經濟部國家產業創新獎－推薦閱讀

王復康助理教授

王復康

王復康助理教授
國立中山大學電機工程學系電波組

創新菁英－青年組

開發自我注入鎖定雷達系統創造全新產業應用

隨著科技的進步，過去主要應用於國防、氣象的雷達（Radar），如今已被廣泛運用在工業與民生領域，包括量測呼吸、心跳及汽車的防撞雷達。投入雷達系統研究十多年的王復康，為改善傳統雷達架構的缺失，創新開發自我注入鎖定（SIL）雷達系統，靈敏度達一百萬倍；透過產學合作促進產業升級，更衍生兩家新創公司，將研發成果逐步擴散應用至更多產業。

雷達的出現始於第二次世界大戰前，當時開發的本意為協助貨輪在夜間或大霧中航行時避免發生碰撞事故，二戰期間則用來偵查敵機和軍艦。之後隨著微電子等各個科技領域的進步，雷達技術不斷發展。至1970年代，雷達系統首次被應用於非接觸生理徵象感測，如呼吸、心跳速率等，且因為不需要配戴任何裝置，可減輕長時間受測的不適，從而受到廣泛關注。

然而，傳統的雷達架構有其侷限性，舉例來說，受測者會因為呼吸與心跳造成胸腔與雷達的相對運動，也就是所謂的都卜勒效應（Doppler Effect），此外也會受到環境中靜止物體所反射的雜波訊號干擾，使得感測訊號失真；再者，傳統雷達系統的靈敏度與電磁波頻率成正比，但高頻電磁波的傳輸損耗較大，不適用於穿著厚重衣物的人體或具有皮毛的經濟動物（如牛、豬），加上成本與複雜度高，難以普及。

中山大學電機工程學助理教授系王復康在2009年就讀博士班時，即投入自我注入鎖定（Self-injection-locked, SIL）雷達的開發。相較於傳統架構，SIL雷達具有更高的感測靈敏度及優異的抗雜波功能，且架構簡單，能夠解決應用上的痛點。截至目前，累積專利技轉、授權與產學合作簽約金額已逾新臺幣1億元，衍生效益仍在持續擴散。

鎖定關鍵性技術資源用在刀口上

從大學時期就加入中山大學電機系電波組射頻微波實驗室的王復康，一路從碩士班、博士班，甚至回母校擔任助理教授，都聚焦在雷達系統、微波電路與感測器融合等，在研究上對他影響最深的人就是指導教授洪子聖博士。王復康提及，「我在大三加入實驗室，當時對很多事還很懵懂，可說是老師帶著我一步步了解研究是什麼、如何設定目標，以及在心態上的調適、待人處事等，甚至出國回來，他也給了我許多建議。」

王復康分享，雷達不只是一個元件，而是牽涉到整個系統，包括天線、放大器、處理器，還有許多電路要整合在一起，以及雷達感測到的資訊要做一些軟體分析或訊號處理，既有硬體，也有韌體控制，涵蓋層面相當廣泛。他一開始碰到的最大問題就是有些部分不是他擅長的領域，當時指導教授告訴他，「如果這個東西不是很重要，花太多時間去開發沒有意義，不如買現成的來用；如果是很關鍵的部分，就要花時間去研發、突破。」

「所以我們有些元件是買現成的，另一個好處在於這些元件很耐用，可以重複使用兩、三年，省下的錢可以用來購買儀器。」王復康指出，量測儀器動輒幾十萬、幾百萬元，而且有時不只需要一台儀器，加起來就是千萬的門檻。所幸學校和政府有些獎補助計畫可以申請，加上一些機構（如國家實驗研究院台灣半導體研究中心）有提供儀器量測服務，「這些外界協助讓我們可以省下購買儀器設備的高昂費用，將資源做最有效的利用。」王復康說。

提供健康管理解方授權金額創紀錄

然而，要將實驗室的研究成果落地應用，就需要靠產學合作或交流。王復康在雷達硬體架構取得突破性的性能成長後，接著開發相對應的軟體演算法，正確率與可靠度都達到商用水準。

面對全球暖化對畜牧業帶來的衝擊，為避免熱衰竭導致牛隻猝死，且考慮獸醫不可能隨時待命，業者尋找可針對牛隻進行健康管理與疾病預防的非接觸生理徵象量測方法，前後超過十年未果。2015年美商VitalMetric獲得SIL雷達技術授權，透過對乳牛進行長期非接觸呼吸與心率監測，判斷其生理健康及鑑定牛乳品質，授權金額高達200萬美元，每年並可收取全球銷售額3%衍生利益金，創下國內資通訊領域最高金額紀錄。

除了牛隻方面的應用，SIL雷達也可應用在人體生命徵象的感測。王復康舉例說明，心電圖（ECG）是用來檢測心律的常見檢測方式，透過在受測者身上黏貼電極貼片，心電圖儀器可以顯示出心臟的電位變化。SIL 雷達的優點在於不用配戴任何裝置，睡覺時也可以感測，隨時追蹤受測者的呼吸及心跳變化，當病人不舒服時進行預警通知，醫護人員可即時給予關心。

2017年，王復康協助成立國內第一家由學校技轉衍生的新創公司昇雷科技，授權SIL雷達相關專利，鎖定治療照護與防疫的精準健康產業做為重點發展項目，中山大學技術入股與享有每年5% 銷售金額的回饋。

2020年由工研院主導授權，SIL雷達衍生第二家新創公司-翰揚生理感測，專注於智慧感測系統。王復康指出，隨著工業4.0的到來，加速企業朝向自動化生產與智慧製造發展，如果在不應該有人的環境裡有人出現，就很容易發生意外事故，SIL雷達不只可藉由呼吸、心跳判斷環境中是否有人隱匿，還可感測震動、距離，提供零死角、全自動的監測，確保工業安全與製程品質。

勇於顛覆常識才能取得大幅進展

一直以來，王復康秉持著「傳統的解決方法只能帶來小幅度的改善，顛覆常識的解決方法才能創造大幅度的進步」的理念，不斷打破常規，突破既有瓶頸。目前SIL雷達相關產品已開發完成並進行驗證、初估兩家新創公司在2023年的營業額合計可突破新臺幣1億元，並持續與其他科技、服務業與通路合作，形成完整的生態鏈。

王復康的下一步計畫，除了持續開拓雷達系統在各領域的發展，希望能突破頻寬的限制，讓性能再往上升級；同時將觸角延伸至感測器，投入感測融合技術的開發，將無線通訊甚至6G與感測技術進行整合應用。

從事科研工作十多年，王復康以鋼琴演奏家克勞迪奧．阿勞（Claudio Arrau）說過的一句話自我期勉，「身為一位詮釋者，須以赤誠為其所演繹的作品殫精竭慮。」對王復康而言，身為研究工作者，要誠實面對自己、面對要解決的問題，然後竭盡所能完成目標。

得獎感言－王復康助理教授

感謝評審委員的肯定以及主辦單位的辛勞，也感謝長期以來政府相關部會對於學術創新的支持，期許自己能持續做出貢獻。

在求學過程中，非常榮幸能接受洪子聖博士的指導，關於研究的意義與經驗分享，令我終身受用；諸多生命裡的貴人所帶來的知識、智慧、與思維突破是無價的瑰寶；師長前輩的提攜照料，讓我的發展路途更為順遂；要感謝的人不可勝數，而母校國立中山大學的培育讓這一切因緣俱足，提供我豐富的資源與廣闊的舞台肆意發揮，成就我的學業、事業、與志業。

在提升系統表現的研究過程中需要反覆確認各個環節，以及單一技術所帶來的整體貢獻，感謝實驗室同學的投入，滿足我的任性妄為；最後感謝家人對我的包容與支持，讓我有勇氣追求更好的自己。