工程學科(一)科

健走是一種較無負擔的運動，因而深受廣大人群喜愛，然而由於近期嚴峻的新冠疫情，大家為了防疫而不敢出門，為了滿足想運動也想要出國遊玩的使用者，所以我們設計了VR健走環遊世界系統，透過IOT鍵盤與滑鼠驅動裝置能夠讀取雲端資料庫中，使用者的操控指令，來驅動Google map街景移動，並透過手機體感裝置開發，讓使用者能夠以體感健行與姿態變換的方式，在Google map街景服務中進行環遊世界探索，包括前進、右轉、左轉、俯視、仰式、停止的姿態變換，此外我們設計了使用者介面APP，讓使用者能夠快速的選擇喜歡的遊玩模式，可選擇開車、步行、單人、多人模式，透過我們的VR健走環遊世界系統讓運動與旅遊出現新的篇章。

在農業生產過程中，溫濕度、日照強度、土壤水分、肥料...等諸多因素，對作物生長狀況有決定性的影響。這些自行種植者，簡易方法可以參考氣象單位的測候資料，進階的方式則是智慧化，在種植場域加裝攝影機、感測器，如圖一所示架構。智慧農業的優勢有： 自動化監控，精確控制，降低生產風險，提升質量及產量； 降低人力耗費，提高效率。 在本研究中，我們以物聯網技術，結合影像串流，製作了農業用的監控系統，可以手機遠端影像監控，功能包括即時影像觀看、自動灑水、噴藥(或施灑液態肥)和施撒固態肥料等功能，協助農民耕作更比較方便，同時也加強產品品質。成品將以小型化溫室容器之自動化控制為目標，同樣的架構可以擴大至較大型溫室及農地建置。

科技的日新月異，人們除了在日常娛樂拍攝中結合了空拍機，在各個職業領域為了便利與效率也運用上了空拍機，傳統空拍機的空中攝影技術也逐漸結合各項感測器、機械結構來達到職業上的需求。本專題使用單晶片Arduino nano、MEGA Mini Pro、ESP-32和飛行控制器Pixhawk為主要控制板打造一台空拍機，並結合熱成像與各感測模組達到消防救援的功效。

世界各地也開始提倡能源永續發展，又因近幾年無人機相關產業日漸增加，我們團隊決定把這兩個趨勢做一個整合，透過太陽能輔助系統讓傳統無人機的續航有所提升，未來搭載 各式感測元件與攝像頭的組合與搭配可運用在各式場合作探勘與量測之作業。

生活中網路商店或夜市常看到業者手工用鋁線在折造型，這些造型必須應用手工方式生產，所以生產效率及重現性低，且這類型的塑性加工在課堂上我們只能觀看一些影片來教學，無法實際進行操作。本專題用單折彎頭來進行金屬線之折線加工，以課堂所學知識及加工技術背景進行開發，主要以3D列印機的Arduino+RAMPS1.4控制器為基礎，自行設計及加工折線機構、進線機構、轉軸機構與螺桿機構開發出小型折線機。利用Python程式語言開發出將圖型座標轉換為NC碼，透過MT7688物聯網方式，直接控制所需的機械動作，做出所需的作品，讓使用者只需畫圖即可做出成品，不需學習機器控制語法。本專題可自動化加工生產、具有3D折線功能、折不同軟硬度的材料、操作介面簡便、體積小、成本低。

最近幾年隨著全球科技的進步以及變化，漸漸的我們已改變了我們的生活方式，讓我們用有更便利的生活，而因為這些生活上的變化，我們應該更進一步省思想想未來除了被動應對這些科技所帶來的進步之外，台灣還有哪些東西是可以讓我們可以去研發並解決生活中的困難的？而我們這次製作的科展作品《機車智能防鑰匙反鎖系統》，是利用現在很流行的Arduino來編譯程式，以及搭配應用很廣泛的RFID一起結合出的產品，而本次研究宗旨是想要在未來全世界上，所有的機車騎士都不用再煩惱鑰匙不小心掉入車廂的狀況。

本作品的特色是以Arduino單晶片為核心，自製一個機電整合系統的電線彎曲機，利用程式設計好的流程，系統即會自動控制步進馬達，將所需之電線送入進料機構、Z軸機構、彎曲機構，完成程序所設定之長度、形狀，讓使用者可以客製化的規劃，方便、快速又一致性的彎折所需之電線。

智慧物聯 (AIoT) 在生活中逐漸普遍，應用在機器人、智慧家電、語音助理…等各種用途上。本研究將以AIoT概念開發暗棋機器人，可讓任何程式開發者，透過開放的http協議要求雲端應用程式介面(API)，開發各種形式的暗棋對弈程式或機器人。暗棋對弈系統基礎架構運作，是具有雲端連線的IPCAM及機器手臂的機器人，系統向IPCAM要求暗棋的盤面影像，再透過卷積神經網路 (CNN) 辨識暗棋盤面，將棋譜提供給對弈人工智慧運算下一步的棋步，提供給機器手臂做出翻棋、移動、吃子的動作。此一設計方便的大量收集棋譜資料庫，作為未來暗棋對弈深度強化學習的資料樣本，AI棋力將可提高，搭配機器手臂作下棋動作，CNN辨識盤面，以AIoT概念架構，可望讓對弈機器人大眾化，逐漸普遍於各個地方。

本研究設計雙層葉片風力渦輪機，並使第二層葉片吸收第一層剩餘風能，提升發電效率。由於渦輪機葉片運動模式複雜，因此將實驗分成兩部分，首先去除渦輪機旋轉的因素，測量前後機翼改變攻角、間距及方位角情況下的升力，經實驗分析下洗氣流效益最佳處，為攻角於12度、間距1.5倍弦長、方位角-15度處；第二部分實驗測試雙層葉片渦輪機發電效率，當兩層葉片間距為1/4螺距（90度）時，兩層葉片應於夾角90度有最大效率，但減去下洗氣流方位角-15度，夾角75度對應效率最佳，經風洞實驗得相同結果。經效益分析，兩層葉片渦輪機效率提升四葉葉片的三成，一層葉片佔渦輪機總成本10-20%之間，可見本設計具備提升效率及降低成本的特性，未來具有高度前瞻性。

拜科技之賜，在台灣，出門已經不需要帶太多的配件，一台手機就具備多樣功能，因此我們構想，如果日後領取快遞也只需要手機認證，並且再也不會有無人收貨、無法投遞的狀況，同時，也能保證包裹的安全性，於是我們發想製作一個快遞櫃。 我們的快遞櫃系統，會建立快遞員的人臉辨識資料，只要快遞員運送貨物至快遞櫃後，系統會告知客戶，並傳送密碼解鎖快遞櫃，當客戶領取貨件後，寄貨方會收到貨件已被領取的訊息，快遞櫃將重新鎖上，進入下一個循環。