工程學科(一)科

因近年來食物浪費嚴重，相關議題已被聯合國納入永續發展指標第12項中，加上國人對健康飲食的風潮，本研究希望應用物聯網，結合硬體的感測、雲端程式架設與手機App技術建構一組健康管理智慧冰箱套件，以減少家庭中食材的浪費。實作研究藉由冰箱食材儲存機構的設計並將ESP32控制板安裝於適當的空間，其存儲機構內之極限開關感測器能即時讀取並傳送食材之種類與時間資訊至雲端介面資料庫，然後雲端程式會依使用者每日活動量與身體資訊，根據衛福部飲食指引與相關文獻求出使用者每日熱量建議攝取值，最後結合冰箱食材與個人偏好進行健康食譜的決策推薦，以達到避免食物浪費與健康飲食之目的，其所記錄的資料亦可作為後續家庭食材管理與個人健康分析依據。

本研究提出一套創新的體溫檢測方式，透過全新的檢測演算法架構深度解析脈搏訊號中的特徵，並結合深度學習神經網路開發一套體溫檢測的嵌入式系統。本研究基於血液共振理論，將光體積變化描計圖法擷取到的脈搏訊號處理，從中擷取共振峰值及其變化量，並開發演算法實時檢測血液循環中諧波的微小變化，改善當前分析方法著重在計算平均值，無法呈現即時狀態的缺失。本研究提出的系統和演算法所延伸的深度學習體溫檢測系統準確度在±0.16°C，同時預警系統可以擴展至多種趨勢相關的臨床症狀。此外，本系統實作出嵌入式AI技術，並且以聯邦式學習方法保障資訊安全，將資料保存於本地，上傳訓練調整後的參數到雲端，對邊緣運算領域能做出實質貢獻。

本系統運用石墨添加聚矽氧聚合物製成導電薄膜，通電後電壓與電阻依據歐姆定律與焦耳定律產生熱能，製成輕薄且柔軟的加熱片或網狀。配合單晶片為核心的恆溫控制系統，通電後溫和穩定地加熱，輸入設定值當溫度達到32度C時會停止加熱，當溫度過低時會啟動系統開始加熱。藉由手機的APP連接WIFI用電晶片傳到基地臺，可以直接用手機看到整個系統的環境溫度狀況，藉由APP遠端遙控可以達成我們所想的節能目的，還能夠及時了解狀況，維持所需的溫度，讓溫度不會過高或過低。因此防止農作物失溫，增加農作物的存活率。

本組發現了菲涅爾透鏡有短焦距的效果，因此可達到良好的聚焦加熱，又太陽因地球自轉，有了這幾點動機，所以本組決定採用myRIO做為控制器再搭配Wi-Fi遠端的無線監控、步進馬達的驅動、菲涅爾透鏡的短焦距，以達到聚焦加熱完成自動追日加熱的系統。 本組作品可Wi-Fi無線監控，分為手動聚焦加熱、自動聚焦加熱。但因晝夜長短不同、四季不同，所以本組利用四顆光敏電阻（CDS）進行光源方向感測，做出16種狀態的真值表，讓實際值與設定值進行比較判斷並且二值化，形成一個閉迴路控制；使用myRIO控制器和LabView可圖形化程式設計、虛擬儀表的人機介面做搭配，可透過人機介面可無線監控，最後再由菲涅爾透鏡的短焦距進行聚焦加熱，達成較佳的加熱效率。

本作品的特色是以Arduino微處理器為核心，利用開源軟、硬體，自製一個電腦數值控制系統的保麗龍自動切割機。使用者只要先以繪圖軟體Inkscape製作出切割路徑的G-Code程式，再以Universal Gcode Sender軟體將程式傳送至控制器，系統即會自動控制步進馬達，將所需切割之圖形自動、快速的切割完成。

無線充電技術於智能手機等消費性電子的應用與日俱增，相關國際規範制訂也逐漸完備。展望未來，無人車、無人船、無人機、無人搬運車等智能化電動載具之應用技術發展，不但有利於減少溫室氣體排放量，且能降低交通運輸及智慧製造產業對傳統石化燃料的依賴。然而電動載具發展的關鍵問題就在於電動載具之蓄電池的續航能力、能量密度、充電時間、使用壽命及建置與維護成本皆大大影響商品化應用。本作品著重於智能化電動載具之串聯諧振式無線充電系統分析、設計與實作的認識及瞭解。說明書首先簡單介紹無線電能傳輸之基本原理，並透過實際繞製發射、接收線圈，焊接電路板，實現一組無線充電系統能夠操作於零電壓切換區間，達到更高的效率。

銑床基礎加工實習，技術層面著重於六面體銑削。如何將六面體相臨兩平面間垂直精度建立，決定了工件後續尺寸控制依據。 實習老師指導我們對銑床主軸中心、虎鉗鉗口固定面、虎鉗底面校正，旨意建立材料置位對應虎鉗夾持角度對合關係；問題是實作上我們無法重現精確達成。依功能性分析發現關鍵在於夾具、工件、軸系三者間無法快速定位校正問題!本研究創新方式是設計增加可重置夾持單元及類比轉數位角度控制單元，以銜接置換維度方式進行定義”固定件位置”，快速獲取重置加工基準面趨近一致於機台軸系方式，有效解決人為校正操作技能不確定性。

在多數有毛小孩陪伴的家庭，訓練寵物大小便的問題至為重要，足以影響主人的生活品質。本研究的寵物訓練機以操作制約為理論基礎，透過監測寵物可否在正確位置如廁，再以語音及食物獎勵，強化在正確位置如廁的行為，讓主人可以在機器的輔助下，順利完成寵物的訓練。為辨識排泄物是否在正確的位置，採用熱影像攝影機辨識環境熱源，擷取前後兩張熱影像的差，找出有降溫特性的物體，藉以確定寵物排泄物的位置，準確率將大幅提高。當寵物成功在正確位置如廁時，訓練機立刻啟動獎勵，以樹莓派啟用語音獎勵及藍芽控制零食桶給予獎勵，寵物便可以不用主人親自訓練，便可以達到訓練寵物在正確位置排便的目標。

塑膠射出是塑膠製品中最基本的製造方法，塑膠原料經過融化以後進入模具內等產品冷卻以後再由頂出板與頂出銷頂出產品，然而在頂出的過程中頂出銷需要擺放的位置需要由產品的形狀和排列方式而定，造成每一組塑膠產品都需設計不同頂出位置，所以進而嘗試使用費氏數列的方法來排列出頂出位置。 參考市面上的塑膠模具發現，大部分塑膠模具都有不同的頂出位置，為了因應不同的產品而設計，故本次利用腳踏車平面拼圖塑膠模型設計頂出費氏列設計裝置製作腳踏車拼圖，所以在設計塑膠模具中可以降低頂出排佈困難，減省時間也節省材料的花費。

在台灣這種潮濕的氣候裡，蟑螂是每個家庭頭號公敵，多數人看到牠都會聞之色變，為了解決問題設計一個可讓大眾方便的滅蟑工具，參考市售滅蟑相關產品列出缺點並加以改善。作品利用中間設置誘餌區吸引蟑螂進入，一旦被偵測到再採取高壓電擊，緊接著啟動刷子將牠推入後方回收盒中。清除時拉開回收門就可倒入垃圾筒中清理掉。此外作品供電來自太陽能蓄電及運用IoT物聯網技術，開機、電力不足、電力充飽或已捕獲，行動載具均會收到 LINE通知訊息且同步記錄到Google試算表，還可以透過LINE訊息欄輸入V或C文字，反查捕蟑數與目前電量狀況，作為未來環境除害監控參考。