生活與應用科學科(一)科

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！

本研究目的在於開發一款能夠自動吸取校園落葉的類掃地機器人，經參考相關研究和產品型態後，我們構想以落葉收集桶和自走控制系統分開的方式進行實驗和探究修正。 從實驗過程我們得出最佳落葉收集桶吸葉管徑是8cm，吸葉管口風速應高於19mph，吸葉管口離地面最佳高度為2cm。 自走控制系統我們採用Arduino整合影像辨識技術、馬達驅動模組、超音波感測，達到避障、偵測邊界的基本功能，結合兩大系統就能自動在指定範圍輕鬆吸取樹葉、枯枝等，並將其收集到集葉桶中。 本研究產出成品適用於大型的公共場所或樹木稀疏的平面區域。相對於人工清理，自走落葉收集機可以大幅節省人力成本和時間，對於課業繁忙的學生族群特別有用。

本研究主要是以樂高EV3為核心，設計「車炮合一」可遙控的移動載具發射器，並適合應用於寵物互動。我的設計最大特點是透過自製的發射機構，在零食發射系統中可發射10發以上的狗零食，玩具球發射系統最多可發射五球，這些發射的落點集中，力道不強，所以不會對寵物造成傷害，而彈跳的軌跡與次數，均能增加寵物狗的吸引力與趣味。另外機體功能的改良：履帶能適用於多種不同的室內鋪地，與寵物互動不受限制；AI功能中的超聲波智能避障距離20公分內不會碰觸到障礙物也不會對寵物有影響，範圍限制可保障機體，不會有損壞的危險。最後經過與寵物狗實測，發現小狗對本機器播出的語音會有反應，發射出的零食會啃咬，投擲出的小球也會追著玩耍。

本研究為解決儲氫瓶存放安全問題，利用測試儲氫瓶編織層的各項變因，來獲取最佳參數，使之安全性得以提升。實驗由編織材質、編織張力、編織密度、編織方式四方面切入進行探討，並於最後將二維的編織物推向三維的儲氫瓶進行模擬實驗。此外，為了提升實驗的精準度，降低實驗誤差，在實驗中使用Arduino系列感測器進行實驗。實驗結果得出在高編織張力、保留空隙的高編織密度，以及低編織角度的設定下，編織面的恢復係數及剛度較高，此時儲氫瓶也最為安全。