工程學科(一)科

本科展所探討及製作智慧圖控爐，為解決目前市面上的溫控器的限制，例如:溫度控制只能恆溫、溫度曲線固定等，而智慧圖控爐就是利用手機繪製溫度曲線來控制溫度的。若是以市面上的溫控器來講，生產者有新的東西要生產，但是新產品所需的溫度控制和舊產品不同，且溫度需要依時間變化，那生產者就必須訂製一套新的溫控系統，但對智能圖控爐而言只需畫新的溫度曲線圖，為此降低許多成本及提升方便性。

本研究以吸管製作Fano型多管陣列結構裝置並放置於壓克力管中進行研究，利用藍芽喇叭連接手機播放聲頻穿透設計之fano吸管陣列結構，其結構分為幾種，其一為多管陣列平行壓克力管(空氣流道結構)，其二為交錯排列陣列之共振結構，量測兩結構間所造成聲波的干涉造成之吸音特性，設計Fano型之多管陣列結構，實驗以收音麥克風連接手機軟體進行聲頻量測，再將實驗數據匯出進行圖表製作與計算分析，實驗結果得出組合式最佳fano聲頻結構可使700Hz~1800Hz之聲頻穿透率下降至原來的8%~12%，於1400Hz時可消除至1%以下，並能達到高透氣率，為具有高透氣、高吸音頻寬及低成本之新型超穎聲學材料。

智慧物聯 (AIoT) 在生活中逐漸普遍，應用在機器人、智慧家電、語音助理…等各種用 途上。本研究將以 AIoT 概念開發暗棋機器人，可讓任何程式開發者，透過開放的 http 協議 要求雲端應用程式介面(API)，開發各種形式的暗棋對弈程式或機器人。暗棋對弈系統基礎架 構運作，是具有雲端連線的 IPCAM 及機器手臂的機器人，系統向 IPCAM 要求暗棋的盤面影 像，再透過卷積神經網路 (CNN) 辨識暗棋盤面，將棋譜提供給對弈人工智慧運算下一步的 棋步，提供給機器手臂做出翻棋、移動、吃子的動作。此一設計方便的大量收集棋譜資料庫， 作為未來暗棋對弈深度強化學習的資料樣本，AI 棋力將可提高，搭配機器手臂作下棋動作， CNN 辨識盤面，以 AIoT 概念架構，可望讓對弈機器人大眾化，逐漸普遍於各個地方。

本研究選用曼特寧咖啡豆於「中深烘焙」過程所產生懸浮粒子數值變化做為預測空氣品質與推斷咖啡烘焙程序，如此可讓工作者預測空氣狀況而因應改善，也可進一步了解烘焙過程之操作誤差。為了確保烘焙程序可信度，本研究提出了結合區塊鏈與人工智能技術應用於咖啡豆之烘焙操作履歷。 「中深烘焙」操作履歷包括烘焙程序履歷與推斷程序履歷，前者為與烘焙操作程序對應之懸浮粒子數值，後者為推斷烘焙程序之人工智能模型。 程序履歷是將烘焙中產生懸浮粒子區塊鏈化，而後再將不可篡改懸浮粒子區塊提供給人工智能訓練使用，將訓練完成後模型加入同一條區塊鏈上形成推斷程序履歷，因此區塊鏈具有懸浮粒子資料與人工智能模型不可篡改雙重性烘焙履歷。

新冠肺炎疫情猛然爆發，全球各地都陷入恐慌，在關注疫情同時，我們也注意到國內醫護人力嚴重不足的警訊，所以我們嘗試利用本次的實驗作品，期許能以科技的便利，增進護理工作的效能，進而降低護理人員的工作負擔並提升醫療品質。 以往注射點滴時，護理師需親自監控或委請病患家屬幫忙留意點滴液位，於是我們嘗試使用樹莓派連接攝像頭來讀取點滴液位並顯示在樹莓派和網頁上，當液位低於我們所設定的數值時，LED燈和蜂鳴器會發出警示，同時IFTTT會發送簡訊通知護理師，達成以科技功能提升護理人力效率，並改善人力不足的問題。

本作品包含三個部份:1.利用微波雷達模組感測輸出都卜勒信號頻率與被檢測目標移動速度成正比關係，只須動態取樣和判斷都卜勒信號頻率變化就能實現一種實用的非穿戴式跌倒偵測器。2.將大型室內空間劃分為多個子空間，整合信標藍牙技術、智慧手機和LoRa無線界面，即可在遠端對整戶或任一子空間執行快速目標搜索。3.利用信標藍牙、微波雷達和毫米波雷達等技術，使傳統醫療院所護士推車具備解鎖啟動保護、目標位置檢測與方向修正、自動跟隨、用手輕壓觸控控制盒表面即能執行“手把手”工作模式和前進無段變速等多項創新功能。在不同實驗條件下，分別對完成後之不同實驗模型進行功能量測、記錄和分析，實驗結果顯示本作品確實可以滿足預期設計目標。

本專題設計一個音樂展示書架，結合射頻無線傳輸技術(RFid)感應在音樂CD上的射頻標籤，再透過低功耗藍芽傳輸技術(BLE)來傳輸資料給樹莓派媒體中心，透過資料庫程式去搜尋無損音樂庫中相對應的音樂，最後以高傳真數位類比轉換器(HiFi DAC)還原聲音的類比信號再傳輸至真空管擴大機。以既方便又無損害音質的方式來呈現大家所熟悉的藍芽音響。同時為了讓這項商品能夠應用在商業展示場合與藝術人文空間，我們讓播放音樂就如同向大家展示一張音樂CD一樣，只是將之放置在一個木質書架。且為了讓書架不需要插電或是充電，我們採用低功耗的藍芽傳輸並配合深眠模式，做出僅使用室內光源就能夠使用的智慧書架，更適合安置在一些不希望電線裸露出來的藝文空間。

第一代版的瓦斯爐節能熱水器製作是在爐架外圈包一層薄的銅片，增加熱收集面積，銲接銅管環繞外圍通水循環收集熱能，二代瓦斯爐節能熱水器製作的水路是在設計在瓦斯爐節能熱水器裡面，熱收集面積效率更佳，水道收集四面八方熱量，這樣產出的熱水溫度比一代高。我們將瓦斯爐節能熱水器做成內凹式斜面，這樣火到鍋底時會在將熱能反射到瓦斯爐節能熱水器斜面，讓熱能更集中在鍋底且防風效果佳。 系統功能方面，當瓦斯爐開火後，「瓦斯爐節能熱水器」溫度感測器偵測到溫度上升時，水循環便開始啟動回收熱量。設有水位偵測器，當儲水桶內水量有變化時，顯示介面的水位指示燈會顯示訊息。熱水管路有加裝洩壓閥保護，避免壓力過高造成危險。使用者也可以透過手機APP 監控系統情況。

市售磨墨機使用時都需要專用硯台，因此侷限了磨硯之泛用性。還記得小時候玩過可以畫出花型曲線萬花尺，這曲線成形定義是由內擺線所構成，適巧這運動軌跡可應用於磨墨機構。本研究應用連桿與內擺線運動機構配合進行軌跡設計，原理是運用連桿一端(與萬花尺小齒輪上一支點連接)及連桿中間具一可滑動調整鈕之運動限制，使連桿另一端點(墨條端)產生軌跡變化。透過實際組裝後測試，調整小齒輪上連桿端支點位置設定，便可以畫出大小不同圖案，另外只要調整連桿中間調整鈕位置，便可以變化輸出不同長寬比曲線，此比值可以變化適用於不同形狀及大小硯台。完成確立實驗後，我們將整個作品做最佳化設計，以符合實際使用者的需要。

本科研主要運用達靈頓電晶體將微訊號放大，以感應特斯拉線圈產生的高頻訊號，再將感應到的訊號輸出給科技寶輪型機器人，接著依撰寫於機器人之操控程式進行訊號強弱的判斷，進而得知特斯拉線圈所在的距離和方向，最終得以控制機器人在不同模式下有自動轉向特斯拉線圈所在的位置，或跟隨其前進的動作。