生活與應用科學科(一)科

根據本研究問卷調查結果，顯示本學區內約有58%家庭藉由將水煮沸再放涼的模式來製造飲用水，因此從節能減碳的角度上，探討如何回收熱水降溫所釋放出的熱量將有助於環保。本研究運用熱水散失於環境中的廢熱來提高冷水煮沸前的溫度，以減少後續加熱所需能量。於實驗中發現縮小容器體積與熱管長短搭配，並在隔熱裝置及冷熱水鍋之間加上鋁箔罩效果最好，可在1小時內節省超過43%的能源！甚至只需15分鐘就可節能30%！最後，利用能源採集技術設計可自我供電的低功耗IoT使用者介面，實時監測水溫狀況，再透過機器學習方法，提供預估的熱交換等待時間的功能，最後將訊息以Wi-Fi傳至手機APP中顯示。

小時候在街上，看見了一位聾啞人士 努力 使 用手勢溝通，卻遇到困難。 他看起來非常無助，所以想幫助他們能正常的溝通。大部分人是看不懂手語的，所以我們想研究可以透過發聲器，進行即時翻譯的裝置！透過發聲器知道他們在比什麼！ 我們先參考手語的動作，發現有幾個測量依據，於是使用彎曲感測器、加速度模組、霍爾電晶體來記錄，將這些感測器製成穿戴式裝置，然後記錄下動作數據，將動作的意義錄音，存入記憶卡。把這些數據寫成二維陣列，第一維為手語流水號，第二維為資料庫，其中包括彎曲情形 、 靜態姿勢 、 移動方向 、 接觸 點 等 ))，最後將感測器即時的數值與資料庫的數據比對，發出對應的聲音。未來只需擴充資料庫，就能讓使用者享受便利的溝通。

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。

本研究希望開發一套AI植物診療輔助系統。利用AI辨識植物生長曲線，適時補充所需營養。Micro:Bit監控生長環境，建立雲端資料庫。實驗發現： 一、使用過濾海綿、光照9小時、營養液濃度控制在pH值5.5到6.5、EC值（導電度）800至2000μs／cm的「植物生長環境」比「一般種植」的空心菜平均高度增加7.88公分，莖也更粗壯。 二、當植株出現病徵，如缺氮的葉面黃化，再以「AI植物診療輔助系統」種植，新葉能逐漸回復健康狀態。 本研究不僅幫助家庭簡易取得新鮮蔬菜，若推廣在科技農業，能有效減少人力成本，增加作物生長效能，邁向SDGs目標2消除營養不良與永續農業的美好願景。

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。

為三隻小龜創造一個乾淨永續的生存空間，激發我們隨時產生的小小創意，透過探究實作完成我們的「龍蝨號」水中清道夫它沒有高科技的AI人工智慧和酷炫的外表造型，只有單純外表和簡單機械智慧：一、利用虛實連接的可變四種齒輪比的變速裝置；二、超距力實踐的磁力傳動裝置；三、尖端接觸減少摩擦力的磁浮構造；四、雙微動開關構成的避障裝置；五、磁簧開關達成隔空啟動的實現；六、可充電鋰鐵電池續航無限；七、善用材料與物件特性，創發出簡易、快速的替換操作；八、船體不偏航的關鍵─在船體後方並列的「泵」導風罩和螺旋槳的組合─轉動方向要相同。「龍蝨號」啟航一池清爽，三隻小龜永保安康。

因觀察寺廟金爐自動吸入紙錢，故本研究以鐵罐及壓克力分別製作並改良了數代小型金爐，使用手機慢速攝影紙錢被吸入自製金爐中的情形，再用Adobe軟體分析影片中紙錢飛入的軌跡變化並記錄時間；發現最快被吸入的紙錢，是以紙錢某邊為支點，形成力矩，再翻轉被吸入金爐內部；此外，紙錢在對折、向外凸出爐門邊太多或與爐門底部間有空隙等情況下，均無法順利被吸入；而金爐本身和爐門的設計，也會影響煙囪效應的強弱。最後以Micro:bit製作了神明「發」鈔機，在金爐煙囪效應微弱時，此機器可快速發射紙錢，協助神明點鈔機中紙錢更快飛入金爐；期待本研究可提供香客更環保、更有效率燒完紙錢的方式。

本研究旨在建置一個比Uber具更高透明度、使用者成本更低廉，並兼顧商家、外送員、消費者及平台四方獲利的購物平台。現有研究多聚焦於四方互動，但對於平台資訊透明度不足，導致安全疑慮及交易成本增加的問題研究較少。本研究通過文獻探討及訪談，找出 Uber的缺點，並利用Anaconda3、ThingSpeak、TOMTOM API、Thunkable及Python建置購物平台。平台將實時偵測龜速車提醒，為消費者提供最快送達或運費最低的訂單，並為外送員自動篩選最快送完或最高運費的訂單，以提高各方滿意度與收益。研究顯示，此平台能讓外送員薪水、商品訂單價格更透明；各方能利用平台數據調整運用；以較低抽成 讓四方獲利；以虛擬代幣提升交易安全；並增加篩選友善外送員、消費者與商家的機制。

「EasyDump垃圾籃」是協助國小學童打掃校園的好幫手。觀察學校外掃區的打掃情況，什麼時候會出現垃圾袋破掉的情況呢？答案是將垃圾袋拖出垃圾籃和將垃圾袋送上垃圾車的時候。因此，利用市售的三種升降平台，設計可以讓垃圾籃自動升降的功能。再強化升降平台的載重力，讓EasyDump垃圾籃可以承受更多的重量。接著利用Arduino及伺服馬達製作分離沙子和樹葉的抖沙器，減少沙子進入垃圾袋，讓同學可以更Easy取出垃圾袋。最後整合改良的垃圾籃、抖沙器、升降平台，讓EasyDump垃圾籃可以升到垃圾車車斗的高度，就能方便將裝滿垃圾的垃圾袋從垃圾籃中移動到垃圾車的車斗中。

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。