生活與應用科學科(一)科

本研究共實驗11種金屬當電極片，電功率的效能最佳是鎂片和碳片，過程中發現電極片材質會影響電壓，而電解溶液種類、電極片間隔、面積和浸泡範圍，則會影響電流量，間隔越小或面積越大，電流值越高。木炭和鋁罐、鐵罐或鋁箔紙可以用來簡易造電，以鋁箔紙最佳，但實測卻電壓不足，推測是鱷魚夾太多的緣故。因此利用鋅片和銅片可焊接的特性、鎂片和碳片發電效能最佳，分別進行串並聯實驗，而金屬電極片有著體積小、不易變質、能長久保存的特性，特使用3D列印機印製電池外殼，多次改良，以鎳片代替電線，開發出串聯5個並聯4組的防災電池，實測手機充電，歷時457秒，共43毫安時(mAH) ，約有5％充電量，本研究已有實體成品，可以直接應用在生活中。

本研究旨在結合PoseNet與Teachable Machine等AI姿勢辨識技術，根據教育部體育署國民體適能網站資料、基礎肌動學、聽取物理治療師建議、開發三款AI姿勢辨識體感互動遊戲，以提升高齡者肌力、預防肌少症。肌少症為高齡社會常見之退化性問題，嚴重影響長者之行動功能與生活品質。本研究透過Scratch平台-OSEP整合PoseNetAI模型，設計可訓練上肢與下肢肌群之遊戲，並於頭份市樂齡協會、運動公園及學校等地，實地施測多位50歲以上的長者。結果顯示參與者均能正確執行遊戲指令，且對互動設計及視聽回饋表達高度興趣與正向回饋。本研究系統具備操作簡易、成本低廉與可擴充性，顯示應用於居家運動或長照場域具高度可行性與發展潛力。

本研究的目標是做出空氣清淨器來改善空氣品質，我們利用防霾紗網及活性碳濾棉自製濾網，並透過等離子產生器將等離子注入空氣濾網內部進而過濾懸浮微粒、甲醛及總揮發氣體(TVOC)等有害物體，透過實際在前鎮漁港、台電南部發電廠、左營區某國中、林園區大林發電廠實地測試清淨機的清淨成效如下: ．前鎮漁港：PM2.5改善率33%；PM1.0改善率28%；PM10改善率31%。 ．台電南部發電廠：PM2.5改善率29%；PM1.0改善率23%；PM10改善率28%。 ．大義國中：PM2.5改善率30%；PM1.0改善率22%；PM10改善率26%。 ．大林發電廠：PM2.5改善率59%；PM1.0改善率58%；PM10改善率55%。 我們也自製壓克力觀察箱，從中探討等離子、負離子及水霧清除TVOC、懸浮微粒的成效，並透過HEPA濾網、活性碳濾棉、各種紗網、熔噴不織布等濾材來進行過濾實驗並找出較佳的組合，從而製作出環保又經濟的空氣濾網。期望空氣清淨機可以成為教室的標配，讓大家在安全的室內環境中學習。

本研究探討如何利用電腦視覺技術預測十字路口行人與車輛碰撞風險，提升交通安全，採用YOLO物件偵測與運動追蹤技術，分析監控影像，透過LSTM 進行時間序列預測，評估可能的碰撞風險。研究先進行影像標註與資料處理，提升自訂物件偵測能力：偵測行人與車輛和追蹤其移動軌跡，建立LSTM預測分類模型，學習運動模式以預測碰撞風險。研究設計先用小球碰撞實驗模擬真實交通場景，訓練模型預測碰撞風險，並透過驗證分析調整參數，再進行實際路口影像處理。結果顯示能預測未來2秒碰撞風險的準確率達73%以上，還可以持續改進，提升精準度。未來，本研究可結合智慧交通管理與車聯網，提升道路安全並減少碰撞事故。

本研究的目的在探討教育部因材網AI學習夥伴「e度」之使用限制與潛在問題。作為一款免費的AI聊天機器人，具備強大的學習輔助功能，然而，我們發現，儘管e度設有一些明顯的使用限制，但網路上存在許多規避這些限制的方法。這引起了我們對於學生是否可能透過e度直接獲取答案，或其他違反學校規定的行為的擔憂。 我們透過實際測試與網路資料蒐集，發現e度的某些限制確實可以被輕易規避。這可能導致學生濫用AI工具，例如直接獲取答案、抄襲作業等，進而影響學習成效。本研究提醒學校應重視AI工具的正確使用，並加強學生對學術倫理的認知與辨別能力。最後，我們對e度提出「簡單二要」的建議，希望大家都能正確使用e度。

本研究目的在創建有效降低校園走廊奔跑的警示系統，以AI糾察隊取代人力。第一代利用micro:bit加速度感測器，以強度>2800成功判斷跑步行為並發出警示。第二代使用micro:bit、麥坤智能車及超音波感測器製作走廊跑步監測器，記錄時間差來判斷跑步與否，不僅找出學生走廊奔跑速率的邊界條件－兩機器距離60公分，時間差240毫秒，還突破測速照相單向偵測的限制。第三代用AI影像辨識與預訓練人體模型的OSEP平臺－它每0.2秒偵測鼻子X座標位移是否介於180~300，以此速率規則判斷是否奔跑。結果顯示，跑步辨識準確率達94%，還讓走廊奔跑率從71%降到48%，更建立即時通報系統，防治效果顯著。

本研究探討如何利用學校的落葉、端午包粽子的粽葉、破損L夾等環保替代材料，延長羽球的使用壽命，進一步設計全國第一款再生羽球，並透過「風洞測試、飛行軌跡測試、耐受性測試」進行科學驗證。研究方法包括專家訪談、環保材料篩選、風洞設計、發射器設計、Tracker軟體操作、撞擊設計等。根據我們的研究結果顯示：「粽葉」為修補羽球的最佳素材，在飛行穩定性、飛行軌跡、撞擊次數測試上，都能與完整羽球有相抗衡之水準，粽葉應用於生活中作為修補材料，具有潛在優勢。

我們觀察到小卷在水中移動時，若受到驚嚇或刺激，會以噴射方式迅速前進。基於此特性，我們設計並製作了仿小卷動力機器人，模擬其水中移動行為。寶特瓶小卷 模型皆採用水力作為動力來源，並以近似小卷的材質與比例製作，使其運動方式更貼近真實生物。完成初步實驗後，我們嘗試讓模型能像真實小卷般自行移動，因此運用校內的3D列印機設計零件。並且模仿小卷的動力，做出外殼，使用棘輪裝置收縮彈出產生速度，使仿生小卷能達到推進的效果。

本探究從遊戲電影與日常生活中得到許多的啟發。最主要在探討製作出導熱與散熱效果最好的鐵磁流體，我分別應用不同的材料做出差異。首先找出最適合的鐵粉來製作，做出第一代鐵磁流體，再調整比例，接者挑選基載液體，再嘗試放入表面活性劑，最後是洗潔鐵磁流體的液體。經實驗發現以鐵粉為四氧化三鐵，表面活性劑為大豆卵磷脂，基載液體為煤油，以及洗潔鐵磁流體的液體為酒精所做的流動效果為最佳。我自製了一台簡易測量裝置，以此更加便利於測量鐵磁流體的最高長度和影響鐵磁流體的最高距離。而後為確認最終各項鐵磁流體的傳導效果，我製作了簡便小裝置計算冰塊融化的時間，以此分辨出最佳的鐵磁流體。最後的成果也證明出了鐵磁流體獨特的性質。

卡踏與卡鞋是自行車運動中常見裝備。“上卡騎行”透過卡鞋與卡踏的鎖固或磁力吸附，提供6至9點鐘方向踩踏拉力，減少滑脫與力量流失。機械卡踏時有脫卡不及摔車報導；磁吸卡踏號稱安全脫卡，但缺乏實驗佐證。本研究內容包含（一）踩踏上拉力（二）平台踏板、機械卡踏與磁吸卡踏在不同坡度（0%、2%、4%、訓練台實境陡坡6%-10%）的效率、疲勞度比較及（三）2種卡踏脫卡安全差異。結果顯示上卡可提供踩踏拉力；騎行效率陡坡時顯著提升最高達14.13%，平地緩坡效率差異不顯著；上卡有助於降低相同踏頻下的疲勞度；脫卡安全方面，磁吸卡踏容錯率達100%，顯著優於機械卡踏的42.8%，有更高的安全潛力。