守家

守家

Home Guardian · 語音式智慧家庭守護系統

一句話，
守一個家。

為高齡家庭設計的居家守護系統。客廳裡的「主神」是一台本地運算的 AI 主機，分散在各個房間的「式守」負責感知與回報。長輩不用學 App，開口說話就能開燈、問天氣、聽吃藥提醒；夜裡起床、瓦斯外洩、電器忘了關，系統也會主動處理並通知家屬。

為誰而做
長者與不熟悉科技的家人
架構
主神 × 五式守
隱私
不裝攝影機，資料留在家中

主神與五位式守

主神放在客廳，頂部是一座可以耙砂的小枯山水；五位式守各守一個房間，造型取材自守護神與式神，外殼以 3D 列印製作。點圖片可放大。

主神 × 式守　右為主神中央主機，左起赤火、蒼月、翠葉、白日、紫星。
主神外觀　頂部枯山水砂盤、正面散熱格柵，剖面可見風扇與主機板。
赤火守護者三視圖　貓耳兜帽與火焰紋章，守護廚房的爐火。
赤火廚房・煙霧與瓦斯
蒼月臥室・夜間起床
翠葉客廳・起居與陪伴
白日玄關・天氣與門窗
紫星走廊浴室・夜路照明

把家看成一座庭園

主神是庭中的主石，五位式守依房間散置。點選石頭可查看它守護的空間與感測器，選一個情境，看守家如何從感知、判斷到執行。

02:47
情境
式守
居家部署規劃圖　主神位於客廳中央，式守分布在客廳、廚房、臥室、走廊與浴室，形成分散式感測網路；右側為邊緣 AI 與雲端語言模型的混合架構。

開口就好

每個房間都有一個語音節點。一般控制指令在家裡的主神就處理完；需要開放式問答或陪伴聊天，才交給雲端語言模型。

常用說法

本地留在家裡

  • 所有感測資料：動作、毫米波雷達、門窗、溫濕度、煙霧、瓦斯
  • 開燈、關電器、冷氣電視等控制指令
  • 情境規則的判斷；斷網時照明與警示照常運作

雲端經同意才出門

  • 使用者主動開口的開放式問答、生活建議與陪伴對話
  • 透過雲端閘道推播給家屬的異常通知

對話為示範內容，依關鍵字回覆預設句子。

五層石組

由下而上疊起：感測層蒐集環境，控制層驅動設備，語音層負責對話，中央運算層做決策，雲端服務層只在必要時登場。每個元件都可以替換，不綁定單一廠牌。

雲端服務層CLOUD

雲端大型語言模型 API、雲端閘道。開放式對話與陪伴；家屬遠端通知與遠端管理。

中央運算層・主神EDGE AI

NVIDIA Jetson Orin Nano SUPER、1TB NVMe SSD、15 吋觸控儀表板。喚醒詞、語音轉文字、意圖判斷、語音合成與情境規則都在本地執行。

語音互動層VOICE

M5Stack ATOM Echo 語音節點，每房一個。負責收音與播放，經 Wi-Fi 與主神往返。

控制層CONTROL

小米智慧插座、Tuya 無線繼電器、小米無線 LED 燈、Tuya 紅外線遙控器。插座同時回傳用電，用來判斷電器是否忘了關。

感測層・式守ZIGBEE

Aqara Zigbee Hub，加上人體、門窗、溫濕度、毫米波雷達、空氣品質、煙霧、瓦斯感測器。電池供電、免布線，舊房子也能直接裝。

主神剖面　由上而下：枯山水砂盤、散熱風扇、主機板。

石組的核心：主神

中央運算層就裝在這顆「主石」裡。Jetson Orin Nano SUPER 在本地完成語音辨識、意圖判斷與情境規則；頂部的砂盤讓主機放在客廳時像一件擺設，而不是一台機器。

和一般智慧家居哪裡不同

市售產品以「控制設備」與「手機 App」為中心；守家從長輩的日常與家屬的擔心出發重新設計。

角色化的主神與式守

每位式守有自己的造型與守護的房間，冷冰冰的設備變成看得懂、叫得出名字的家中成員。

一句話完成操作

不必學 App、不必記選單，用平常說話的方式就能控制、查詢與接收提醒。

主動守護

不等指令。夜間起床自動照明、久未活動主動關心、瓦斯異常立即警示。

邊緣與雲端混合

本地處理確保即時與隱私；雲端模型提供自然對話與陪伴。

不用攝影機

以毫米波雷達、人體與門窗感測取代影像監看，守護長輩也保有尊嚴。

式守可增可減

依房屋格局增減式守，擴充環境、電力、空氣品質感測，部署成本低。

類型代表產品優勢不足之處
智慧音箱平台Google Nest、Amazon Alexa、Apple HomePod語音助理成熟、相容設備多設定仰賴 App，沒有主動守護與長者情境
智慧家居生態小米米家、Aqara感測器種類多、價格親民以設備控制為主，自動化要自己設定
開源平台Home Assistant彈性高、可本地運作需要技術能力自行建置
居家照護通報緊急救援連線、居家攝影機有緊急通報與專人服務多為被動按鈕或影像監看，有隱私疑慮
守家主神 × 式守語音互動＋主動守護＋非影像感測專為高齡家庭設計，免學習

研發進程與商品化

計畫執行期程為民國 115 年 3 月至 8 月，分五個階段推進。

  1. 第一階段

    概念與架構

    確立主神 × 式守架構、資料流，完成需求訪談與情境清單。

  2. 第二階段

    原型實作

    建置 Jetson 主機、Zigbee 感測網路、照明控制與語音節點。

  3. 第三階段

    模組整合

    串起感測、控制與語音；建立情境規則與雲端對話。

  4. 第四階段

    情境測試

    在模擬居家環境長時間運作，調整流程與互動體驗。

  5. 第五階段

    外觀與成果

    3D 列印主機與式守外殼，完成整合展示。

短期

走進真實家庭

以原型進行家庭試用，蒐集長者與家屬回饋，優化語音流程與情境規則。

中期

與照護現場合作

完成外觀與硬體整合、降低套組成本，與長照單位或社區關懷據點做場域驗證。

長期

守護整個社區

擴展到智慧住宅、智慧社區與長照機構，整合健康監測與緊急救援服務。

團隊

國立高雄科技大學 模具工程系、電機工程系

鄭瑞鴻指導老師・模具工程系 教授
林昌哲計畫負責人・模具工程所
曾唯誠共同負責人・模具工程所
劉晉銘團隊成員・模具工程系
戴睿賢團隊成員・模具工程系
郭宸毓團隊成員・電機工程系