工程學科(一)科

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。

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。

本作品研究在於設計製造出一款能裝置在一般窗戶外側的“智慧型導風機”來引導室外自然風進入室內，以增加室內空氣的流通，構想是依操作者個人對進風量之喜好感受，設定按鈕電動驅動左右兩片導風窗板外推至適當角度後，再由風向感測器偵測出當下的風向數據，透過Arduino程式運算控制左右兩片導風板的葉片組，依不同風向進行一開一合的動作，讓側向風亦能導入室內，使得室內的空氣流通得到最大化，藉以改善室內的空氣品質。

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。

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。

地球自轉一周，需要24小時，因此地球一面處於白天，另一面則是夜晚，從外太空看地球越先進的國家的夜晚，燈火通明點亮整個城市。當愛迪生發明第一個燈泡時，讓世界夜晝變白晝，照明設備的演進，也照亮人類的文明，各式照明設備有相對的使用壽命，當路燈或照明設備故障時，需要專業維修人員或水電師傅進行更換，有時也讓照明設備久久未能即時修護。本作品設計概念，用於路燈或照明設備，路燈發生故障不亮時，系統偵測故障時並進行自動修護，將不亮的燈泡變成會亮的燈泡，達到即時修護的目的。作品以單晶片微電腦為主控制，LED驅動電路、霍爾電流感測器、使用Zigbee建構區域網路、步進馬達控制，結合IOT物聯網概念，設計具有故障自動修護及回報功能系統。

台灣手搖飲料從 1990 年代發展，至今已超過 30 年。2010 年代更由台灣流行至東亞、歐洲、美國及中東各國。 在這飲料店滿街都是的時代，幾乎人人都喝過飲料，飲料剛出爐的時候，為了第一時間讓飲料降溫且快速交到客人手中，通常大多數的飲店家都會加入冰塊。但有些不肖業者會為了減少成本而使用沒有經過消毒的不衛生冰塊，我們覺得如果在飲品裡加入這些來路不明的冰塊會不衛生，而冷凍製冰機所製造出來的冰塊雖然衛生，可是沒有達到完全節能減碳的效果，而受到溫度的影響在杯中融化的冰塊，融於飲品中的冰塊會影響飲品的口感且越喝越淡，為了避免這些問題，我們測試了多種的研究方法，最後選擇用大氣壓力瞬間洩壓產生壓差達到瞬間降溫的效果。

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)

本專題製作主要以「控制簡便」、「即時顯示」、「快速製冷製熱皆可」為原則開發出的智慧外送保溫箱，而主要解決在於現今普及的外送服務，因某些不可控因素而導致外送延誤，讓食物到顧客手上變得不新鮮，同時也可解決食物保溫上的問題。