百萬台， 2006 年起將有國家開始回收類比頻道，以目前全球電視收視戶之基礎看來，其市場規模預期相當可觀。

– Game Console•由於微軟、新力與任天堂之主機價格戰，刺激了遊樂器市場的買氣。遊戲機的產品生命週期通常為四到五年，因此展望未來，市場規模將維持高水準，預估 2003 年出貨量將達高峰，約 4 千萬台，至於 2004 年以後，在等待新機種出現效應影響下，全球出貨量將趨緩，維持在 3 千萬台出貨水準。

– DTV•目前所謂的數位電視主要有兩種，一種是將數位 STB 功能整合到電視機裡，另一則為具有顯示高畫質影像之數位顯示器，目前全球出貨量仍以數位顯示器居多，尤其集中在北美，其收視戶為了在收看 DVD 時能享受高畫質影像，而購買此產品。

– Internet STB•以電視上網為訴求的 Internet STB ，產品之功能也僅止於網路瀏覽、電子郵件、線上聊天等，由於其產品功能發展不夠成熟，實用上尚存在一些問題待克服。

– Stand-Alone PVR •此產品主要在取代傳統類比式的錄放影機，目前已有很多產品與 Digital STB 整合，使得除了具視訊轉換之功能外，同時朝向傳統錄放影機之功能整合，而其數位化之處理，使得影音品質提高。

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家用 IA產品產量預測(單位：千台)

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Digital STB 41,127 43,300 51,370 68,464 85,270 107,528

Game Console 29,500 29,400 35,334 41,500 33,375 23,750

DTV 1,016 2,080 3,730 6,895 12,650 22,080

Internet STB 680 960 1,285 1,730 2,280 2,955

Stand-Alone

PVR15 190 385 702 1,546 2,350

Web Terminal 170 300 490 720 1,020 1,400

WebPAD 5 40 120 300 800 1,500

Screen Phone 30 50 85 120 150 175

資料來源：In-Stat/MDR；工研院經資中心 ITIS計畫，2003/01

-

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

200020012002200320042005

Digital STBGame Console

DTVInternet STB

Stand-Alone PVRWeb Terminal

WebPADScreen Phone

資料來源： In -S ta t/M D R；工研院經資中心 IT IS 計畫， 20 0 3 /0 1

家用 IA 產品市場趨勢家用 IA 產品產量預測

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• 新興個人用資訊家電– PDA

• 是目前 IA 產品能見度最高者，未來將結合無線通訊，應用將非常多元化，除個人消費應用外，企業應用亦是相當重要的趨勢。

單位：千台 2001 2002 2003E 2004E 2005E 2006E

Smart Phone 1,285 4,718 10,129 24,044 40,794 54,337

Wireless PDA 2,242 5,319 11,774 17,699 23,021 27,609

Other 398,017 430,857 458,151 465,512 481,554 494,268

Total 401,544 440,893 480,054 507,255 545,369 576,214

資料來源:Dataquest，2003/01

全球行動手持裝置 (Mobile Terminal Device ) 市場銷售量成長趨勢

– Smart Phone/Wireless PDA• 與手機相比， Smartphone 具有明顯的離線功能，支援廣泛的應用環境， Third Party 廠商也將提供多元化的應用，消費者多以 Voice 的應用為主，Data 的應用為輔，而 Wireless PDA 則是剛好相反，以 Data 的應用為主， Voice 的應用為輔。

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國際新興資訊家電產品介紹國際新興資訊家電產品介紹• 新興車輛用資訊家電

–車輛用資訊家電發展近況 • 近三年來汽車廠商的研發重點也不再如往年著墨於能源的節省與新能源的開發方面，而是把目標置於汽車 e 化的開發上。行動通訊的必要性提高以及車輛控制系統數位化技術的成熟為此變革的關鍵原因。

• 全球所有汽車廠商均已推出汽車 e 化的相關配備，並搭配相關服務的提供。而凡是在車內應用之無線通訊、資訊擷取與網際網路等技術之整合性系統，可以提供的功能包括保障汽車和用車人之安全與保全，以及行車間的通訊、導航、連網、娛樂、資訊整合…等等，統稱為 Telematics。

• 近年來亦有資訊廠商與汽車電子供應廠商、甚至是汽車廠商將 IA 產品導入車內環境使用，這除了因為各家重要資訊大廠描繪出車用 IA 產品應用的願景之外，另一方面也是由於 IA 與 Telematics 兩者的特質互相符合之故。

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我國我國 IA IA 發展現況與趨勢發展現況與趨勢•企業用資訊家電

–企業用的明星產品包括 Server appliances 及 Thin client 等

– 觀察 Thin client 產業由 90 年代中期發展至今，產業前景已由先前的渾沌不明到今日逐漸成長茁壯，產品也走出與 PC 不同的路

– 2002 年出貨量約達 151 萬台，至 2004 年將維持 65% 以上高成長率

– 整體而言，我國 Thin Client 產品的全球市場佔有率約達七成以上

– Server appliances ：定位利基市場，屬萌芽期，在企業導入電子商務漸趨成熟之際，未來具成長潛力之新世代產品之一

608860

1510

2620

4338

6539.8

212.8295.1

456

838.4

1301.4

1831.1

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

2000 2001 2002 2003 2004 2005

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

產量(K)

產值(M$ USD)

資料來源：工研院經資中心 ITIS計畫， 2003/1 整理

台灣 Thin Client 產品市場趨勢預測

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我國我國 IA IA 發展現況與趨勢發展現況與趨勢 (( 續續 ))

• 家庭用資訊家電– 家庭用的明星產品包括 STB 及遊戲機…等

– STB： STB 產業市場處渾沌階段，且 STB 製造必須考量訊號發送端與接收端系統之匹配性，因而 STB 的製造比 PC 技術層次高

– 遊戲機產業：向來具有以軟體補貼硬體的特性，使得主機裝置量相當具有指標意義，因此在微軟的加入之際，削價競爭顯的更形激烈，此時 Sony 不得不尋求壓低製造成本之途徑，因此代工訂單釋出為大勢之所趨

台灣廠商接獲遊戲機產業訂單分析台灣接獲 PS2 訂單廠商

台灣廠商產品規格

華邦 RDRAM 32MRDRAM

雅新 DVD、PCB24xCD-ROM/4xDVD-ROM 6 層版 PCB

Rambus

華碩組裝代工美規

鴻海組裝代工歐規

國巨被動元件

台灣晶技石英晶體、石英晶體

震盪器、共振器

鎰勝電源傳輸線組

松普連接線

立隆電容&V-Chip

台達電電源供應器

資料來源：工研院經資中心，2003/01

台灣接獲 GameCube 訂單廠商

台灣廠商產品

旺宏 Logic IC、DVD ROM用 4MB Flash

華升組裝

台達電電源供應器

南亞電路板 PCB

鉅祥連接器、沖壓件

資料來源：工研院經資中心，2003/01

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台灣接獲 Xbox訂單廠商

台灣廠商產品規格訂單來源

緯創產品組裝 Microsoft

台積電 GPU 繪圖晶片 XGPU代工

音效與輸出入控制晶片

MCPX代工

nVidia

日月光晶片封裝測試 Geforece Chipset nVidia

正崴電源供應器、搖桿擴

充裝置、連接器

USB4 組、特製擴充埠

1組、Game Controller

Microsoft

今皓連接線電源及網路用線 Microsoft

同協 DVD沖壓零件、外殼 Thomps

on

明碁電通 DVD 2~ 5xDVD ROM Thomps

on

台灣晶技石英晶體 2顆/Xbox Microsoft

台達電電源供應器 1顆/Xbox Flectroni

cs

群光鍵盤 1台/Xbox Microsoft

創惟、偉

詮

搖桿 IC 具 USB Hub功能 Microsoft

昆盈搖桿 Microsoft

強茂整流二極體 Microsoft

資料來源：工研院經資中心 ITIS計畫 ITIS計畫，2003/01

台灣廠商接獲遊戲機產業訂單分析


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8,420

11,275

-

3,630

3751,800

-

5,000

10,000

15,000

2002 2003

單位 :千台

PS2 Game CubeXbox

-

500

1,000

1,500

2,000

台灣遊戲主機代工出貨量預估

1,557.701,747.63

-

435.60

121.88

486.00

2002 2003

單位 :百萬美元

PS2 Game Cube Xbox

台灣遊戲主機代工產值預估

PS2：台灣廠商 (華碩、鴻海 ) 預計全球代工比重從 2002 年 40% 提昇至 2003 年的 55%

GameCube：預估 2002 年華升將佔全球出貨量 33%Xbox：台灣廠商緯創於 2002 年 9 月被選為第二代工廠商，預估明

年全球出貨量將佔比重將提高至 20% 台灣已成為全球遊戲機產業重要的生產基地

資料來源：工研院經資中心 ITIS計畫， 2003/1 整理


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• 個人用資訊家電– 目前台灣 PDA 投入廠商類型可概分系統廠商、主機板廠商、電腦週邊及其他、金融廠商及電子字典廠商等五大類各自擁有的核心技術、優勢或通路進軍 PDA 及 Smart Phone 市場

– 台灣已是 PDA 的代工生產重鎮，幾乎 WinCE 為作業系統的 PDA 均在台灣生產

– 2002 年 Palm 已將代工訂單釋放給台灣，所以台灣 PDA 的出貨量在 2002 年已佔全球的比重為 21% ，約 277 萬台，估計 2003 年將達 412 萬台，成長率高達 49% ，佔全球的 26%

– Smart Phone 投入廠商計有原手機投入廠商以及 PDA 廠商， 2002 年開始進入市場

– Java based 手機及 PDA 將於今年第二季開始推出產品進入市場

台灣 PDA 出貨量成長趨勢圖

資料來源：工研院經資中心， 2003/01

單位：千台 / ％ 0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0%

5%

10%

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20%

25%

30%

35%

40%

台灣PDA出貨量 1886 2774 4128 5810 7427 9146

全球PDA出貨量 13121 13211 15875 19368 22854 26510

台灣/全球比重 14% 21% 26% 30% 33% 35%

2001 2002 2003 2004 2005 2006

宏達、仁寶、英華達、博達、微星、神達、大眾、宏碁、亞旭、華碩、精英、槃英、旭麗、廣達、中環、廣傑、陸仕、金寶、倚天、神乎 ...

PDA

宏達、英華達、明基、倚天、神乎、仁寶、華碩、廣達、大霸、神達

Smartphone/Java Phone

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壹、全球資訊產業技術發展趨勢貳、國內外新興資訊家電發展現況參、未來智慧型環境展示例參、未來智慧型環境展示例 - HP’s Cool Tow- HP’s Cool Tow

nn


陸、結論

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壹、全球資訊產業技術發展趨勢貳、國內外新興資訊家電發展現況參、未來智慧型環境展示例 - HP’s Cool Town

肆、未來智慧型環境肆、未來智慧型環境技術技術發展規劃發展規劃伍、智慧型環境之眼耳鼻口 - SCAN Device

陸、結論

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計畫發展重點計畫發展重點以學習教育 / 居家照顧 / 家庭安全為計畫發展重點來規劃整體計畫遠景全貌及技

術主軸研發普及使用者端應用之智慧型裝置關鍵技術、促進網際網路服務之開放性資訊交換及安全技術、滿足人本需求之智慧型人機互動技術以及縮短數位落差之數位學習技術

註：關鍵計畫環境建構計畫 # 前瞻計畫

數位學習國家型計畫學習內容處理技術

數位學習國家型計畫學習內容處理技術

行動化運算軟體普及運算與網路連結技術網際網路安全環境建構# 隨意環境之適地性網路服務建構技術

# Multi-Hop Wireless Distribution System

行動化運算軟體普及運算與網路連結技術網際網路安全環境建構# 隨意環境之適地性網路服務建構技術

# Multi-Hop Wireless Distribution System

行動化運算平台智慧型裝置關鍵技術嵌入式系統共同發展平台建構

# 可重組式處理機前瞻技術# 感測器運算網路

行動化運算平台智慧型裝置關鍵技術嵌入式系統共同發展平台建構

# 可重組式處理機前瞻技術# 感測器運算網路

智慧型人機互動多模式人機互動技術人機介面共用技術及資料庫建構

# 前瞻虛擬角色模擬技術# 智慧型空間視覺技術# 跨語言交談介面技術

智慧型人機互動多模式人機互動技術人機介面共用技術及資料庫建構

# 前瞻虛擬角色模擬技術# 智慧型空間視覺技術# 跨語言交談介面技術

資訊與網路安全資訊與網路安全核心技術Web Service on All IP Net

work 安全技術# P2P 分散式架構下之安全基礎建設技術研究

# 居家安全監控視覺技術

資訊與網路安全資訊與網路安全核心技術Web Service on All IP Net

work 安全技術# P2P 分散式架構下之安全基礎建設技術研究

# 居家安全監控視覺技術

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行動化運算平台技術內涵行動化運算平台技術內涵• 智慧型普及裝置

– Configurable 16 / 32-bits Processor

– DES / RSA / AES / ECC Configurable Cryptographic Engine

– Networking Interface – Bluetooth or Wireless LAN, IPv6

–自我順應式 (Self-Adaptive) 網路互連技術– 環境感應處理核心技術– Development Environment for Configurable Processor

– Configurable Security Criteria Component Library

• 智慧型家庭伺服器– Adaptive coding & streaming redirection for homo-network & hetero-n

etwork

– Dynamic capability negotiation and automatic adjusting stream configuration

– Internet Voice Portal

– Follow-me TV

– User Certificate Validation / Access Control

–既有功能： VOD 、 Multicasting 、 Home Server / Gateway

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智慧型人機互動技術內涵智慧型人機互動技術內涵

目標 : 新一代智慧型多模式人機互動技術• 智慧型人機交談技術 (Speech & Language Processin

g)– 語音辨識 : 賦予機器“聽”的能力– 文字轉語音 : 賦予機器“說”的能力– 自然語言理解 : 賦予機器“懂”的能力– 語音對話系統 : 賦予機器“交談”的能力– 資訊家電語音應用 : 行動式裝置語音介面

• 互動式視覺資訊處理 (Visual Information Processing)– 影像視訊檢索與擷取 : 機器幫使用者取得重要的視覺資訊– 人臉辨識與追蹤 : 機器知道何人使用、權限為何

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行動化運算軟體技術內涵行動化運算軟體技術內涵•建立及提供整合各種不同 Device 透過不同網路通道， access Internet 及進行應用服務的技術與 Solution

– Access networking and middleware• Position Tracking

– Multi-tier (802.11a, 802.11b, bluetooth), Indoor and outdoor positioning

• Resource management for WLAN networks

– Load-balancing strategies for access points 、 Auto-configuration Roaming protocols 、 Resource discovery protocols

– Services• Location Management and Services

– 訪客系統、導覽系統、 Context Modeling Toolkit

• Mobile collaboration platform– Secure Web service gateway

» XML application Firewall 、 Web service provisioning/transaction 802.11 802.3 Bluetooth

IP Layer (IPv4/IPv6)

Service Discovery

Resource Management

Mobility / Session Management

Web Service Referencing

Message Routing

Web Service Routing

Chinese Context

Segmentation

Application Utility

Location Resource

Description

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Scenario 1 -Scenario 1 - 上班前工作交代及查上班前工作交代及查詢詢

Scenario DescriptionScenario Description

• 以語音交代工作–王君以語音向 Intelligent Home Center 的語音代理人 (Voice Agent) 交代要提醒王爺爺按時服用降血壓的藥物，並交代要注意小明放學後看卡通片的距離、姿勢及時間，接著王君以語音查詢氣象及最佳上班路線後就驅車去上班；聲紋辨識系統確認該語音指令確實為王君所指示之後，便遵照執行，並與負責視覺監控的 Smart Device「管雞婆」進行對話，將居家監控的工作交代給「管雞婆」。

Technology NeededTechnology Needed• Voice Agent

– 智慧型語音助理對話管理技術– 智慧型語音代理人之居家環境

應用

• Biometrics identification– 聲紋特徵辨識

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Scenario 2 -Scenario 2 - 上班時居家照護上班時居家照護 Scenario DescriptionScenario Description

• 看電視距離及時間偵測–六點到了，小明打開電視觀賞卡通，「管雞婆」偵測到小明開始看電視便通知 Voice Agent 提醒小明注意距離及姿勢，並監督著小明，也累計小明看電視的時間，當小明看電視之距離太近或時間太久時，就給予提醒，若是屢勸不聽時，甚至不惜切斷電視電源。

• 居家照護–王爺爺吃藥時間到了，「管雞婆」偵測到王爺爺的位置後以語音提醒王爺爺吃藥；此外也忠實地紀錄著王爺爺之 24 小時生理檢測資料，加密後傳至特約醫院資料庫，特約醫師會遵守 HIPAA 規範，定期檢查資料，並回傳診斷給王爺爺，一有異樣時，如血壓太高、血糖過低等等，它將會即時傳送訊息至急診中心做緊急處置。

–管雞婆也隨時注意王爺爺的活動狀況，出門時啟動位置追蹤服務，一旦迷路可即時求助，王君可於其行動裝置得知王爺爺確切位置，給予指引；如有緊急狀況時，如跌倒狀況發生，它會即時自動與最近的醫療院所提供的服務連線，以爭取時效。

Technology NeededTechnology Needed• Voice Agent• Event Detection

– 姿勢及動作偵測與追蹤技術– 視覺式事件偵測技術與應用

• Patient Location Detection• Behavior Analysis

• Vital Signal over WBAN(Wireless Body Area Network)

• Environment-Adaptable Service Platform (Provisioning)

• HIPAA PHI (Personal Health Information) Security & Privacy Platform

• Location aware service• Location sensor fusion• Context aware 資源管理平台• Auto Resource Configuration

• Service Provisioning

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Scenario 3 -Scenario 3 - 上班時居家安全監控上班時居家安全監控Scenario DescriptionScenario Description

• 裝置於瓦斯爐鄰近的「管雞婆」 1 號偵測到瓦斯的濃度超出正常標準，便將警報訊息傳至鄰近的「管雞婆」 2 號。

• 「管雞婆」 2 號企圖將此訊息傳出，但發覺原本鄰近的「管雞婆」 3 號失效，立即自動尋找到新的鄰近「管雞婆」 4 號。

• 「管雞婆」 2 號重新將警報訊息傳至「管雞婆」 4 號，再傳至與「管雞婆」 4 號鄰近且對外連通之 Intelligent Home Center 。

• Intelligent Home Center 立即用 Embedded Validation Device 來確認訊號來源無誤後，將此訊息加密並傳至 Service Center 。

• Service Center 收到警訊加以解密並確認訊號來源無誤後，立即撥號給王君，但王君於開會中並未接聽電話，於是便通知 119 並在王君預設之 Email 留下訊息。

• 在「管雞婆」 1 號偵測到瓦斯異常時的同一時間，也開始進行了必要之措施，其控制瓦斯開關並關閉瓦斯。

• 「管雞婆」 1 號持續偵測瓦斯濃度，透過自我組織之網路定期向 Service Center 報告。 Service Center 也會持續通知 119 及王君預設之 Email ，直到瓦斯濃度降至安全值。

• 此時，王君的簡訊亦顯示瓦斯濃度已降至安全值，家中安全無慮。

Technology NeededTechnology Needed• Wireless sensor networking

• Self-organization networking– Context Provision– Configuration

• User Certificate Validation

• Smart Home security management

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Scenario 4 –Scenario 4 – 社區與居家門禁社區與居家門禁Scenario DescriptionScenario Description

•社區門禁王君的住家社區裝置有生物特徵門禁管制系統，系統為 24 小時啟動運作。在王君進入社區大門之前，大門邊的攝影鏡頭會將他的臉面形狀擷取入畫面之中後傳輸至社區門禁管制裝置，然後進行特徵比對。若確定在門前的人為合法的居民，則允許王君進入社區中。

•居家門禁管制–王君的大門以密碼金鑰設定了結合生物特徵之防盜裝置，必須要提供解密金鑰方能開啟大門。王君不需要攜帶 IC 卡等任何金鑰儲存裝置。當王君抵達家門口時，瞳孔虹膜辨識系統會攝錄王君的眼球資訊，然後進行生物特徵轉換再次確認王君的身份。最後系統會將特徵值轉換為相對應的解密金鑰來開啟大門。由於開啟大門所需的所有密碼金鑰都直接由王君的生物特徵即時產生，故金鑰並不會被儲存，可降低金鑰遭到破解的風險。

Technology NeededTechnology Needed

• Biometrics identification – 臉形特徵辨識

• Biometrics identification – 瞳孔虹膜辨識– 生物特徵與密碼金鑰的轉換（不需具備供金鑰儲存之資料

裝置）

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Scenario 5 -Scenario 5 - 下班後居家學習及娛樂下班後居家學習及娛樂Scenario DescriptionScenario Description

• 下班之後，王君上了車，使用無線 PDA 與學校系統連線，自動找出今天上課的內容，並把小孩電子聯絡簿的內容念出。

• 其中老師留了一個親子作業，要求家長陪同小孩今天晚上八點，一起看某台有關螢火蟲的教學節目。

• 王君君看時鐘已經七點半了，所以透過無線 PDA 下指令給家裏的 Intelligent Home Center ，要求將節目錄起來。

• 正在家中觀看卡通的小明，看見下班返家的王君，便高興地跑到王君面前，訴說今天在學校的種種。

• 此刻，透過「管雞婆」， Intelligent Home Center 偵測到小明已離開電視機，便自動啟動即時錄影功能，並將電視畫面暫停在小明離開的那一剎那。

• 進入客廳後， Intelligent Home Center 提醒是否要播放已預錄的「螢火蟲的一生」教學節目，經確認後便自動播放此節目，兩父子一同觀賞並熱烈地討論內容。

• 看完教學節目後，小明走進房間，透過「管雞婆」要求 Intelligent Home Center 將錄製中的卡通傳送至他的 eBook 來，並由剛剛暫停的畫面開始播放下去，而螢幕顯示著時間差。

• 王君回到書房後，以 P-to-P 資料搜尋平台查詢到工研院之一篇 IT 產業研究報告，對其明天要參加之座談會很有幫助，於是王君以 P-to-P 身分鑑別機制確認身份後，再以 P-to-P 安全交易平台進行付款，取得此份報告。

Technology NeededTechnology Needed• TTS• Relay network• 電子聯絡簿• Context information retrieval

• Location awareness• Environment-Adaptable Service P

latform (Provisioning)

• Event Detection

• User Certificate Validation / Access Control

• Adaptive coding & streaming redirection

• Dynamic and automatic adjusting stream configuration

• P-to-P 資料搜尋平台• P-to-P 安全交易平台

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肆、未來智慧型環境技術發展規劃伍、智慧型環境伍、智慧型環境之眼耳鼻口之眼耳鼻口 - - SCAN DeviceSCAN Device

陸、結論

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About Sensor Networking About Sensor Networking and Pervasive Computingand Pervasive Computing

• Systems composed of a number of devices with sensing, computing, and networking ability

• Applications: – Long-term sensing: farming, science, construction– Short-term sensing: emergency situations (medical,

disaster), battlefield

• Examples of existing hardware:– Motes (Berkeley)– SCADDS (USC/ISI)– SCAN (Harvard, ITRI)

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Potential Application AreasPotential Application Areas

HOME AUTOMATIO

NMILITARY

SCAN Device

TVVCRDVD/CDremote

securityHVAClightingclosures

monitorssensors

monitorssensorssecurity

PERSONAL HEALTH

CARE

monitorssensors

automation

control

monitorsdiagnostic

ssensors ENVIRONMENT

INDUSTRIAL &

COMMERCIAL

CONSUMER ELECTRONIC

S

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Objectives for the SCAN ProjectObjectives for the SCAN Project

• Develop a single device with capabilities in all three areas: sensing, computing, and networking

• Develop a programmable building block for a variety of sensor networks as well as pervasive computing environments

• Features:– Power management– A wide range of interfaces and connectors– Compact footprint– Easy application programming and deployment– Security and privacy (to be addressed)

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Innovation 1Innovation 1

• Role-based programming of sensor networks to support configuration-independent applications– This is in contrast with traditional configuration-

dependent programming of sensor networks– This eases development of applications and enhances

their ability to operate in differently configured environments

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Innovation 2Innovation 2

• Dynamic resource discovery and publish-and-subscribe protocols to support automatic incorporation of end devices and delivery of sensory data and messages. End devices may be heterogeneous– This is in contrast with traditional sensor networks

where sensors and other end devices are homogeneous and statically configured

– This simplifies configuration and deployment of sensor networks, and allows a wide range of applications

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SCAN Node BoardsSCAN Node Boards

Processor Board

Sensor Board

SIM Card reader

Berkeley Radio

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SCAN Usage ExampleSCAN Usage Example

1. Visitor knocks, detected by A

2a. If the user is absent, A tasks B with storing images at D. The user can later retrieve these

2b. If the user is present, A instructs B to return the images directly, via a virtual circuit

Home

entryA

B

C

user

SCAN node

SCAN node w/ camera

SCAN node w/ microphone

SCAN user w/ handset

storage node

D

2a

2a

2a2a

2b

2b2b 2b

2b

! 1

P. 40

Configuration-independent ProgrammingConfiguration-independent Programming(for the Usage Example of Preceding Slide)(for the Usage Example of Preceding Slide)

AT “microphone near the door”

ON 'door knock'

AT “nearby camera”

IF present(“user”)

SEND data to “user”

ELSE

SEND data to “storage”

node name: logical identifier, resolved dynamically

event name: logical event, originating from sensor input

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Operations of a SCAN NodeOperations of a SCAN Node (Or What We Have Implemented) (Or What We Have Implemented)

• Participate in network routing to support publishing and subscribing protocols, and forward packets for end devices

• Discover nearby end devices, associate itself with them (i.e., "binding"), and assume roles reflecting the associated end devices– E.g., a SCAN node associated with a microphone

assumes the role of a "microphone node“

• Execute application programs, stored locally or received dynamically, based on the SCAN node's currently assumed roles

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Application Scenario -Application Scenario - 居家照護居家照護應用應用

Pervasive Devices

光線移動

溫度、氣體偵

測

偵搜影像、聲音

IntelligentHome Center

家庭醫師

醫療機構

BAN/LAN/WAN

LAN/WAN

3. 3. 攜帶型生理監視器經由攜帶型生理監視器經由 SCAN SCAN 網路，將生理資訊透過家庭伺服器網路，將生理資訊透過家庭伺服器傳至後端之醫療機構或家庭醫師判傳至後端之醫療機構或家庭醫師判讀、看診讀、看診

2. 2. 攜帶型生理監視器攜帶型生理監視器 (( 亦為亦為 SCAN Devices SCAN Devices 之一種之一種 )) ，， 24 24 小時監控老人或慢性病者之健小時監控老人或慢性病者之健康狀況康狀況- - 血壓血壓- - 心電圖心電圖- - 血氧濃度血氧濃度- ...- ...

Low PowerLow Radiation

1. 1. 佈建佈建 SCAN Devices SCAN Devices 于家于家中中 (( 傻瓜佈建法傻瓜佈建法 )) ，組成自主，組成自主網路，並負責監控家庭安全網路，並負責監控家庭安全

Easy DeploymentHigh Flexibility

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功能

風機性能分析管路平衡設計化學品存放圖緊急逃生路線安全查核法規標準查詢MSDS 資料查詢即時監控即時聯絡通訊意外事件分析..

行動廠務專家系統

行動監控行動地圖行動文件行動查核行動計算..

行動網路伺服器

集線器

集線器

集線器

集線器

無線網路卡 + PDA

無線通訊

無線通訊

無線橋接器

無線橋接器

網路線

網路線

網路

廠務安全系統工作行動化服務

增加個人工作的方便性-隨時隨地監控機台及管路-進行查核不用攜帶文件-有問題就地查詢法規標準

提升管理的效率–管理文件電子化–查核資料建立即時化–現場調整監測計算及分析就地解決問題

Low PowerLow Interference

Application Scenario -Application Scenario - 廠務安全系廠務安全系統行動化應用統行動化應用

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洩漏源

功能洩漏源偵測系統有害氣體偵測器無線訊號無線訊號擷取模組三維即時濃度分布顯示技術洩漏源位置推估技術

有害氣體偵測器無線訊號

三維即時濃度分布顯示技術

洩漏源推估技術

洩漏源位置推估系統即時濃度分布顯示模組

無線訊號擷取系統

成果

若能克服電磁干擾 , 應用會更廣

Easy DeploymentHigh Mobility

Application Scenario -Application Scenario - 危害場址無危害場址無線式有害氣體監控技術線式有害氣體監控技術

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陸、結論陸、結論

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結論結論

• 2000 年我國從全球第三大資訊產品生產國跌落為第四，中國大陸則首次超越我國，目前位居全球第二，針對產業外移及海外產值高於國內之現象，產業轉型及升級為當務之急

• 參與國際標準制定、與國際大廠結盟咸信為我國高科技產業持續發展之有效機制

• IA 、 Mobile Handset/WLAN 、 IC/SoC 及 Wireless Internet 是帶動我國資訊產業成長之動力

• 服務 (Service) 必須結合我國擅長之 3C (Computer 、 Communication & Consumer) 整合技術，才可能引領我國新世代資訊產業之發展

• 未來生活是以人為主體，具備互動、運算、通訊、安全之智慧型生活環境 (Intelligent Environments) 將可使人們的生活更加便利，進而帶動伺服系統、智慧型裝置與家電新的需求，並可帶動高科技服務業之發展，是我國資訊產業極佳之市場契機

• 工研院有「工業界火車頭」、「科技少林寺」之美名，開創我國多項新興產業，是年輕人練功、研發、貢獻產業的好地方，也是創業、股王的搖籃

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後 IA 時代 智慧型環境之發展趨勢

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