生活與應用科學科(一)科

台灣近年來，行人與汽機車的交通事故頻傳，我們開始思考是否可以開發出一套行人警示系統，來輔助駕駛了解前方路況，即時提醒駕駛需禮讓行人，同時告知後方來車前方路況，減少追撞事故。我們使用Yolov8進行斑馬線與行人辨識模型的訓練，Python程式執行模型進行物件偵測，Supervision進行區域內物件數量的統計。經由條件設定，判斷車輛前方是否有行人或是斑馬線，若車輛前方有行人，將於影像畫面中顯示警示標語，發出警示語音提醒車內駕駛，降低汽車與行人的事故發生機率，同時送出藍芽訊號使警示燈顯示動態警示燈號，提醒後方駕駛前方路況，降低前車因禮讓行人而被後車追撞的機會。我們已經成功開發出『行人警示系統』，並可成功上路使用。

本研究製作出不殘留、具黏性可承重又可重複使用的乾式膠帶。實驗一到四，使用科技海綿刮CD片後，塗上脫膜劑，脫膜劑陰乾後擠上圓球形的熱熔膠，等10秒後將熱熔膠壓扁，可以製作出分布最均勻且具承重量的乾式膠帶，而脫膜劑會影響乾式膠帶的承重量。實驗五到八，找到不需使用脫膜劑就能提升乾式膠帶承重量的方法，等量的熱熔膠用玻璃片把熱熔膠壓得越薄，乾式膠帶面積越大，承重量就越大；在乾式膠帶上用錐子戳越多小孔洞，可提高承重量，平均承重量可達846.9g/cm2。乾式膠帶適合黏貼在平滑、光亮的材質上，除了可以懸掛重物，還可用來固定保鮮膜和打開塑膠袋口。本作品和歷屆作品比較具有乾式膠帶製作時間最短，水洗後可重複使用及可自行回收再製的優點。

清理鳥糞是養鳥人士最頭痛的事，每日清理集糞盤會讓人覺得繁瑣；又如果累積到一定的量才去清理，家中環境都會飄散著鳥隻的羽粉和羽屑，造成過敏。因此本研究運用ESP32板和ESP8266板可遠端控制也可近距離手動控制清除模組及鳥糞辨識。 清除模組需不鏽鋼條固定在汙水盆上，並架設方形固定架來使鳥籠穩固。出水孔的位罝要設置在刷毛的上方，渦桿上用矽膠軟刷毛且轉速要快，才能增加清洗的力道且不會傷害輸送帶。輸送帶的材質要用0.8mm NR橡膠墊、不噴灑任何防水、防油的清潔劑且輸送帶的轉速要慢，讓渦桿上的矽膠軟刷毛完全貼合輸送帶，如此，效果才會最好。 最後整合智能晶片、「清除模組」、「鳥糞量辨識模組」並使用4K短焦攝影機製作出小型寵物鳥照顧器。

我們研究「磁致伸縮」這有趣的題目！有趣在無法想像水一滴到棒子，馬上就氣化霧化，這怎麼可能？於是，我們透過科展研究，瞭解為什麼發生這現象！ 研究結果發現：鐵氧芯的震動頻率非常關鍵，頻率對了！才會出現最佳氣化。鐵氧芯的頻率與長度相關，頻率讓鐵氧芯的NS極快速改變，使長度出現微小變化，巨觀的表現就是讓水氣化；鐵氧芯太長太短太粗或太細，都不能產生有效震動來出現氣化，只有棒徑1cm的鐵氧芯，才是最適合氣化的條件。鐵氧芯這種有點硬的材料，居然會在實驗時直接被震斷，我們發現震斷的地方，通常出現在共振最激烈的地方。 最終我們引進點滴設計，讓水滴自動滴下、持續氣化，提升研究的實用價值！

研究探究找出最適合的漏水偵測器與安裝在最適合的位置，完整的系統智能邏輯判斷可以知道每個用水裝置的狀態或哪段水管發生漏水。模仿臺灣3房1廳1衛浴水管竣工圖自製家用水管路實驗模型，作品的Arduino偵測到漏水，優先自動開啟水管上的常開型電磁閥，停止水供應，再透過無線通訊方式傳訊息到屋主手機APP，明確告知屋主是哪段水管漏水。搭配電磁閥自動停水方便維修人員區域性維修，不需要整間屋子停水。藉由自製一套與臺灣水管竣工圖相同等級的作品實體雛形，進行各種不同的使用情境測試、記錄和分析後得到重要且有效的實驗結果。實驗結果證明本作品可以解決任何位置漏水的費時費力查修問題，並且提早停止繼續供水達到水資源環保不再浪費。

本研究主題是RFID雲端自動積點AI辨識回收垃圾自動開蓋垃圾桶，為了改善校園環境垃圾分類不確實，減少海洋垃圾的汙染，又可減少人與垃圾接觸的機會，降低細菌、病毒的傳播風險。本研究結合人工智慧影像辨識和機電整合自動控制與IoT技術，透過程式設計實現整體功能。 利用課程所學，將回收垃圾以不同數量、背板等來進行AI模型訓練，探究最佳辨識模型，並將訓練好的模型上傳到Pixetto AI鏡頭上，透過AI鏡頭進行回收垃圾影像分類辨識，運用程式驅動馬達開啟正確分類回收垃圾桶蓋，將辨識數據藉由IoT上傳雲端，達到垃圾分類更準確且減少人與垃圾桶接觸的機會，希望藉由獎勵制度有效地提升分類回收垃圾量、降低海洋廢棄物數量。

本研究主要是設計以球拍將球擊出的發球機。裝置分成二部分先由滾輪發球機將球發出，再由擊球機揮拍打球。擊球機以往復式曲柄滑塊帶動球拍打球並安裝3個伺服馬達分別控制揮拍角度、拍面觸球角度及擊球方向模擬真人揮拍撞擊及摩擦桌球控制球速及旋轉。機身及滑塊曲柄等皆自行設計後以雷射切割木板膠合而成。擊球機啟動擊球時機則以微動開關控制，當滾輪發球機發球時滑塊觸動微動開關來啟動擊球機，當滑塊後退時則觸動停止開關完成一次發球；再以另一個伺服馬達週期性觸動滾輪發球機，如此即可持續發球讓練習者練習。另外我們利用Arduino程式控制，讓此裝置可以發出定點上旋球及二點交替變化上旋球。

本校位於阿里山之下，鄰近阿里山森林鐵道，我們從小接觸森鐵旅遊，愛上森林鐵道氛圍。從網路新聞中看到有關阿里山小火車翻覆的事件層出不窮。於是利用國中自然課程中學習到有關力學能轉換和數學課程中學習到有關重心的概念。想探討阿里山小火車翻覆情況跟那些變因比較有甚麼特殊關連，因此選用車廂中重心分布情況、坡道的彎曲程度和坡道的高度來做實驗分析探討。 所以我們利用生活科技課程學習到的3D列印技術，來製作不同曲率的軌道，將不同重量的砝碼放在不同滑車的位置上，模擬出不同重量的乘客坐在不同位置的森林小火車上，當滑車行經在不同曲度的軌道時觀察記錄滑行距離和出軌的機率，藉此實驗研究探討森林小火車翻覆情況跟乘客乘坐重心分布情況、坡道的彎曲程度和坡道的高度有甚麼影響。

我們研究的是如何實現未來電動車需求的綠能充電停車場的可行性探究，旨在改變電動車充電方式並結合綠色能源。經實驗量測結果得知，無線充電裝置在感應電勢較強的情況下可直接透過調整線圈的感應距離獲取所需的電壓，因此未來可應用在不同電動車的充電，為不同電壓需求的電動車提供所需電能。另外，在穩定供應電力需求方面，我們藉由並聯多片太陽能電池板增加發電量，並搭配良好的儲能蓄電裝置可提昇太陽綠能的供電效益，可以更穩定的提供給多台電動車同時進行充電。實驗也發現，透過偵測模組感應線圈上的電流變化可同時感知停車格使用數量。因此，我們的研究作為將來結合綠色能源與電動車無線充電技術設計的未來綠能停車場有顯著地證明得以實現。

本研究透過JY61P六軸加速度陀螺儀與ESP-32S控制板，製作出球形水流流場監測模組。先以沙崙海水浴場的海岸立體模型進行實驗，藉由Unity 3D軟體與C#程式編寫繪製出路徑圖，擬合出研究水域的水流狀況。由實驗得知沙崙海水浴場海岸立體模型的鳥喙處水流會朝岸邊繞行；而海岸線中間與南側岬角的水流皆沿著海岸線向鳥喙處移動，與參考文獻之研究結果吻合，確認本研究所設計的簡易水流流場監測模組可行性與準確性。 由本研究建立出的水流流場監測模組系統，在青山瀑布水流流場監測實驗中發現在瀑布水潭中，不同的深度會有不同的水流差異產生；且在不同位置可能會有斷層式的地形高低變化，因此在未知水域活動時，應注意水域環境狀況以確保自身安全。