清潔、衛生和清潔管理是人類福祉的核心因素，對感官體驗和感染控制產生深遠影響。隨著社會數位化和自動化的發展，越來越多的技術應用於優化清潔作業，特別是在餐廳、醫療設施、辦公室、商店、倉庫和公共空間等場所中。
本文大量對關於清潔管理系統的文獻進行了回顧，這些系統使用連接的感測器來優化清潔時間表，通過收集使用消耗數據、檢測訪客存在情形以及測量氣體等資訊，實現更高效的清潔。文中還討論了一些商業化的感測器實例，以及基於感測器和數據的清潔管理系統列表。
氣體感測器在改善公共廁所的清潔方面尤為重要，能檢測單一氣體（如二氧化碳）或反應多種氣體，甚至捕捉複雜氣味。納米材料的進步預示著未來氣體感測器將更加穩定、節能，並具有更高的靈敏度和選擇性。
此外，電子鼻（氣體傳感器陣列加算法）能檢測複雜氣味，並可能提升氣體感測器的選擇性。然而，目前仍存在的挑戰是需要持續改進氣體感測器技術和氣味感應解決方案，尤其是在物聯網（IoT）應用中的連結。
文中概述了多種氣體感測器的工作原理，並強調在IoT應用中穩定、低能耗技術的優勢。雖然化學電阻型感測器具有潛力，但其靈敏度和選擇性仍需提高，非分散紅外線（NDIR）和光聲光譜感測器等原理目前在某些應用中更受青睞。
1. 前言與背景介紹
清潔設備和場所是多種業務類型的核心。然而，大多數人認為清潔是一項枯燥的活動，既浪費時間和金錢，又對環境有負面影響。此外，清潔效果難以評估，因為通常缺乏明確的反饋機制。
隨著物聯網（IoT）技術的發展，清潔管理系統的出現為優化清潔工作支持了新的技術。這些系統目的在於根據實際髒污的程度來安排清潔作業，而非僅依賴經驗或預定計劃，並減少清潔結果依賴操作員技能的程度。
COVID-19疫情強調了良好衛生對感染風險降低的重要性，有效清潔是達成良好衛生的關鍵。未來，對清潔管理系統的需求可能會有很大的增加。
2. 公共廁所中的污垢概述
公共廁所中的污垢可以分為可見污垢和不可見污垢，這些污垢既可能令訪客感到不適，也可能傳播疾病。
2.1 可見污垢
紙巾垃圾：未妥善處理的紙巾可能堵塞水槽或馬桶，並給人雜亂無序的印象。
泥土與砂礫：鞋子帶入的泥土通常分布在地板上，雖不會直接影響衛生，但會令地面顯得骯髒。
馬桶內的黑色污垢：由有機物和離子結合形成的生物膜，若不經常清理會導致清除困難。
濕滑或污染的表面：門把手、燈開關和馬桶圈上的濕漬會增加細菌存活的可能性。
2.2 不可見污垢
氣溶膠和糞便細菌：沖水、洗手或使用烘手機時產生的氣溶膠會在空氣中散播微生物。
生物膜：難以清除且持久存在的微生物聚集，對清潔是個挑戰。
空氣品質和氣味：例如氨氣和硫化氫的存在會降低空間感官衛生。
3. 基於感測器的解決方案
3.1 清潔管理系統
這些系統通過感測器數據（如紙巾和肥皂的消耗量、垃圾桶填滿程度等）來判斷衛生狀態。常見的商業化系統包括：
TORK Vision (tork.se)
Info Grid (infogrid.io)
KOLO (gppro.com)
Onvation (kcprofessional.com)
3.2 感測器技術的應用
光學感測器：
用於檢測污垢和微生物生物膜。
例如多光譜成像技術可以識別污垢位置。
氣體感測器：
檢測二氧化碳和揮發性有機化合物（VOCs）。
電子鼻技術能識別複雜氣味並改進氣體感測器選擇性。
聲波與雷達：
通過聲波或雷達技術檢測訪客行為與空間使用狀況，提供隱私保護的解決方案。
超聲波技術：
用於垃圾桶監控和佔用情況檢測。
4. 未來研究方向
雖然感測器技術在清潔管理中取得了顯著進展，但仍有許多挑戰需要克服：
低成本與高靈敏度：開發能檢測病原微生物的IoT感測器。
機器學習與演算法優化：基於多感測器數據開發更加精確的清潔系統建議。
隱私與數據保護：促進隱私友好的技術（如雷達和聲波）應用。
5. 討論與結論
基於感測器的清潔管理系統已在許多公共環境中成功實現商業化應用，特別是在公廁衛生監測的場景中。這些系統通過數據驅動的方式，不僅提升了清潔的精確性和時效性，還減少了資源浪費。然而，要進一步提升這些系統的效果，仍需解決感測器靈敏度、選擇性及穩定性等技術挑戰。此外，社會對隱私的高度重視，也要求採用隱私友好的技術解決方案。
台灣室內環境品質管理協會對於台灣智慧公廁政策推動的建議如下：
整合多元感測器技術：
在公廁環境中應結合多種感測技術，如氣體感測器（檢測氨氣和揮發性有機化合物）、光學感測器（識別污垢與微生物生物膜）、超聲波與雷達技術（檢測佔用情況與行為模式）。這種多技術融合的方式可以提供更加全面的衛生狀況評估，特別是針對高人流量的場所。
關注納米材料與氣體感測技術：
借助最新的納米材料開發高靈敏度、低能耗的氣體感測器，有助於檢測異味和空氣污染。
引入隱私友好的解決方案：
由於隱私顧慮，建議優先採用非成像技術（如雷達或聲波），而非傳統攝影機。
推動智能數據分析：
開發基於機器學習和人工智慧的分析模型，從多種感測器收集的數據中提取清潔需求模式，並自動生成個性化的清潔計劃。這不僅能提升清潔效率，還能根據地區特性和使用習慣優化資源配置。
政策與技術標準制定：
由政府引導，制定智慧公廁的技術與運行標準，包括感測器的技術要求、數據安全保護措施以及清潔服務的規範化指引。標準化的政策框架將有助於促進智慧公廁的全面推廣與應用。
本地化應用與文化適配：
根據台灣的氣候條件（如高濕度）及使用習慣，設計適合的清潔管理策略，例如強化排氣系統並優化紙巾與水的消耗。
推進公私合作：
鼓勵政府與私人企業合作，引入創新解決方案，降低智慧公廁技術的建設與營運成本。例如，可與協會的科技公司合作，試點推廣基於物聯網的公廁監控系統，積累應用經驗並進一步完善技術。
公共教育與宣傳：
通過教育與宣傳，提高公眾對智慧公廁的接受度和認知度。向民眾強調智慧公廁在衛生保障、節約資源以及提升使用體驗方面的優勢，增強其對新技術的信任與支持。
總結來看，智慧公廁的推廣不僅是一項技術升級，也是一項關乎公共健康、資源永續和使用者滿意度的重要工程。通過技術整合、政策支持和公私協作，台灣可以在智慧公廁建設上走在前列，提高公共衛生管理水平，並進一步實現永續發展目標（SDGs），為全球智慧城市建設提供成功範例。
(參Sven Isaksson, "Sensor-Based Hygiene Monitoring in Restrooms and Related Areas – A Review" , RISE Report: 2023:138)
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