工程學科(一)科

現本專題是建構無人載具車進行探勘平台的開發，其主要以Arduino Mego 2560作為本地主控台，輔以OLED顯示螢幕展現各類偵測資訊如溫濕度等，並以藍芽模組將相關資訊傳送至遠端平台顯示，除了探測相關資訊外，還將無人載具周圍的環境影像透過ESP32CAM無線wifi攝像頭模組傳送至遠端平台，以提供遠端平台對於周遭環境的掌握及判斷執行相關的控制，因此探勘平台將可提供許多不適合人類到達的場景進行許多探勘及相關救援等行動。

近年來，政府積極推動綠色能源，太陽能光電也愈加廣泛地被使用，但市售產品仍存在一些缺點，包括電源轉換易出現空窗期，導致兩電力無法接續迫使電器無故被關機。而逆變器是系統中最易故障設備，常以定時、光控或手動方式延長壽命不僅不人性化，當遇故障遠端者也不會第一時間得知，且須返回以人工切至市電才有電力可用。此外，目前流行以鋰電池當作儲存設備，若不幸遇充電管理異常會導致發熱膨脹有危險疑慮。上述問題逐一分析融合智慧、監控、管理、便利與實用五大面向，尋求最佳的改善方式，共同打造更好的綠能環境。

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。

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。

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。

本研究從自組血氧濃度計開始，進行程式撰寫後成功讀取數據，20次的累計平均誤差約為7.6%。進而延伸改善誤差，以6通道感測器搭配移動平均計算，20次的累計平均誤差降低為4.3%，再以類神經網路技術參入2%雜訊進行實驗，血氧值90-99的累計誤差平均降低至0.46%，並研究儲存數據建立資料庫。 續而增添血壓數值研究，並以無線通訊技術即時偵測並傳送病患的生理數據，可以大幅縮短運送病患達醫療院所的醫療準備之時空差距，能改善醫療時空差距的品質，提高搶救病患的時效。期許本研究結果能激發國內各大醫學中心在智慧醫療的提升進展。 (晉級全國賽後更新：藍芽血壓計及APP、網路通訊卡SIM7600X 4G HAT)

本研究期望能藉由探討聲波的相關物理特性，研發出高效能的空氣濾清器。研究過程中，利用程式設計的基礎設計出許多低頻的頻率，再經由傳輸與測試後取得其聲壓頻譜、聲壓、聲強、聲功率分布等物理特性之數據，再藉由聲強與聲功率分布之物理特性，設計結構與完成作品。

在機械產業當中，工具機組裝中的配合面都會運用到鏟花這項技術，佔有極為重要的位置，現今當中鏟花主要還是以人工的方式來進行，並且是一項技術性高的工作，在課堂上也有看過業界的鏟花師傅示範，我們實際操作起來也不容易。 我們利用鏟花刀驅動機構來實現鏟花刀的軌跡，利用課堂所學到的知識和加工技術專業背景來開發機台，我們主要以3D列印機的運動控制為基礎，設計複合式凸輪機構，再藉由樹莓派控制Python程式語言控制鏟花刀轉向機構及鏟花刀驅動機構所需的機械動作，來達成具有不同角度及分布的鏟花承斑，這些操作都只需運用到觸控板控制數莓派便能減輕人工的負擔。 我們設計的機台具有自動化加工功能來取代人工，並且不會有人工傷害，也不需具備鏟花技術，操作介面簡便，人本成本低，便達成自動化的目標。

這次科展以國家級警報細胞簡訊為發想，研究如何降低逃生的難度，也是為了災害發生時能夠減少受災人數同時加快逃生速度，製作模型來模擬地震來襲時的應變措施，在模型上裝設警報、自動開門和緊急照明的功能，為了提高房屋倒塌後的存活時間，也設計了可輕易找到地震避難包的裝置，並自動檢查、提醒地震避難包內的物品狀況，系統以Arduino Mega 2560及ESP32為核心，並利用RS485傳輸介面接收訊號及控制各個元件做出反應。

本研究以生物性材料取代傳統無機材料製作記憶體，期待解決電子廢棄物累積的問題。實驗選用鹿角菜膠作為記憶體絕緣層，透過溶液-凝膠法製備成生物性電阻式記憶體，並探討金屬銀離子的摻雜與否對於電性表現的影響。本研究發現，藉由銀離子參與燈絲組成，可使元件ON/OFFratio比提升為103，並降低記憶體的開關電壓與提升其可靠度等表現。我們亦透過線性擬合確知本研究製作之電阻式記憶體符合蕭特基輻射模型，判定元件組態切換行為屬於燈絲傳導的可能性。由於摻雜銀離子對於生物性記憶設備的電性表現有明顯提升，離子與天然材料的組合可望成為下個世代記憶存貯產品的有利競爭者，並為未來電子元件發展提供新的方向。