團隊合作獎

智慧門禁―結合影像辨識與IoT之應用

本研究觀察到現有門禁的流程仍有改善空間,因此著手製作與傳統門禁不一樣的系統,希望能改善其繁複的使用流程。透過物聯網、深度學習和手機應用程式的組合,便能實現這樣的效果。在門前透過樹莓派拍下訪客的照片,傳到電腦後進行影像辨識,初步決定是否要為其開關門,並將結果傳給主人手機,再由主人決定最終的開關門。本次研究目前已成功造出一套完整系統,能即時傳達通知,且辨識的準確率已可達八至九成。

「醇」「醇」欲動──探討丙二醇液滴的馬蘭哥尼效應

本實驗探討不同濃度醇類液滴在載玻片上的交互作用現象「馬蘭哥尼效應」。我們以火焰燃燒15秒、載玻片懸空19公分代替電暈表面處理,並進行一連串實驗與分析。實驗發現欲使兩液滴產生互相推拉的運動,兩液滴間須保持一最小表面張力差值為3 dynes/cm;又表面張力差越大,液滴運動的加速度越大,表示液滴移動愈快,從錄影紀錄也能清楚看見。此外我們也發現了「混合區」的存在,並確定其與兩液滴交互作用的關係。利用比爾定律計算出混合區的濃度,可發現與我們所得之表面張力最小極限值相符合,藉此找出液滴停止推拉現象之成因。 透過上述研究結果,設計出改良式的選色實驗(sorting experiment),以階梯式取代等長式液滴層,並選用1%、5%、15%、25%、40%與60%的丙二醇液滴,成功讓七彩液滴在載玻片上舞動。

風馳電騁—高雄市推動電動機車策略之探討

節能與降低二氧化碳已是全世界各國共同努力的目標,為了解決空污嚴重問題,政府鼓勵民眾汰換老舊機車,選購節能、低汙染的電動機車。本研究以高雄地區為研究範圍,採用問卷調查,以及利用地理資訊系統進行繪圖分析,檢視民眾使用或購買電動機車的意願,並探討設置電動機車充電站的配置,以期達到電動機車推廣之目的。研究結果顯示,政府與業者能藉由舉辦試乘活動的體驗式經濟,以增加消費者的購買意願;其次,現有電動機車所使用的電池都有所不同,若是未來能有個公版電池和雙容規格的的電動機車,可提升其便利性。最後,擴增加電站的數量,減低使用者的「里程焦慮」,有利於推廣電動機車使用的服務範圍。

百元有找~簡易清淨抽排氣箱之研究

我們利用馬達電流磁效應原理,組合抽風扇及排風扇的電能轉換成動能的設計,成功地自組出百元有找的簡易型的清淨抽排氣箱。對於經費拮拒,動輒幾萬元的大型抽氣櫃設備都缺的國中實驗室而言,我們的設計,無疑地解決了學校需抽氣櫃或無菌操作台來做實驗之問題。

「魚」貫而入-衣魚習性與其生存方式之探討

一般民眾利用化學性的方式驅離衣魚,但這些方法可能造成環境氣味不佳及危害人體健康,甚至可能致癌,本研究發現利用80000Hz超音波播放24小時可完全消滅衣魚。研究過程中亦發現衣魚的行為模式可分三類:主動者、被動者、不動者。將衣魚放入新環境,主動者可立即搜索新環境,並將訊息傳遞給被動者,使被動者跟隨,但不動者接受訊息後卻完全不動。因此超音波法對於不動者無環境限制,而應用在主動者和被動者,則須在封閉的環境下。我們亦發現衣魚會攝食低密度聚乙烯,利用傅立葉紅外線光譜儀分析排泄物,發現低密度聚乙烯確實會被分解,因此可應用此種生物特性減輕環境中塑膠汙染的壓力。

一線四心---圓內接多邊形的歐拉線

三角形的外心O、重心G、九點圓圓心K和垂心H會依序在同一直線上,這條直線就稱為三角形的歐拉線,滿足OG ̅:GK ̅:KH ̅=2:1:3。我們發現當多邊形有外接圓時,也會有相對應的結果。即圓內接(n≥3)邊形A1 A2⋯An-1An的外心O、重心G、歐拉圓圓心K和垂心H也會依序在同一直線上,不妨稱此直線為圓內接多邊形的歐拉線,滿足OG ̅:GK ̅:KH ̅=2:(n-2):n。 此外,我們發現三角形的外心O、內心O1、旁心三角形的外心O2也會共線,且O點為O1 O2 ̅的中點;而當多邊形同時有外接圓和內切圓時,也會有相同的結果。即雙心n(n≥3)邊形A1A2⋯An-1An的外心O正好是內心O1和旁心n邊形的外心O2之中點。

你可以再瞄準一點─旋轉火箭

我們把尾翼黏成有偏折角度,想試試火箭會怎麼飛行。結果火箭如同我們預期一邊旋轉一邊飛行,但距離卻沒有變近。於是我們先做出最佳發射角度43〫。然後我們以43〫跟不同的打氣磅數作實驗發現:1.尾翼偏折角度在10〫~15〫會是旋轉最穩定且飛行距離最遠的角度。2.我們利用Tracker軟體來分析空氣火箭的飛行軌跡、及速度、加速度。3.我們再利用自製儀器測量空氣火箭在不同磅數時衝力有多大。4.我們利用電動打氣機與風速計測量空氣火箭在不同磅數時噴出空氣的時間與風速為多少。5.最後我們自製風洞、模擬空氣火箭在空氣中的旋轉狀態,利用超慢速錄影看見空氣是如何通過旋轉火箭,最後發現旋轉火箭就跟槍管膛線是一樣的功用。

鹽鹼土的碳封存法則

本研究以台灣三大岩類做CO2吸附實驗,以期能了解其吸附效果.其中以火成岩(Igneous Rock)的玄武岩(Basalt)與石英安山岩(Dacite);變質岩(MetamorpHic Rock)的蛇紋岩(Serpentine);沉積岩(Sedimentary Rock)的長石砂岩(Arkose);亦以岩石風化物的鹽鹼化土壤(Salinized soil)作為反應物。由酸鹼度pH值、溫度變化CO2吸收量得知,鹼性土壤封存二氧化碳的效率最高,同時有助於中和鹽鹼化作用,進而改良地質,且CO2吸附能力與實驗粒徑呈負相關,實驗物中化學成份含的 Ca、Mg量越多,CO2反應速率愈佳,CO2吸附效果依序為鹽鹼化土壤>蛇紋岩>長石砂岩>玄武岩>安山岩。

制震阻尼系統在縮尺建物消能運用之初步評估探討

台灣位於歐亞地震板塊間,地震頻繁,近年由於高樓林立,結構物耐震日形重要,國內外研究中心相繼投入相當成本進行相關試驗,因此我們想透過本專題去探討藉由在縮尺建物中安裝制震阻尼系統,紀錄結構之減震效益。 本研究目的電腦繪圖與雷射切割進行制震阻尼系統設計,配合多款感測儀器設備進行縮尺模型之耐震試驗,並透過實驗模擬不同地震波下,比對制震阻尼系統模型之位移、軸力與加速度是否有相同之消能效益趨勢?並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較,依結果數據,以「適用範圍」、「經濟效益」、「減震程度」三點進行評估探討,本研究之制震阻尼系統中於中週期高阻尼元件安裝2/3層樓以上皆具有理想降低地震力損害。

吃軟不吃硬-探討麵粉與膨鬆劑對馬芬蛋糕結構的影響

本實驗之研究目的在找出馬芬蛋糕的最佳配方。以不同比例的泡打粉、酵母粉和麵粉種類,設計出11組不同配方,找出麵粉和膨鬆劑對馬芬蛋糕的影響。本研究利用電腦軟體ImageJ測量氣孔、物化分析儀測量其硬度和咀嚼度、體積置換法來測量體積的改變,以科學化數據方式觀察,量化紀錄資料比較蛋糕本體外型和品評口感,同時進行大腸桿菌含量實驗測量其保存後的新鮮度。綜合比較結果,酵母粉馬芬蛋糕硬度均大於泡打粉馬芬蛋糕,相較之下也較難咀嚼。所以最佳配方建議以「4.5g泡打粉+低筋麵粉」為本研究最喜愛的配方。若要添加酵母粉,則建議搭配高筋麵粉提高彈性增加風味。最後無添加膨鬆劑的馬芬蛋糕也廣受到受試者的喜愛,可做為另一健康食譜的新選擇。