電腦與資訊學科

自製光譜儀完全攻略

本篇研究利用網路攝影機、DVD-R光碟片、木製暗箱、比色管、筆記型電腦、各式燈泡等器材,搭配上自行撰寫的程式,製作出一簡易的光譜儀系統。先經由實驗測試,找到最佳光柵角及觀測角的組合,再將DVD光柵及網路攝影機封裝在木製暗箱中,完成硬體製作。軟體使用VB.Net搭配EmguCV函式庫當作平台,發展出來的程式可以利用螢光燈光譜中的特徵線條進行頻譜校正,校正完成後可以精準且即時地顯示各種光源頻譜曲線。此外,我們也以自製的光譜儀系統進行不同濃度之硫酸銅溶液的吸收光譜檢測,與專業的光譜儀的吸光度做比對,數據非常的接近,代表以本研究方法自製出來的光譜儀確實可用。

運用GAN實現字體風格轉換

本研究以實作字體風格轉換的生成對抗網路模型為動機,將Conditional GAN當作模型的基礎,探討pix2pix模型及其他研究的一些方法對模型會產生甚麼影響,以得出能最優化預測成效的深度學習模型。 首先進行的是前處理的步驟,將字體的truetype檔案轉換成模型輸入的jpeg檔,再以生成器(Generator)和判別器(Discriminator)建立Condional GAN的基礎模型,然後探討加入U-Net、Category Embedding等方法,以及訓練資料集大小對模型造成的影響,最後實作整合的pix2pix模型和CycleGAN模型進行比較。 經過實驗後發現,U-Net和Category Embedding都對模型的預測成果有所幫助,而使用越多字體進行訓練會有越好的成效。另外,對相似的字體而言,CycleGAN的效果較好,而對兩種風格差異較大的字體則需用Category Embedding的方式,融入更多字體進行訓練以達到更好的成效。

使用區塊鏈開發可監督捐款之公開募捐平台

新興的 BlockChain(區塊鏈)技術具有去中心化及資料無法被竄改的特性,在需要資料透明的領域非常適用,尤其 Fintech(金融科技)方面因貨幣貴重的特性而特別有優勢。慈善募款常常有用款不透明與部分用途不被大眾認可的問題;因此本研究使用BlockChain技術之Ethereum(以太坊)平台,成功設計出一套Smart Contract(智能合約),主要功能針對募款組織的所有撥款,須經捐款者投票,通過後才可撥用,將監督的權利歸還給捐款者,使慈善捐款能夠公開透明且受監督。同時也研究網頁前後端程式語言,設計一套大眾能簡便進行操作之介面,期望真正將此募捐平台推廣至社會。

AI人工智慧與樂高積木之結合與應用

Tic tac toe (井字棋)是大家童年時期常玩的小遊戲,本研究希望能以人工智慧的概念編寫出能在遊戲中立於不敗之地的程式,並將程式寫入LEGO EV3主機,利用LEGO積木打造出一台能與人對下井字棋的機器人。在研究的過程中先將井字棋遊戲可能出現的棋路一一列出,再從中找出中最適合的應對棋路,並在遊戲過程中利用顏色辨識零件去偵測對手下棋的位置。經過測試,它的確能夠在遊戲過程中立於不敗之地。未來希望能針對更加複雜的賽局,例如象棋、五子棋或4*4、5*5的方格等,設計出能從人手中輕易取勝的機器人。

無(線)制資料收集器

本作品主要採用Arduino 系統晶片平台進行與Zigbee無線模組結合達到蜂巢式產線資訊無線系統設計,控制核心Arduino 晶片平台進行產線產品產出計數與產線停機警報功能即時通報系統設計,並研究Zigbee無線拓樸角色規劃設定後達到遠端資料傳遞,本作品採以最基本的產線完成品數量以及停機狀態即時記錄等功能做為案例示範,並以Visual Basic設計一套監控軟體讓工作人員即時監控所有產線資訊,並且將所蒐集的資訊紀錄於資料庫中,供產線專案管理人員直接於電腦中取出該班生產數量資訊,也可提供專案人員了解產線規劃品質是否足夠穩定。

以類神經網路為輔助自動生成小提琴演奏骨架

目前在音樂動畫的領域,若動畫師要產生音樂動畫演奏影片,皆是請真人演奏,再透過感測器去取得骨架座標資料,搭配動畫製作技術進而產生演奏影片,此方法不僅耗時且耗費人力成本,若是能將此生成骨架座標的任務交給電腦自動化生成,將大幅減少時間與人力成本。此研究以小提琴為例,提出了兩種僅以音樂為基礎,透過類神經網路生成虛擬演奏者演奏骨架座標的方法,並對兩種方法生成出的演奏動作結果進行比較與討論。方法一延續先前相關論文的網路骨架,並對其做出修改;方法二為本研究自行設計的骨架生成流程。研究結果顯示方法二相較於方法一與先前相關論文能更有效地生成出合理的小提琴音樂演奏骨架。

以機器學習模型為主旋律配置和弦

本研究訓練出機器學習中的隨機森林模型,以流行音樂的主旋律為輸入,輸出適合該段主旋律的和弦,而模型預測結果分布中得到的和弦功能與相互關係和樂理中的和弦功能理論大致吻合。在輸入的特徵值沒有使用連續性的樂句的條件下,本研究也分析了使用所謂「循環代碼」對於提高模型預測正確率的貢獻度,結果是有顯著的正面影響。本研究所聚焦的「配和弦」具體化創作構想(主旋律)的功能,因此與歌曲分析或音樂生成大不相同、而具有電腦輔助創作的獨特研究價值。

APP智慧型藥盒

本作品三位成員中就有二位家中有用藥問題困擾,起因皆為年紀大、易忘記且有慢性病等特徵,於是使用微控制器製做出能協助提醒病患服用藥物的智慧裝置。許多病患常忘記服藥或是重複用藥,三餐不定時更加深正常服藥的困難度,因錯誤的用藥時間而導致其他的併發症。 於是利用藥盒可以定時控制每一次藥物,每到吃藥時,藥盒便會旋轉至出藥位置,同時發出警告聲響與警示燈,提醒患者吃藥,並同時傳送訊息到病患和家屬的手機中,讓家屬可以知道病患吃藥的時間到了,家屬也可以透過Android手機App事先設定提醒時間。在藥盒內裝有人體紅外線感測器,當手停滯在藥盒下面大約 2秒時,藥盒感應到時,藥便會自動往下掉在病患手中,且可以避免病患只挑幾個藥吃的情況。

智慧生活從「LINE」開始雲端居家管理「機器人」

本物件以 LINE 機器人和 Webduino 開發版為核心,打造出一個友善的居家環境,使用 Webduino 與悠遊卡套件開發出的門禁系統,讓你在外工作也能清楚了解家中狀況,使用 LINE 機器人控制智慧家電,只要打開手機,跟 LINE 機器人對話,就能操作家電!智慧生活從 LINE 開始-雲端居家管理機器人,便捷你的居家生活。

自動逃生路線指引系統

本研究結合在校所學,於大樓所有通道之地板中埋設LED燈條,再藉由溫度感測器搭配微控制器進行路徑分析,判斷出哪些通道是安全的?然後點亮該通道燈條,以顯示出所有安全的路線,以指引受困民眾迅速逃離火場,並在火災發生時讓LED燈條以流水燈的形式指引受困民眾用“最少的時間”迅速找到“安全”且“最短的逃生路線”確保生命安全。本作品結合Arduino微控制器、彩色LED燈條、溫度感測器以及無線通訊模組等元件製作而成,經過測試之後證實可以運用在實際現場上協助民眾逃生。本作品不只可應用在住宅或商業大樓,也可延伸應用在大型購物中心、展覽中心、醫院或學校,有效協助火災現場民眾安全地逃生,大幅降低受困民眾走錯逃生路線的機會。