工程學科(一)科

光線在我們生活中是不可或缺的，導光管能將在屋外的自然光導入屋內節省能源，而本研究將普遍固定不動的導光管結合本研究的追光系統改善固定角度的問題，讓導光管能垂直的朝向太陽，即可增加屋內的光線，本研究的追光系統運用三點接面的原理使用三個支架，透過推桿改變支架的高低形成不同角度的斜面來達成追光。

將不同磅數A4的影印紙裁成圓形的紙片，將割好的圓形紙片裝置在可調轉速的角磨機上，讓紙片代替砂輪片，以類似桌鋸的方式切割物體，觀察並紀錄圓形紙片在不同狀態下切割物體的深度。以磅數、堆疊張數、半徑及轉速四種變因去設計各項實驗。藉由實驗結果推論出各個變因與紙張切割深度的關聯性，並找出紙張在何種條件下能夠將切割物體的能力發揮到最大。

本研究使用自製的機械手臂並透過ROS與MoveIt實現機械手臂的路徑規劃，且給予機械手臂自身的視覺系統，並透過深度學習進行物體辨識並使用深度攝影機獲取物體的距離，使機械手臂能夠自行移動到目標物的位置並抓取物體。將電腦視覺、深度學習與機械手臂結合，機械手臂便可以達到自動化，而無須人為操作。本研究所開發的機械手臂系統為完全開源、價格低廉且軟體方面可套用於其他安裝ROS的系統中，十分適合與其他領域結合。而日後在更多自動化的系統上，如物流系統的自動揀貨、行動不方便的長者的輔助系統或是自動化垃圾分類等，使用本系統的電腦視覺、機器人系統，可以讓生活中一些需要人力的事情變得更快更方便。

傳統的神明燈(圖1)、蓮花燈(圖2)只做晚上微亮的照明，功能性少，美觀性不足，但價格昂貴。本研究在於增加其功能性，改善其美觀性，降低成本。運用電腦繪圖軟體重新設計外觀，使其更有藝術美感，加入機件原理中的齒輪機構、凸輪機構，及電機模組的馬達、燈條等等，使其功能性增加，避免用工廠開模的高額成本，利用3D列印輸出，大幅節省作品的成本(如圖3、圖4) 。 本研究合併了機件原理中多種機械結構產生連動，達到同時有正逆時鐘旋轉，及往復開合的華麗效果，最後再增加mp3播放模組，利用記憶卡任意更換音樂，改善一般唸佛機無法更換音樂的囧境，且作品利用PLA環保塑材成型，而達到能動能唱又環保的目的。

本作品首先證明了HiLo應用在散射光影像的可行性。目前看到有關HiLo的論文都只有提及收集螢光訊號，沒有看到有用在散射光訊號的收集上。本實驗透過架設自製原型機，證明HiLo的原理也能夠應用在散射光上，大幅提升HiLo光切片的深度與廣度。再者，本作品將自行撰寫之App結合雲端運算。再經過驗證後確認處理出來的影像是正確的影像。不僅加速影像處理流程，而且使用者只需攜帶手機便可立即看到處理出來的成果。接著，利用3D列表機自製具有光切片功能的手機顯微鏡實體。將原型機微小化並與日常生活常見的手機結合，讓使用者方便使用的同時也實現經濟便利性。最後，實現影像立體化，利用光切片的影像能使得原本平面的2D影像，可以呈現3D的立體化影像。

窗戶是室內與室外的主要空氣流通管道，妥善調節窗戶可以替人們空氣污染防護做把關。污染物中PM2.5對人體的危害最大，WHO已正式將PM2.5歸為2級致癌物質，最新的健康醫療報導更指出PM2.5會造成腦損及中風。所以建築物的通風調節，窗戶至為重要，因此如果能自動偵測污染濃度逕行調節窗戶，並啟動除污裝置，可避免人們暴露在PM2.5等污染物的危害之下。 本次研究使用檢知元件來偵測PM2.5、照度、溫濕度、風速、空氣品質等，取得環境變因，再配合微控電路有效運用控制技術，賦予窗戶智慧，從PM2.5危害隔離、空氣品質、舒適度及適當照度等觀點來進行實驗研究，以全面性的整合達到無微不至的PM2.5智慧照護窗。

隨著身障者權益的提升，許多公共空間或是機關也都搭配法規設置無障礙廁所，一般民眾頂多覺得無障礙廁所就是有扶手、空間大等印象，但實質上對於乘坐輪椅的民眾而言，卻是一個又愛又恨的設施。 我們針對輪椅族群設計了一款改善他們如廁便利性的機構，協助身障者能夠輕鬆從輪椅上移動至馬桶上，享受輕鬆自在的如廁經驗。 我們應用學校課程上所學的液壓機構、機電實習、確動傳動等原理，設計出具實際功能的模型，並搭配軟體計算出相關的受力並符合人體工學，讓使用者能夠放心的使用本設計產品。 有誰希望自己在如廁時還需要別人幫忙呢? 本研究是一項能夠提升身障者尊嚴的設計，希望能夠幫助到更多的社會弱勢族群。

本研究延續「使用機械手臂實現黑白棋之人機對弈」成果，改進四個部分：(一)研究使用UCT演算法讓機器人透過不斷對弈及學習，找到獲勝的方法；(二)使用 AI 伺服馬達改良機器手臂的穩定度及精確度；(三)使用白平衡及直方圖拓寬改善提高色光變動的容忍度；(四)將6*6棋盤改為正規8*8棋盤，實現自動取子機制。第二代機械手臂大幅改善手臂準確度，成功率從85%提升到100%。影像處理採直方圖拓寬有效改善環境色光變化造成的誤判。而人工智慧方面，使用遊戲樹第四層加UCT演算法所結合的AI，與遊戲樹第四層對弈，在調整UCB公式的C參數後，最快可在第9個棋局的學習，便可持續獲勝達到100%的勝率。整體經測試25賽局完整完成有18次，完成度達72%。

自發明電燈以來，一直採用有線的控制方式，須在牆上開槽、埋管線、穿電線來安裝開關，以控制燈泡，若要加其他開關須重新鋪線。為解決此問題而發明無源無線開關，但成本高、配線複雜，是目前的痛點。 本研究特色在於直接使用內建無線接收模組的控制器開關取代傳統2P（二個接點）開關模式，從雙向閘流體的開關接點上取得漏電流的能量來提供接收模組所需電源，且無鬼火發生的問題，以取代市面上需額外加電源線的問題，只要雙線且不分極性，以達到接收器無源的目的 ; 利用電磁感應定律，藉由按壓方式使線圈內磁力變化進而產生感應電流，以達到發射器無源的目的，將此二種設計整合即可達到無源無線多控的目的，且降低製造和配線的高額成本。

「安全」是生活之中的重要基石，人們也越來越懂得重視各項安全，但仍常因為疏忽，而不經意的危及生活中的「安全」。我們希望透過現代自動化科技，來補強人為因素所造成的「不安全」。基於這個理念，我們針對嬰兒車的煞車系統做改變，將其傳統的人為煞車改為電子自動感應煞車，當嬰兒車操作者的手一但離開便能自動煞住，避免有無法控制而滑動的機會，使尚在襁褓之中的嬰兒，坐在嬰兒車中能更為安全，讓每個父母親都能夠安心地陪伴自己的寶貝。