指導老師&參賽學生名單 王晨瑀 彭煖蘋 王慧婷 陳書妤 謝曜竹 陳稚均 博士 游于葶 專案經理 參賽學生 實習生 指導老師 工業管理系 國立台灣科技大學 王晨瑀 工業管理系 國立台灣科技大學 彭煖蘋 資訊管理系 國立台灣科技大學 王慧婷 工業工程與管理系 國立勤益科技大學 陳書妤 謝曜竹 多媒體設計科 國立宜蘭高商 指導老師 陳稚均 博士 國立陽明大學 國際產學聯盟 游于葶 專案經理 國立陽明大學 國際產學聯盟

研發動機 102年 - 105年臺灣成人過重及肥胖盛行率 資料來源：衛生福利部國民健康署 我國成人過重及肥胖盛行率逐年上升

研發動機 體重 超標原因 肥胖 造成問題 民眾運動量減少 飲食習慣改變 引發心血管病和 糖尿病等多種疾病 影響活動、交際能力， 使其出現自卑、抑鬱等心理

結合運動與遊戲，提升運動意願，改善肥胖問題 研發目的 運動 傷害警告 定位 計步 專為智慧鞋開發之遊戲 卡路里 消耗 姿勢 矯正 現有智慧鞋技術 結合運動與遊戲，提升運動意願，改善肥胖問題

智慧鞋體方面 APP 藉由傳感器感測 不同類型的數據或信息 連結至APP， 將結果呈現給用戶看 將數據上傳至雲端

傳感器與其功能 1 3 2 定位芯片與計步傳感器 三軸加速度計 三軸陀螺儀 利用GPS定位系統測定距離。若 用於孩童或老人，則可設定將其 位置回報予家人 3 三軸加速度計 紀錄運動時間，計算跑步 速度、卡路里消耗、步輻、 身體活動量、敏捷度 2 三軸陀螺儀 測量角速度（足內旋／外旋角 度）、判別運動狀態

傳感器與其功能 4 6 5 溼度傳感器 壓力傳感器（外部） 壓力傳感器（內部） 監測鞋子內的溼度，若鞋子內部 過於潮溼，則可通知使用者 測量環境壓力及分析海拔高度。 若不慎於深山迷路，便可將此 資訊與GPS一同發予救難隊 5 壓力傳感器（內部） 測量足底壓力，並分析運動 狀態（蹲、跳躍…），亦可 測量跳躍高度、騰空時間等

電池方面 — 採用SolePower之技術 SolePower 之技術 「智入你的健康」智慧鞋 利用用腳往下踩 就可驅動的齒輪組 透過齒輪 旋轉產生電流 將電流儲存至 掛在鞋子外的儲存裝置 SolePower 之技術 運用SolePower 齒輪組技術 將儲電裝置 縮小放置在鞋底 「智入你的健康」智慧鞋

專利技術 2012 US13401910 Abandoned 2015 US14693562 2017-06-16 US15625137 Inventor: Steven H Walker Current Assignee: Nike Inc Original Assignee: Nike Inc Priority Date: 2012-02-22 Date App/Pub Number Status 2012 US13401910 Abandoned 2015 US14693562 2017-06-16 US15625137 Active 2017-10-05 US20170284875A1 Application 2018-12-11 US10151648B2 Grant 專利來源 https://patents.google.com/patent/US10151648B2/

運動數據 蒐集的數據應用 我們所收集到的運動數據，將會應用於以下五個方向： 量身打造運動行程 運動社群 產生圖表 使用者個人評鑑 飲食管理 1 2 3 4 5

蒐集的數據應用 分析個人資訊，循序漸進給予適當目標 藉由運動數值，幫助使用者改正運動姿勢 針對體型與習慣配合運動數值推薦健身方式 1. 量身打造運動行程 分析個人資訊，循序漸進給予適當目標 藉由運動數值，幫助使用者改正運動姿勢 針對體型與習慣配合運動數值推薦健身方式

運動社群建立後，可與好友一起組隊遊戲 蒐集的數據應用 配對體型與身體狀況相似的玩家一起進行遊戲 可透過條件篩選，找到志同道合的人一起運動 2. 運動社群 配對體型與身體狀況相似的玩家一起進行遊戲 可透過條件篩選，找到志同道合的人一起運動 運動社群建立後，可與好友一起組隊遊戲

70％ 蒐集的數據應用 3. 產生圖表 今日進度（步數） APP以圖表方式呈現使用者的數據 例如：用環圈圖顯示今日累積步數進度 7,000／10,000 APP以圖表方式呈現使用者的數據 例如：用環圈圖顯示今日累積步數進度

蒐集的數據應用 4. 使用者個人評鑑 分級使用者 個別能力與等級 使用者透過資訊 了解加強方向 針對 弱項加以改善

透過飲食管理，幫助使用者正確的調整飲食習慣 蒐集的數據應用 5. 飲食管理 根據使用者訴求進行熱量加減與食材推薦 針對身體狀況及運動時間等，結合食物營養素 　資料庫建議使用者每日攝取熱量以及營養素 透過飲食管理，幫助使用者正確的調整飲食習慣

雲端資料庫應用 APP 這些龐大的資料將放在資料庫。APP結合雲端資料庫後，可確實保管 使用者的數據，並透過各類資料庫的語法進行資料處理，使大數據 成為有用的資訊，接著我們將介紹我們選用的工具與傳輸方式。 APP

運用分組功能，提供各族群適合的運動及運動時間 雲端資料庫應用 1. 雲端資料庫選用 — FireBase後端服務平台 具有分組功能 1 支援Android、iOS以及Web 2 可使用C++、Java、Javascript撰寫 3 運用分組功能，提供各族群適合的運動及運動時間

雲端資料庫應用 1 2 2. 資料傳輸方式 FireBase 雲端即時資料庫 運動產生的即時數據 APP指定資料夾 APP 藍芽傳輸 傳送　 1 FireBase 雲端即時資料庫 運動產生的即時數據 APP指定資料夾 APP 2 其他需運算 才能得知的資訊 在即時資料庫 有資料變更時 重新運算後顯示至APP

雲端資料庫應用 3. 離線服務 透過離線服務 重新連至網路後 網路流量 有限制的使用者 使用設備 本地緩存 同步數值至 雲端即時資料庫

大數據分析 1 2 在結合雲端資料庫後，就可開始利用資料庫裡的資料轉換成所需的資訊了。 利用過去到現在所收集的資料，透過統計、分析等工具，使資料成為可信度 高且可利用的資訊。接下來將介紹我們大數據分析選用的工具與應用 BigQuery介紹 1 2 軟體維護階段 軟體開發階段

BigQuery易操作、速度快，無需管理伺服器問題 大數據分析 1. 分析工具選用 — BigQuery 1 搜尋速度快 2 使用SQL語法，操作容易 利用Google大量伺服器分析，只需 取得與分析資料，不須維護、管理伺服器 3 4 可執行數據篩選、統計並產生圖表 BigQuery易操作、速度快，無需管理伺服器問題

為避免成本過高，BigQuery主要應用於下列兩階段 大數據分析 1. 分析工具選用 — BigQuery $ BigQuery 依處理資料筆數收費 每增加資料 皆須重新分析 造成 分析成本過高 為避免成本過高，BigQuery主要應用於下列兩階段

大數據分析 2. BigQuery應用 第一階段：軟體開發階段 未有 使用者時 把所有外部資料統整後變成資訊，再將這些資訊 與使用者特質結合，形成APP主要資料庫 建立 新使用者時 在使用者APP資料夾下建立使用者專屬資料庫 使用者 運動時 資料存入專屬資料庫，在使用者介面上顯示個人 相關資訊

大數據分析 2. BigQuery應用 第二階段：軟體維護階段 增加大量數據或新資料時，結合 新數據與新資料來源調整主資料庫 現有的內容

演算法應用 END START 1. 演算法的定義 由一組有順序性且清楚可執行的 步驟所構成的集合，且程序最終 可結束

演算法應用 2. 演算法 vs. 程式 vs. 處理程序 演算法 Algorithm 程式 Program 處理程序 Process 演算法常與程式和處理程序並提，這三個單字彼此相關卻相異： 演算法 Algorithm 程式 Program 處理程序 Process 本身是抽象的 將演算法的具體表示 演算法執行上的運作

虛擬碼可助於快速構思並使撰寫程式更加快速 演算法應用 將一杯100公克水調成濃度80%以上的糖水，可寫成以下的虛擬碼： X ← 糖的重量 X=0 Do 加一克的糖 Until（(糖／（糖+水重量）>=80%） 3. 虛擬碼介紹 演算法表示方式之一 可用多種語言表示 通常使用程式語言結構及語法 虛擬碼可助於快速構思並使撰寫程式更加快速

演算法於智慧鞋之應用 — 舉例 「讓使用者知道今日運動量對健康的影響」 Type Speed MET Walking 5.5 3.6 設一名體重60kg的使用者以時速5.5公里的速度持續 步行1.5小時，根據步行的MET值3.6（代謝當量）及其計算公式(kg*hour*METs) 約可消耗324大卡 虛擬碼計算消耗總熱量APP經歷的過程如下頁所示： Type Speed MET Walking 5.5 3.6 備註： Speed單位km／h ; MET單位kcal／kg／hour

演算法於智慧鞋之應用 — 舉例 開啟資料庫 ↓ 分配Type=Walking; Speed=8; Weight=60; Time=1.5 Double Burn_Kcal→消耗的卡路里 Double Exercise_MET→存放各種運動的MET 建立Command CMD字串 =SELECT * FROM計算熱量 WHERE Type=’Walking’ AND Speed=’8’ 啟動DataReader DR 讀取 CMD字串 Exercise_MET =DR[“MET”] Burn_Kcal=Weight*Time* Exercise_MET =324 顯示Burn_Kcal數值至APP指定區域 結束本段指令 設定使用者資料(運動類型、時速、體重、運動持續時間)初始值，並設立待會放置消耗卡路里及MET值的變數 建立名為CMD的字串以儲存資料庫將要進行的指令(從資料庫中找出運動類型=走路且時速=8公里的資料列) 啟動資料庫讀取工具執行上列指令 將讀取出的資料列中欄名為MET的數值存放到名為Exercise_MET的變數中 計算消耗的熱量並將結果存入Burn_Kcal這個變數中

遊戲設計方向 針對客群 遊戲設計方向 幼兒 青少年 上班族 銀髮族 遊戲過程增加跳躍動作，給予腳底與關節壓力刺激，幫助幼兒長高 以組隊合作、較刺激的遊戲為主。使其符合青少年喜好，平常可與朋友、同學們一起玩樂、互相激勵 上班族 考慮到上班族長時間久坐，因此希望藉由遊戲讓上班族在空閒時間時能夠站起來動一動（如：踏步） 銀髮族 1. 運用雙人遊戲，讓銀髮族可透過遊戲增進家人間的互動 2. 遊戲方式以原地踏步為主，避免操作複雜及激烈運動

遊戲介紹 1. 幼兒遊戲 — 猴子躲障礙物 動作 指令 遊戲 玩法 遊戲 設定 遊戲人物 跳躍 → 遊戲人物跳躍 蹲下 → 遊戲人物蹲下 障礙物、道具 分數 遊戲 玩法 挑戰分數紀錄 在叢林場景中躲避障礙物 遊戲 設定 以秒數來計分 隨機出現障礙物 隨機出現道具，食用維持幾秒無敵狀態

遊戲介紹 ─ 示意畫面 請點選以下按鈕 分數 跳躍 蹲下

遊戲介紹 2. 青少年遊戲—生存遊戲 動作 指令 遊戲 玩法 遊戲 設定 蹲下 → 採取蹲姿/更換武器/補充血量 踏步 → 依踏步頻率變換遊戲前進速度 遊戲 玩法 在荒野中尋找裝備並將裝備加至道具欄 找裝備同時尋找與躲避敵人 找到敵人後鎖定目標並攻擊 遊戲 設定 顯示隊友位置於地圖 螢幕上顯示攻擊者的攻擊範圍 若有醫療用品，採取蹲姿血量將慢慢恢復

遊戲介紹 ─ 示意畫面 踏步 （慢） 蹲下 踏步 蹲下 踏步 蹲下 請點選以下按鈕 （中） （快） 隊友 1 隊友 2 隊友 3 隊友名單 255 240 SW W 300 285 NW 踏步 （慢） 蹲下 （採取蹲姿） 隊友名單 隊友 1 隊友 2 隊友 3 踏步 （中） 蹲下 （更換武器） 100/100 100/100 踏步 （快） 蹲下 （補充血量） 50/100

遊戲介紹 角色 地圖 3. 上班族遊戲 — 鬼抓人 道具欄 隊友 名單 動作 指令 遊戲 玩法 遊戲 設定 滑動手機→視角轉向、轉彎 踏步→前進（依踏步速度分為快、中、慢） 角色 道具欄 剩餘秒數 地圖 隊友 名單 遊戲 玩法 一場為兩局 玩家分兩隊，一隊當抓人，一隊躲鬼 最後以抓到次數總和作為分數標準 遊戲 設定 被抓到玩家回到原點 躲鬼的玩家可用道具拖延鬼的移動速度 鬼可設置一定次數陷阱，使人困住一段時間

遊戲介紹 ─ 示意畫面 踏步 （慢） 跳躍 踏步 左滑 踏步 右滑 請點選以下按鈕 5 分 00 秒 （中） （快） 隊友 1 隊友 2 （使用道具） 隊友名單 隊友 1 隊友 2 隊友 3 踏步 （中） 左滑 （左轉） 踏步 （快） 右滑 （右轉）

遊戲介紹 3. 銀髮族遊戲 — 節奏遊戲 動作 指令 遊戲 玩法 遊戲 設定 分數 拍手 → 一般節奏（一下一個節奏） 踏步 → 連拍節奏 根據遊戲畫面出現的節奏指示拍手、踏步 遊戲 設定 支持單人遊戲與雙人合作模式 踏步與拍手不同時出現，以免聲音混淆

遊戲介紹 ─ 示意畫面 請點選以下按鈕 單人模式 拍手 （一般節奏） 踏步 （連續節奏） 雙人模式 拍手 （一般節奏） 踏步 （連續節奏）

未來發展 1. 提供安全友善運動環境 針對使用者 經常性運動路線與地點 結合定位系統 與地理資訊系統 讓相關單位針對 路線規劃安全措施

未來發展 2. 結合人工智慧 — 人工智慧定義 使機器盡可能地貼近人類的思考模式 需多種技術。如：大數據分析、機器學習、 機器人、圖像辨識、演算法、自然語言處理 等

未來發展 2. 人工智慧結合智慧鞋 — 現有功能 預防運動過量 運動路線規劃 提醒補水

？ 未來發展 健康知識問答系統 2.人工智慧結合智慧鞋 — 未來發展 發生 問題 判斷 可能病狀 如：膝蓋痛 連結線上 掛號系統 列出相關 結合使用者 運動及飲食習慣與症狀 ？ 如：膝蓋痛 有就醫打算 連結線上 掛號系統 列出相關 醫院科別 點選 健康知識問答系統 依據距離遞增排列

商品優勢 1. 提供GPS位置回報之功能 現今市面上智慧鞋，只能回報自己位置， 無提供他人位置回報之服務 這項服務主要針對孩童及老人，若外出 不慎走失，家人就可透過此功能得知其 目前地點

商品優勢 2. 強化數據分析提高運動效能 藉由運動數據幫每個人找出適合的運動 項目、防守或攻擊位置等，作為參考 依據。進而強化優點，改善缺點，協助 訂定專屬訓練計畫

商品優勢 3. 智慧鞋與遊戲的結合 目前市場上智慧鞋普遍未結合遊戲。少數結合 遊戲之智慧鞋多需購買額外裝備，無法有效 吸引大眾使用，故普及率不高 「智入你的健康」智能鞋以無須購買其他配備 即可遊戲的方式進行遊戲，並於遊戲中對身體 數據進行分析

我國運動館業家數逐年上升，運動產業商機大 STP分析及市場規模 1. 市場規模 — 臺灣運動場館業家數圖 資料來源：TTR 台灣趨勢研究 我國運動館業家數逐年上升，運動產業商機大

我國玩手機遊戲比例高，為亞太地區第二名 STP分析及市場規模 2. 市場規模 — 亞太國家每週使用手機遊戲（一次以上）比例圖 資料來源：2017 消費者洞察報告 我國玩手機遊戲比例高，為亞太地區第二名

我國老年人口比例高，已超過高齡化社會標準7% STP分析及市場規模 3. 市場規模 — 107年臺灣人口比例圖 資料來源：2017 消費者洞察報告 我國老年人口比例高，已超過高齡化社會標準7%

市場區隔 STP分析及市場規模 Segmenting 心理變數： 行為變數 ： 4. STP分析 — 市場區隔 想要減重 沒有動力運動 想準確了解運動成效 行為變數 ： 常玩手機遊戲 運動行為只有三分鐘熱度 市場區隔 Segmenting

STP分析及市場規模 目標市場 想減重卻沒動力運動的人 市場定位 「結合遊戲及運動，玩出健康」 4. STP分析 — 目標市場、市場定位 Targeting 想減重卻沒動力運動的人 市場定位 Positioning 「結合遊戲及運動，玩出健康」

市場比較 智入你的健康（智慧鞋）與市場上產品之比較 勝 勝 勝 勝 比較因素 智入你的健康 小米－90分智能鞋 GPS位置回報功能 電池  比較因素 智入你的健康 小米－90分智能鞋 GPS位置回報功能 有 無 電池 自行發電，無須充電 充電式電池，無須更換 傳感器 多置入溼度傳感器 外部壓力傳感器 只配有基本傳感器 （加速度計、陀螺儀等） 遊戲結合 勝 勝 勝 勝

W S O T SWOT分析 提供GPS定位回報功能 遊戲操作只需手機、智慧鞋 藉由運動數據找出個人優劣勢 單腳無放置芯片 需要申請使用專利 人們崇尚名牌 缺少一定要買的動機 現代人沉迷遊戲 肥胖、心血管疾病人數增加

SWOT交叉分析 優勢 Strengths 劣勢 Weaknesses 機會Opportunities 提供個人化的身體管理及監控 遊戲配備只需鞋子與手機，增加吸引力 科技發展使相關零件價錢、整體成本下降 利用科技技術，建立安全認證 右腳放置基本裝置，增加遊戲開發彈性 威脅 Threats 向球隊等運動隊伍推銷 與登山裝備店洽談一起販賣 強調健康管理功能，全年齡層皆有購買需求 與Youtuber合作增加品牌知名度 強調安全認證機制，增加家長購買率

結合遊戲與運動，改善肥胖問題、促進國民健康 結論 推出 「智入你的健康」智能鞋 計步 遊戲 姿勢 矯正 定位 回報 運動 傷害警告 卡路里 消耗 我國成人過重及肥胖盛行率逐年上升 為了解決 結合遊戲與運動，改善肥胖問題、促進國民健康

結論 民眾運動量減少 飲食習慣改變 體重 超標原因 結合遊戲，增加運動動力 個人飲食管理 解決對策

結論 肥胖 造成問題 解決對策 引發心血管病和 糖尿病等多種疾病 影響活動、交際能力， 使其出現自卑、抑鬱等心理 改善運動習慣及飲食， 健康由內而外 運動社群，拓展生活圈 解決對策

參考文獻 一、碩博士論文 1、以OCF物聯網標準為基礎多重感測器全方位智慧鞋之設計與實作，國立臺北科技大學電子工程系研究所，105碩士論文，簡楙坤，李昭賢。 2、年長者於數位遊戲使用現況之探討，亞洲大學資訊傳播學系，105碩士論文，徐以臻。 3、穿戴式足部壓力感測裝置，私立大同大學通訊工程研究所，104碩士論文，戴宗霖，湯政仁。 4、結構化產品工程法應用於智慧穿戴式裝置之研究，國立臺北科技大學機電整合研究所，105碩士論文，楊富淳。 5、應用於穿戴式醫療裝置與物聯網的雲端串流處理系統，國立清華大學資訊工程研究所，104碩士論文，黃暉銘。 6、從行銷學STP觀點看大陸主要筆記型電腦廠商營運模式之比較硏究，國立臺灣科技大學管理硏究所，99碩士論文，薛寶源。 二、報章雜誌書籍 1、Compendium of physical activities: an update of activity codes and MET intensity， Barbara E. Ainsworth， William L. Haskell， Melicia C Whitt， Melinda L. Irwin， Ann M. Swartz， Scott Strath， W.A. O'Brien， David Bassett， Kathryn H. Schmitz， P O Emplaincourt， David R. Jacobs， Arthur S. Leon Medicine & Science in Sports & Exercise， 2000/9/1. 2、Large-scale physical activity data reveal worldwide activity inequality， Tim Althoff， Rok Sosič， Jennifer L. Hicks， Abby C. King， Scott L. Delp， Jure Leskovec， Nature， 2017/7/20. 3、Shock absorption characteristics of running shoes Cook SD， Kester MA， Brunet ME， The American Journal of Sports Medicine， 1985/7/1. 4、大數據逆轉力：數據狂人、棒球老教練和他不起眼的球員們，特拉維斯‧索奇克，五南，2018/6/28。 5、計算機概論(Computer Science)-An Overview 12th Edition， J.Glenn Brookshear•DennisBrylow 著， 林信男 譯， 滄海， 2015/7/12

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