工程學科(一)科

近年少子化使老年人口比例快速上升，政府對老年及失能人士的照護也愈發重視，而在輔助失能人士的輔具中，輪椅及便椅是日常生活不可或缺的存在，對行動不便的使用者而言，在輪椅與便椅兩者間的移動可能增加跌倒的風險，若能將輪椅與便椅結合，將大為降低移動的風險。本研究透過生活科技及資訊科技所學，設計將兩項輔具結合為主要目標，並試圖解決兩大問題：第一，輪椅如何提供座位中空來進行如廁，而中空的部分沒有支撐要如何來改善；第二，長期仰賴輪椅者臀部所產生的壓迫性壓瘡如何來防治。本研究將針對上述兩大問題，就現有照護文獻與輔具發明，進行探討、發想、實作與改良，期望打造一台能降低跌倒風險與壓瘡發生等多功能的『方便椅』。

平交道是我每天上下學的必經之路，而在108年九月六日花蓮中華路平交道發生了一啟死亡事故，事發當時，沒有人按下警鈴錯過了黃金救援時間而發生憾事。這啟事件不禁讓我對平交道的安全性打上了一個問號。所以我們希望運用在我們電子資訊學程中，學習到的程式撰寫技能製作，搭配Arduino uno板製作出一套能夠自動通報的系統，增加通過平交道時的安全性。

本研究之目的是以智慧型雲端監控孵蛋裝置，以取代目前市面上看到的孵蛋器。市面上孵蛋器大多分為兩種，第一種是當溫度未達到所需的設定值時，就持續通電加熱到達設定值後再斷電，這種控制方法非常簡單，但缺點就是溫度的變動量也隨之變大。第二種則是透過精密溫度控制的設備，來達到我們所要求的溫溼度，這樣的控制方法雖然穩定，缺點則是需要高額的花費。 因此，本次研究的方向是設計穩定且易於控制的孵蛋裝置。此作品運用PID控制理論結合ESP32雙核心，配合利用第一核心進行PID控制、第二核心進行連線狀態的監控以及資料的傳輸，並且運用APP應用程式來操控孵蛋裝置。實驗結果證實，此研究能以精準、誤差小、穩定度高和便利性來達到我們的目的。

飛機起降安全很重要，據統計， 世界上每年大約有1萬多隻各種飛鳥撞在飛機上，現階段預防鳥擊的方法除了最初就需要評估生態環境外避免鳥類棲息或遷移地點，恐嚇是最簡單和最直接的驅趕雀鳥方式。 本實驗採用arduino執行砲口轉向與仰角等可程式控制處理，透過PCB電子電路模組對電容進行充電達發射程序，進一步對發射進行彈道學分析。實驗環境於人煙稀少處做射擊模擬，藉由高速攝影與三位人工觀察判斷實驗數據。 最後模擬規劃金門尚義機場，藉由GOOGLE空照計算機場跑道長度，按比例推算放大實驗設備性能，參考研究歸納的合理射程範圍沿著跑道兩側最適當配置。因彈藥具磁性，發射後可立即出動強磁回收車清理跑道彈藥殘渣，於跑道安全優於其他彈藥驅散成果。

傳統火災警報器無法有效預防火災的發生，且不但容易在烹調時誤觸也無法將警訊傳給在外的住戶，本研究結合遠紅外熱傳感陣列與物件識別，並配合蜂鳴器及LINE簡訊開發一款「低造價 AI 物件識別廚房防災 LINE 簡訊警報系統」。運用物件識別，本警報系統不需事先手動標記廚具位置即可自動偵測常用廚具的位置、監視其個別溫度是否超出該物件的警報溫度。本警報系統在操作上對一般民眾較友善，對可移動的廚具具備警報能力，且對於非廚具的範圍也設有警報溫度，亦可防範電線走火等非廚具造成的異常高溫。此外，本警報系統在監測到溫度異常狀況時，會根據現場是否有人而發出警報音或可手動取消的提示音，適度減少民眾在烹調時受到的干擾。

本研究以寵物智能自動餵食器相關產品為基礎進行改良，運用影像辨識技術來判斷其健康狀況，目的為改善動物福祉、解決動物與醫護人員之間無法溝通的問題，進而建立一套動物陪伴型照護系統。有效利用這套即時照護系統，可更好地關注動物的情緒健康，及時發現潛在的問題並提供適當的醫療幫助，確實避免飼主因繁忙、對寵物關注度下降而導致動物鬱鬱寡歡等情況發生，具有重要意義。

本研究開發的多軸向光學式震動測量裝置，結合物聯網技術達到監測震動訊號並即時警示的目的，首先確認慣性單擺的光柵繞射光學特性能有效測量出震動訊號，並可在連續震動狀態下，有效且持續記錄震動訊號。其次在震動訊號分析上，以OBSPY程式輸出訊號頻譜圖，並自行開發的Python程式利用增加執行緒的模式，提升影像紀錄取樣率達到符合資料分析所需之奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)條件，並進行運算與濾波將數據有效運用。更透過3D列印技術製作出可記錄平面震動與垂直震動訊號的微小化多軸測量裝置，將監測與紀錄震動訊號之數據，透過物聯網傳輸，儲存於雲端資料庫內，同時可即時偵測震動訊號是否超過警示數值，並透過line notify將警示訊息發送出去，達到即時監測與警報的目的。

台灣是個四面環海國家，土地面積為3.6萬平方公里，人口約2千3百萬人，2019 年人口成長率為 0.2%，根據內政部資料得知，人口老化指數，由107年1月106.35，到108年2月113.93%，人口結構觀察，高齡者(65歲以上)比率逐年上升，台灣老人占總人口12.83%，逼近 14%高齡社會。 而老年人的食、衣、住、行，更需我們多花一份心思去關心，其中尤以「行」最為我們關切，根據內政部資料統計及新聞報導，台灣失智人口在 2017年底已超過27萬人，65歲以上老人每13名就有一名失智，衛福部的調查顯示表示，2031 年失智人口將增加到 46 萬人，2061 年將超過85萬人，等於未 來 40年內，台灣平均每40分鐘新增1名患者，每天增加38人罹病，此問題乃是我們關切之重要因素。

牛奶是嬰兒主要營養來源。喝奶時吸吮奶嘴的動作，對於新生兒是一種口腔肌肉的訓練，更是心理層面的滿足。 嬰兒喝奶時，總會剩下大約30ml，對家長而言除了擔心寶寶營養不夠外，金錢上的浪費更是驚人。以出生一個月的嬰兒為例，每天需喝6~7次奶，每次約120ml。以每天喝6次牛奶。平均一周會喝完一罐奶粉，其中約四分之一是沒喝完倒掉，這樣一個月平均倒掉奶粉成本就超過一千元。 本研究發現，嬰兒吸奶過程中會造成瓶內壓力小於環境壓力。當瓶內液體剩下約原本的1/4時，瓶內、外壓力差會使嬰兒吸吮力道不足以將牛奶吸出。因此大部分嬰兒都會放棄。本研究設計了一個加壓機構，藉由調整瓶內外壓力差，幫助嬰兒順利的喝完牛奶。

ABS已是目前汽車基本配備，基於安全的理由政府也希望機車能強制安裝，因此我們利用車上的爆胎感知器將異常變化的胎壓經由CPU控制ABS短暫作動以提高車輛穩定性。 車主往往因輪胎疏於保養，或一些不可抗拒因素，在無預警情況下發生爆胎，在爆胎發生後能夠平穩的處理這樣情況的駕駛卻少之又少，針對此問題我們設計了關於爆胎後能夠控制點火系統並同時以ABS煞緊另外一輪，主動安全的介入，讓打滑的現象盡量減小，以保障駕駛人與其他用路人的安全。