第61屆--民國110年

神秘的無扇葉風扇讓我們非常好奇，於是，一場無止境的探究活動開始，從文獻中找到簡易版無扇葉風扇，於是在實驗一，我們首先製作三角體紙板無扇葉風力倍增裝置，發現長度、寬度、體積越大，風力越弱，角度30-60-90較15-75-90佳，大小吹風機在30-60-90有明顯差異。 而實驗二到四中，確認了圓柱形、曲率1/60、進風口位置置中，因前後風力不穩定、出風口直徑4公分、採用集中式風源、風洞直徑0.58cm及使用紙杯做為主要材質，效果最好。 接著利用各種大小的礦泉水瓶使用製作第二代風力倍增器，繼續改良隙縫寬度、位置，並進一步改良風力來源、電線、曲率及增加導流裝置。 於是創造出兼顧低成本及高效率的風力倍增器，為守衛地球能源出一分小小的力氣。

本研究致力於改善在疫情底下的醫療場所分流機制，減輕第一線醫療人員的人力負擔。利用Arduino模組與臉部口罩辨識技術，串連「口罩辨識、體溫量測、酒精消毒」等三項主要關卡，最後製作出一個集所有功能於一身的「防疫機器人」。 防疫機器人將設置於醫療場所入口，在語音提示下，進行口罩辨識、酒精噴灑與溫度感測，如有突發狀況可與保全人員聯繫。待所有檢測完成後，溫度超標和正常的人會以不同方式進入醫院，降低交叉感染的風險，全面性的守護第一線的人員。 本研究成果能為醫療場所的分流達到「降低人力需求」及「安全」的目標，甚至可以拓展至其他同樣需要分流機制的場域。

偶見一則【學校導護發生意外】新聞，看完後在我們內心衝擊非常巨大，於是想要解決這問題。又從日常觀察校門口發現不論有無紅綠燈、斑馬線等，導護的生命安全一直存在危險之中。於是利用micro:bit藍芽功能設計中控台，配合超音波、紅外線來測量是否有來車的訊號與行人端人臉辨識鏡頭、PIR偵測是否有行人的訊息，決定何時控制導護桿的收放、紅綠燈閃爍。也導入自動語音播放功能來協助視障人士，可以知曉所剩餘的通行時間。導護桿上裝置超音波感測元件，可於發生車禍時透過IFTTT傳簡訊通知導護和警察局，達到即時救援。最後再加強行人穿越道上裝置地面紅綠燈，警示低頭族注意狀況。希望這項作品能夠讓導護降低發生車禍的機率，減少遭受危險。

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。

煮麵線或豆漿泡泡會溢出，本研究開發防溢器並探討最佳防溢成效的構造條件(專利第M609591號)。防溢器消泡作用為「泡泡從鍋底上升會撞到防溢器內部上壁或摩擦到上洞邊緣，造成泡泡破裂，使泡泡總量減量，故液面水位降低」。第一年於器材無法自製，此次第二年採用客製陶器，實驗有：上洞總面積、側洞數、防溢器高度、防溢器大小、不同水量、不同火力。結論為：防溢器防溢成效關鍵在「上洞比例6.3%～22.6%之間」、「上蓋表面積要大」、「高度要高」，製作的陶製防溢器中以A款(p.9)上洞比例在14.3%、4側洞、高度4cm的防溢器，是目前最佳的防溢器，可降低液面4.27cm；而且在中高水量及大火情況下防溢效果越明顯。實際應用在煮豆漿，確實可延緩溢出。

豉甲為棲息於水面的昆蟲，中、後足為扁平槳狀的游泳足，體長約17mm。在水面上快游速度達1.08 m/s，潛游時速度約0.57 m/s；豉甲潛水平均速度約0.83 m/s，下潛僅需41 ms。以Ansys模擬豉甲潛水，發現會在背部隆起與腹側形成壓力差，產生向下的作用力以利其下潛。製作隆起高度比例不同的模型，發現在破水時，1與1.5倍的法向作用力較小，入水後1倍的作用力矩較大，使其更快旋轉向下潛。施力的角度越小，破水時法向作用力也越小，但不影響作用力矩的大小，模型的形狀、運動狀態才是影響作用力矩的主要因素。下潛時蟲體先具一定大小的初速度，有助於下潛，破水時速度越快總作用力越大，但作用力矩正比初速的2.1次方，速度越快使其更快旋轉，令用於下潛的有效分量提升。

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。

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。

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。