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近年來，許多國家愈來愈注重「智慧城市」的發展。智慧城市的核心在於運用創新技術提升城市基礎設施的效率與韌性，而物聯網（IoT）、人工智慧（artificial intelligence, AI）的蓬勃發展，也帶動城市的交通、電力、建築物等設施的運作，改善民眾的生活品質。然而許多城市的重要基礎設施，例如下水道系統，卻因隱蔽性高而長期被忽視。臺灣師範大學機電工程學系副教授吳順德帶領團隊以「智慧地下物聯網」（AIoUT）系統突破傳統下水道治理的限制，為智慧城市建設帶來全新視角與解決方案，展現未來智慧基礎設施管理的無限可能性，並於去（2024）年11月6日在經濟部產業發展署主辦的「2024通訊創新節能優化大賽」中脫穎而出。

由於傳輸訊號受限、電池功耗過高及維運成本昂貴等問題，下水道治理是城市中一項長期被忽視的議題。作為城市韌性與永續發展的重要基礎設施，下水道的效能將直接影響城市應對洪水、汙染等挑戰的能力。為了解決這些問題，吳順德帶領的團隊歷經三年研究，最終開發出兼具高效能與低功耗的物聯網系統，為智慧下水道治理開創全新解決方案。

團隊研發的智慧地下物聯網系統主要針對前述提及的三大問題尋求解方。在訊號傳輸方面，由於下水道內部的環境潮濕且封閉，使訊號傳輸不易；團隊為此採用了最新的Wi-Fi HaLow技術，兼具高穿透性與低功耗，實現穩定的數據傳輸。而在耗能的部分，傳統物聯網設備需要頻繁更換電池，使得維運成本大幅增加；因此智慧地下物聯網設備則採用Acconeer A121雷達技術的低功耗雷達水位計，將監測功耗降低至傳統方案的10∼12％，並延長電池使用壽命至原先的五倍以上，大幅減少更換頻率。最後是維運不便與成本昂貴等問題，團隊則利用AI數據分析平臺與智慧型監測裝置，結合聯發科Genio1200晶片的霧端AI影像分析，可自動辨識水流異常及垃圾阻塞，且預測危險顯著減少人工巡檢的需求，大幅縮減社會成本。此外，系統中搭載Morse Micro晶片的低功耗攝影機，也能即時監控施工現場並識別工安事件。多項數據透過平臺整合時序數據、地理資訊與即時通知，更能實現全面智慧管理與高效預警。

根據團隊獲得的數據顯示，在導入智慧地下物聯網系統後，能源消耗降低約90%，維運成本則縮減超過50%。這不僅是技術上的突破，更是對城市社會經濟與環境效益的深遠貢獻。該系統可有效減少洪水、汙染等城市災害帶來的損失，幫助城市達成節能減碳與韌性提升的永續發展目標。而智慧地下物聯網的應用價值，也並不限於下水道治理，還有機會拓展至智慧農業、空氣品質監測、河川管理、風力發電等多元領域。團隊目前已與多家企業簽署合作備忘錄，計劃於今（2025）年底完成所有產品認證及量產，並積極拓展國際市場，期待能為更多國家和城市提供可靠的解決方案，實現基礎設施管理的全面升級。

新聞來源
臺師大機電系（2024年11月29日）。機電系吳順德率團隊研發智慧地下物聯網 奪經濟部通訊創新大賽冠軍 助力智慧城市永續發展。國立臺灣師範大學秘書室公共事務中心，https://pr.ntnu.edu.tw/news/index.php?mode=data&id=23031