工程學科(一)科

在環保意識抬頭的現代社會中，如何將室內環境維持在適當的溫度，並避免使用高耗能的電器已是主流，這不僅是建築與土木工程的重大課題，同時也需要材料的協助。此次研究以各種適用於建築材料中找尋材質的熱傳導性之快慢、經濟性、重量、顏色等進行多方比較。結果決定以材料容易取得且和其他金屬製品相較之下較輕的鋁製成百葉窗，結合物理特性明顯吸熱的黑色與隔熱的白色呈現作品，進一步與伺服馬達和電子電路連動，可以應用於各種季節，使其依據室內溫度與外界環境的光線產生自主翻轉，達成將室內環境維持在適當的溫度此目的。

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。

本作品是一個結合車聯網的車內的安全裝置，裝置會在引擎熄火且車門上鎖時，監測車內溫度、二氧化碳濃度，當超過安全值時，會發出警報、搖下車窗，並傳送緊急訊息通知車主，以利救援車內人員。 本作品能藉由網際網路與車主行動裝置連結，車主不只能透過行動裝置查看車內各項數值，車主也可以透過行動裝置控制車窗，未來更能與車商配合，整合至汽車嵌入式電腦，便可以實現更多功能。 汽車的發展為人類帶來了便捷的交通，但是多數人注重駕駛中的安全性，卻疏忽了熄火後車內的安全，每年都會有人在車內缺氧或熱衰竭而喪命，為了防止這樣的不幸再發生，而投入車內主動安全系統。

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。

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%。

「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。

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。

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。

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。