第61屆--民國110年

住在臺灣很難避免受到地震的威脅，當地震發生時，有許多家庭因為門窗變形而無法順利逃出建築物，本研究探討—能在地震發生時自動開門的「感震防盜門鎖」之可行性，我們從文獻探討了解地震的分級與加速度有關，進而利用加速度感測的功能進行作品設計，首先為了能在5級以上地震發生時自動開門而進行第一代「感震門鎖」設計與製作、為了防止小偷入侵而改良的第二代「感震防盜門鎖」及能夠由中央控管系統自動開啟建築物所有門鎖的第三代「分離式感震門鎖」，最後經過校正及地震模擬實測，確認三款門鎖都可以有效偵測地震並將門開啟，最後經過與第一線消防人員訪談後，證明本研究作品對於居家防震的準備是具有可行性的。

查詢過去作品之文獻，過往常以蛋白質作為天然無毒的助染，但是其易生菌是一大缺點。本研究探討海藻酸鈉水溶液與海藻酸鈉蛋白霜的抗菌效果，進而嘗試調製出具有抗菌能力的海藻酸鈉蛋白霜色糊的媒染成效；也同時進行物理性實驗檢視耐用度與水洗牢度。研究結果發現：10%的海藻酸鈉水溶液經過ATP冷光儀的測試，具有顯著的抗菌效果，可持續7天；10%海藻酸鈉蛋白霜色糊能以「省水、省時」的方式進行染布，具有良好的媒染效果，染色後的棉胚布在5天內具有一定程度的抗菌效果。透過一系列的物理性測試，經海藻酸鈉蛋白霜色糊塗抹後的布料具有明顯的硬挺度，也容易剪裁，可做為簡易的抗菌染料。本研究之成果望可開發成抗菌衣物，更廣泛的進一步研究。

本實驗想透過海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應包覆清潔劑，做出晶瑩剔透的洗潔晶球，並結合「無瓶水」概念改善晶球成型方式，運用反轉球化、二次凝膠球化，做出薄又堅韌的水球外膜；為克服洗潔劑影響海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應，及鈣離子會減弱洗潔劑起泡力等因素，我們絞盡腦汁嘗試，成功運用自創「核殼結構」、「全冰球」、「鍋蓋法」製程，也就是先用水結成冰球並燒熔出—中空洞後形成“冰殼”，再灌入洗劑做“核”，此核殼冰球再冰回球形冰晶時外裹乳酸鈣，再置入海藻酸鈉溶液，並運用二次膠化技巧再次與乳酸鈣溶液反應，製作包覆清潔劑的水球，使其在兼具環保、美觀、實用的角度下，呈現薄膜、擁有洗潔力並減少罐裝塑料的洗潔晶球。

肺炎疫情肆虐全球，學校因應疫情進行各項清潔工作，於是我們想研究哪種清潔方式的效果最好。本實驗以ImageJ作為影像分析軟體，接著設計洗手方式、清潔劑種類、洗手乳質量、洗手液濃度及其放置多天後實驗，最後將常見清潔液用於環境上等六個變因來探討抗菌效果。研究結果顯示洗手方式為「濕、搓、沖、捧、擦」，其中乙方式無特別限制「搓」的動作，有較佳抗菌效果；以酒精洗手抗菌效果為佳；洗手乳質量以1.8公克為佳；純洗手乳為最佳清潔濃度；放置25天後以D組濃度(洗手乳：水=1：2)的抗菌效果為佳；在環境清潔實驗上，不論清潔液種類皆具有抗菌效果，其中以酒精為最佳。

我們撰寫腦機介面程式，用低成本單電極的腦波儀讓智能車移動，實驗後發現專心度會隨著訓練而提高；在過程中看出每個人的腦波好像都不相同，所以嘗試從大量又凌亂腦波信號中萃取到四種有用的統計特徵值，再用近鄰演算法做生物辨識，正確率達到九成七以上，並實做出創新有趣具腦波解鎖應用的智慧家庭系統。此系統運用圖形的mblock、程序的C和交互式的Mathematica等程式語言，特色包含可傳訊息到手機上的緊急救難LINE通知功能和中文語音合成功能。設計出固定式的跌倒偵測和一氧化碳偵測裝置，與整合各種元件的腦波可控智能車，能自主偵測環境指標和災害意外指標並能適時提醒。我們相信唯有探索最難破解的大腦祕密，才能朝向直接用腦訊號控制和意識交流的方向前進。

本研究主要應用AI影像辨識將大型車輛轉彎內輪差及視覺死角危險區域內的行人及車輛定位，立即以語音對駕駛警告危險位置，避免車禍發生。本系統先於Windows 10 PC上的Anaconda3 Spyder 環境以Python3使用OpenCV函式庫開發，並叫用YOLOv3來進行物體的辨識，能正確辨識行人和車輛並正確定位，配合大型車內輪差的計算判定危險性。程式最後佈署於NVIDIA Jason Nano Ubuntu 系統下並安裝於大型車輛。不同於一般行車視野輔助系統僅以測距的感測器偵測，本系統能明確得知人車種類，明確標定位置，並能立即判定有無危險，更立即以語音警告駕駛，且不干擾駕駛的視覺注意力，同時也擴音警告車外的用路人。研發過程中還設立了車輛影像辨識研究平台，期望後續研究能和自駕車的發展結合造福更多的駕駛及用路人。

延續作品DIY可分解環保無毒擦一擦，本研究繼續從廚房尋找天然材料，搜尋資料，探討原理後研究適當的配方、成型方式和比例，調配出含有中筋麵粉、木薯粉、食鹽、溫水的配方，以電鍋蒸煮的方式製作出可被生物降解的天然擦，甚至誤食也對身體無害。 本研究為了要把好擦以科學的方式呈現，自製仿生機器手臂以Scratch程式驅動機具，再以自製的攝影箱拍攝實測的紙張，最後將ImageJ影像軟體分析得到的灰階值轉成圖表比較，以科學方法定量測試自製天然擦的可用性。 某文具品牌從媒體報導中對於本團隊研究作品深感合作興趣，進一步得知本延續作品DIY天然粉好擦，材料為天然素材與該公司「環保無毒」與「地球永續」之經營理念相符，主動表達將與本團隊合作的意願。

本實驗探討以蝶豆花及風茹草的萃取液，以不同比例混合調配成防曬乳，並以儀器測量各混合比例的防曬係數，以及比較各混和比例的抗氧化活性高低。市售的防曬乳多半會加入化學添加物，皮膚在短時間內雖能具有阻擋紫外光效果並可產生光澤，但也會加速肌膚老化，長期使用可能會累積這些物質於皮膚上，實驗目的是希望以自然的素材，例如以蝶豆花及風茹草萃取物中的天然成份，調配出同時可具備抗氧化活性及防曬(抗紫外線)效果的防曬乳，搭配分光光度計以及自製的紫外線強度檢測裝置測量出兩者混合的最佳比例，並將最佳比例製成的防曬乳與市售防曬乳進行抗氧化活性及抗紫外線能力的比較，如能接近市售防曬乳的上述效果，即達到本實驗的探討目的。

如何協助非洲落後國家發展太陽能，解決日常生活的煮食是當今最熱門的話題。根據生活科技課本所學，太陽能的應用分為太陽能光熱及太陽能光電轉換，為了利用太陽能實踐低碳生活，我們嘗試製作各類聚光太陽爐，並比較其運作差異，了解如何提升太陽爐的效率，進而設計一款有別於市售的變焦控溫複合式太陽爐，大膽的提出改變距離的變焦方式來控制溫度，有效整合菲涅爾透鏡與凹面鏡，達到雙邊同時加熱之聚光太陽爐的設計。另外，搭配360度升降的聚熱旋轉雲台之輔助，讓食材有效均勻受熱，同時考慮天氣不穩的因素，結合太陽能板所提供的電力能源，供給ZVS低壓高頻加熱器，輔助聚光太陽爐的不足，根據不同食材提供多元性的烹調方式，並縮短煮食的時間。

物品的日期標籤一直是消費者了解商品可實用的重要資訊來源，但有時文字不易識別。有些標籤顯示期限，卻不能真實偵測商品恆溫運送與新鮮度。本研究企圖利用日常生活常見指示劑，透過控制變色條件，建構隨時間、溫度變色的變色標籤並結合手機擴增實境APP，增加使用者方便性。結果發現，加入酵母菌與白砂糖後的發酵過程，能改變與穩定酸鹼指示劑的變色時間。紫色高麗菜汁與本氏液，在調整添加物的比例後，還能控制變色時間與溫度。在製成新鮮度標籤上，以玻璃紙隔開食物較為合適。我們成功完成提供複合資訊的變色標籤，包括：冷藏食品標籤、冷鏈監測標籤、常溫監測標籤等三種標籤，透過連結手機擴增實境APP隨時了解變色標籤顏色所代表的訊息。