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玉里國小六年級生發明AI復健系統 奪IEYI發明展金牌將徵戰世界賽

暗夜詩匠2026-03-09 22:13
3/9 (一)AI
AI 摘要
  • 花蓮縣玉里國小六年級學生陳蔚雲、王佑君與呂祉霖,因目睹家中長輩健康退化困境,於2026年3月發明結合AI技術與遊戲互動的復健系統健康村動動機,在IEYI世界青少年發明展臺灣選拔賽中榮獲社會照顧組金牌,並將於七月代表臺灣出征世界賽。
  • 團隊觀察到,花蓮玉里地區作為典型偏鄉社區,正面臨嚴重的高齡化社會趨勢,許多長輩因交通不便、資源不足,復健過程缺乏專業指導與持續動力。
  • 展望世界賽與未來發展 多語言與AI個人化將升級 獲得台灣選拔賽金牌後,團隊將於七月啟程參加IEYI世界賽,這將是更大的挑戰與機會。
  • 系統更結合ESP32晶片作為數據傳輸中樞,將所有訓練數據即時上傳雲端,讓家屬與醫療人員能遠端追蹤長輩的復健進度,實現智慧長照的理想。

花蓮縣玉里國小六年級學生陳蔚雲、王佑君與呂祉霖,因目睹家中長輩健康退化困境,於2026年3月發明結合AI技術與遊戲互動的復健系統健康村動動機,在IEYI世界青少年發明展臺灣選拔賽中榮獲社會照顧組金牌,並將於七月代表臺灣出征世界賽。這套系統透過RFID辨識、Teachable Machine動作判讀與Scratch程式平台,將枯燥復健轉化為趣味闖關遊戲,開發成本僅市售產品千分之一,獲專業治療師高度肯定,展現偏鄉學子的創新實力與社會關懷。

國小學生展示結合AI肢體辨識技術的復健輔助發明作品

從阿公身影看見需求 偏鄉學子發揮創意解決高齡困境

這項發明的起點,源自團隊成員陳蔚雲與阿公之間深厚的情感連結。蔚雲回憶,阿公身體健康時總是開心地帶她出遊,但隨著年齡增長與身體機能退化,阿公大多時間只能無力地坐在家中,唯有當她回老家探望時,阿公才會勉強打起精神。這樣的轉變讓蔚雲深刻體會到高齡長者面對身體衰退的無奈,也激發她想要為阿公做些什麼的決心。

國小女學生於家中指導長輩操作遊戲化復健系統。

團隊觀察到,花蓮玉里地區作為典型偏鄉社區,正面臨嚴重的高齡化社會趨勢,許多長輩因交通不便、資源不足,復健過程缺乏專業指導與持續動力。傳統復健訓練重複性高、趣味性低,長者容易感到枯燥而放棄,家人也難以有效陪伴。王佑君與呂祉霖在討論時發現,家中長輩同樣面臨類似困境,三人於是決定結合自身所學,打造一款能夠真正解決問題的創新工具。

團隊將核心理念聚焦於陪伴、遊戲與約定三大要素。他們認為,復健不應只是孤獨的訓練,而應該是長輩與家人間的美好約定。透過遊戲化設計,將不同的復健動作轉化為有趣的闖關挑戰,讓長者在互動中重拾運動樂趣,同時增進家庭成員的參與感。這樣的發想不僅解決技術問題,更回應了偏鄉地區人情緊密、重視家庭連結的文化特色。

技術整合展現實力 低成本打造高效能復健系統

健康村動動機的技術架構展現了六年級學生令人驚豔的整合能力。系統採用RFID技術作為身分識別機制,長輩只需將感應卡輕輕一刷,即可快速登入並自動載入個人化的復健處方與歷史紀錄,省去繁瑣的輸入流程,大幅降低科技使用的門檻,特別適合對數位工具不熟悉的高齡者。

學童指導長者感應卡片,操作遊戲化AI復健系統。

動作判讀核心則運用Google Teachable Machine機器學習模型,透過鏡頭即時捕捉長輩的復健動作,並精準判斷完成度。這項AI技術能夠辨識動作是否標準、次數是否足夠,即時給予回饋,徬彿有位虛擬治療師在旁指導。系統更結合ESP32晶片作為數據傳輸中樞,將所有訓練數據即時上傳雲端,讓家屬與醫療人員能遠端追蹤長輩的復健進度,實現智慧長照的理想。

最讓評審驚艷的是,整個系統的程式開發完全由三位學生親手完成。他們使用Scratch程式平台撰寫主程式,並設計生動的語音引導系統。這項能力並非一蹴可幾,而是從四年級開始,持續參加由呂奎漢老師開設的免費夜間程式課程今晚誰來Code,經過無數個夜晚的扎實訓練,才將所學化為陪伴長輩的溫暖工具。這種從基礎扎根的學習歷程,正是偏鄉教育資源有限卻能創造不凡成果的最佳證明。

成本效益更是這項發明的一大亮點。團隊精算後發現,健康村動動機的開發成本僅約市售同類產品的千分之一,卻能達到相近甚至更佳的使用效果。這種高性價比的設計,讓資源有限的偏鄉社區、小型長照機構甚至家庭都能負擔,打破科技產品總是高價昂貴的刻板印象,真正實現科技平權的理念。

問卷調查與實地測試 確保產品貼近使用者需求

為了確保發明能真正解決問題,團隊在設計初期展現了嚴謹的市場研究態度。他們設計問卷並發放給七十二位專業人員,包含職能治療師、護理師等長照領域專家,深入瞭解臨床實務需求與現有產品的不足之處。問卷結果顯示,專業人員最期待的是能夠個人化調整、即時回饋且操作簡易的復健工具,這些意見成為團隊後續開發的重要指標。

問卷調查僅是第一步,團隊更親自帶著原型機前往當地社區型長照站,讓在地的長輩實際操作使用。成員佑君與祉霖在一旁仔細觀察每位長輩的互動過程,記錄下他們的表情、反應與回饋。令他們驚喜的是,長輩們在遊戲引導下,不僅主動完成復健動作,更開心地表示希望一玩再玩,這樣的正面回應讓團隊深受感動,也確認自己的發明確實能成為幫助他人的實用工具。

測試過程中,團隊也發現許多設計細節需要調整。例如,長輩對於太複雜的介面容易感到困惑,於是他們簡化操作流程;有些長輩行動較緩慢,團隊便調整遊戲的時間限制與難度曲線。這種以使用者為中心的迭代優化,讓產品更加成熟完善。呂奎漢老師表示,學生們在測試過程中展現的耐心與細心,遠超過一般小學生的水準,這正是專案能夠成功的關鍵。

專業肯定與市場潛力 治療師讚譽運動處方個人化

在產品開發完成後,團隊邀請多位專業治療師實際操作評估,獲得壓倒性的正面回饋。治療師們高度肯定健康村動動機能根據長輩的個別能力,安排適合的運動處方,這種個人化設計在復健領域至關重要。系統內建的願望卡機制,讓長輩完成訓練後能獲得具體獎勵,大幅提升使用動機,這種結合行為心理學的設計思維,讓專業人員印象深刻。

一位參與評估的職能治療師指出,市售復健設備往往價格高昂,動輒數十萬甚至上百萬元,許多偏鄉機構根本無力負擔。健康村動動機以極低的成本實現核心功能,不僅降低導入門檻,更可大量部署,讓更多長輩受惠。這種高市場潛力的特質,在IEYI選拔賽評審眼中,是極具商業價值與社會影響力的關鍵因素。

護理師則特別讚賞雲端追蹤功能,認為這能有效解復健紀錄分散、難以統整的問題。透過數據視覺化,家屬可以清楚看見長輩的進步曲線,醫療團隊也能據此調整治療計畫。這種連結家庭與專業的設計,完整體現了社會照顧的精神,也是團隊能在該組別脫穎而出的重要原因。

學校長期推動科技教育 培育學生創新思維

玉里國小校長張佑先對於學生們的成就感到無比驕傲,他強調這不僅是競賽成果,更是學校長期推動科技教育的最佳見證。玉里國小雖處偏鄉,但始終致力於培養學生的創新能力科技素養,鼓勵學生將科技應用於解決生活問題。學校從低年級開始就導入運算思維課程,並透過今晚誰來Code等免費夜間課程,讓有興趣的學生能持續深化程式能力。

張佑先表示,看到學生能從在地需求與家人羈絆中看見發明的價值,這種以人為本的創新思維,正是科技教育最核心的目標。他認為,偏鄉孩子雖然資源相對不足,但正因如此,他們更懂得觀察生活、珍惜資源,這反而成為創新的優勢。這次獲獎證明,只要給予適當的引導與支持,偏鄉學生同樣能在國際舞台上發光發熱。

學校未來將持續支持孩子發揮創意,並計畫與在地醫療機構、長照單位建立更緊密的合作關係,讓學生的發明能真正落地應用。張佑先期盼,這些創新的種子能茁壯長大,讓科技真正結合社會需求,創造改變未來的更多可能性。他也希望透過這次成功經驗,吸引更多資源投入偏鄉科技教育,讓每個孩子都有機會成為下一個改變世界的發明家。

展望世界賽與未來發展 多語言與AI個人化將升級

獲得台灣選拔賽金牌後,團隊將於七月啟程參加IEYI世界賽,這將是更大的挑戰與機會。面對來自全球的優秀青少年發明家,三位學生正積極準備,除了精進英文簡報能力,也持續優化系統功能。他們深知,世界賽的評審標準更加嚴格,不僅要求技術創新,更重視作品的社會影響力與可持續發展性。

團隊已規劃多項升級方向,首先是擴增多語言功能,除了中文與英文,將加入日文、韓文等亞洲主要語系,讓系統能服務更多元的族群長輩。其次是導入更深入的AI個人化訓練建議,透過長期數據累積,系統將能自動分析長輩的進步狀況,並動態調整訓練強度與內容,實現真正的智慧化復健。

此外,團隊也計畫建立更豐富的社群獎勵機制,讓不同長照機構的長輩可以互相打氣、分享成就,甚至舉辦線上競賽,增加社交互動與歸屬感。他們希望透過這些功能,讓復健不再只是個人任務,而是整個社區共同參與的健康活動,進一步強化偏鄉社會支持網絡。

對於即將到來的世界賽,三位學生既興奮又緊張。陳蔚雲表示,能代表臺灣出賽是莫大的榮譽,她希望將阿公的故事分享給全世界,讓更多人看見偏鄉長輩的需求。王佑君則期待與各國選手交流,學習不同的創新思維。呂祉霖強調,無論結果如何,他們都已經透過這個專案學會如何觀察、分析並解決真實世界問題,這將是影響一生的寶貴經驗。