工程學科(一)科

本研究將傳統板擦與板擦機進行結合，製作出能及時清理布面的吸塵板擦。我們的實驗測試了板擦各零件結構與材料的效果、自製吸塵板擦使用時空氣品質、板擦布上粉筆灰滯留量、噪音分貝數，而實驗結果證實自製吸塵板擦能夠有效地解決了使用傳統板擦時無法及時清理、粉塵飄散，傳統板擦機使用時噪音過大等問題。本研究不僅努力為師生創造出優質的教學環境，也使板擦能被及時清潔、提高了板擦的清潔效率以降低了粉塵在空中對師生的影響。未來我們希望能夠進一步優化，提高實用性、擦拭效率，並成功在校園中普及化。

本研究設計了一款環境音源方位判斷的裝置。藉由自行設計的麥克風模組，藉由本研究的實驗數據，設計了一套演算法，能有效地判定靜巷內聲音的來源方位。並藉由裝置內的微型震動馬達不同的振動模式，來提醒使用者裝置所收集到的聲音狀態。此裝置可以輔助單側無聽力的聽損患者，有效地確認周圍環境的聲音來源。並可促進使用者對環境狀態的認知，希望藉由此一裝置，提高使用者在戶外活動時的安全性，並期盼能減緩單側聽損患者大腦的認知退化。

本實驗探討金屬球在外加磁場的轉動阻尼震盪運動。在外加直流穩定磁場後，將金屬球扭轉數圈後放開，我們發現相較於沒有加磁鐵的對照組，自旋角速度會產生改變。實驗在改變單項初始條件的情況下對轉動過程進行錄影，並用tracker進行分析，由標定球上2點之相對位移關係來得出整體的角速度，將其運動過程的相關函數圖與標準組進行對照以定性分析不同變因對轉動的影響。

本研究旨在探討透過雷射光偵測遠端聲音震動訊號，並將震動訊號還原成聲音之可行性。研究發現：透過雷射光偵測遠端聲音震動訊號，並將震動訊號還原成聲音具有相當可行性，但因為電壓訊號係收集反射之雷射光，並非直接訊號而是參雜了許多雜訊，因此雜訊去除是聲音還原主要關鍵因素。本研究先將電壓訊號進行資料預處理及轉換為梅爾頻譜圖可視化後，再以三種不同雜訊去除方法降噪，並與原始聲音進行SSIM-結構相似性比對，發現深度學習UNet模型表現最佳。最後研究中所訓練的UNet模型，在單頻、雙頻聲音的表現相當良好，相似度最高達0.930；但在古典音樂多頻複雜情況下表現較不理想，相似度最高達為0.434。

本研究旨在將AI深度學習應用於8051開發板的數字辨識，希望在低功耗的情況下進行AI實作來達到環境保育的目標，探討在硬體受限的情況下如何操縱硬體並使用Python進行參數訓練。通過對不同層數和學習速率的實驗，我們發現兩層層數和0.01的學習速率能取得較好效果。在模型訓練中，我們運用了Cross-entropy計算Loss值，並探討了不同Learning rate對Loss值的影響，以及不同Layers對Loss值的影響。此外，我們還討論了深度學習與機器學習的差異，並介紹了8051開發板的基本原理和應用。未來，我們將繼續改進模型效能和準確性，並優化硬體設計和性能，以應用深度學習技術於更廣泛的領域。

本研究的初衷是為了解決找不到適合的墊片為出發點，但是普通的沖床體積過大，為了解決這個問題，我們決定把它變小，並且對現在機械產業常使用的機構方式進行了資料收集和分類其優缺點，最後選擇了肘節機構，理由是肘節機構較適合一些簡單的運動傳輸，開始研究之後我們面臨到一些技術問題及專業問題，例如工件無法配合、沖頭的力量不夠、撰寫程式時出問題等等，經過老師的指導和協助，我們才能解決並學習更多專業知識，後來我們做了許多的實驗，包括沖孔測試和定位精度，且為了保證機台的穩定性，我們必須經過大量反覆的測試，才達到了理想的成果。

本作品希望能協助消防員在進入未知火場前，可以協助了解情況及判斷，使用物聯網、影像辨識、自走車技術，建置一個移動式火源偵測及遠端滅火裝置，具有手動及自動控制功能。 在火災現場時，可以手機方式操作，馬達帶動機器人平台前、後、左、右移動，透過鏡頭傳回影像畫面，人員如看到有火，可按下啟動噴灑乾粉按鈕，遙控滅火。當機器切換為自動控制方式，前置鏡頭傳回的影像，當有火源時，則會自動辨識火，並啟動噴灑滅火。有自動按壓滅火器壓把的功能，是因為在滅火器握把上，設計一個按壓驅動裝置，噴灑乾粉， 此為偵測火源滅火裝置 。 本作品說明書內使用之照片，大部分為第1指導教師拍攝，部分為引用自產品網站照片。

為突破摩爾定律限制，提升光刻機效能成為晶片製造領域的重要課題。本研究旨在利用「鏡面陣列」降低光強度散失以提升光刻機效能。實驗中以光譜儀測量光源經凹面鏡及平面鏡反射後的光強度和光點面積，並將數據標準化。結果顯示平面鏡光強度隨數量增加線性下降，凹面鏡則為指數下降，且光強度散失自第六面面鏡始小於平面鏡。在包含平面鏡與凹面鏡的陣列實驗中，先以七面平面鏡搭配一面凹面鏡，測量不同位置的光強度，選出最佳組合，再逐步以凹面鏡替換平面鏡。結果顯示光強度最強的組合為「平平平平平凹凹凹」，因此並非使用越多凹面鏡就能提高效能。未來研究可從最佳組合出發，改變塗層材料、鏡面面積和曲率等變因，進一步提升光刻機效能。

本作品的特色是以Arduino撰寫程式，透過介面電路將晶片的小電壓轉換成大電壓來控制自製的大型七段顯示器輸出，全部顯示器以掃描技術呈現，平均消耗功率約2~3W，與市場上常見的器材約20W~30W相比是一台極省電的電子計分板，計時基準時脈電路使用開發板上的16 MHz石英震盪器進行設計，實測誤差值低於1%，使用在球場上可以提升賽事品質，體育課的分組活動或校內班際球賽都能獲得如同職業賽事般的競賽氛圍。

近年來，餐飲業及飯店業引入自主移動機器人（AMR）提供服務，受到廣泛歡迎。優化移動限制和應用於電動車的可能性成為關注焦點。本研究探索與分析擁有卓越機動性的麥克納姆輪的合力方向，通過數學推導和實際控制方式的驗證，確認其18個方向移動的數學式；同時，針對麥克納姆輪的全向移動進行探討，建立360度直線移動的數學式，並利用ESP32-S單晶片成功實現數學式中速度的變化。此外，分析了不同變因對車子的影響，測試出麥克納姆輪適合的地面材質以及負重。