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舞動「迴」旋──迴力鏢飛行能力與迴力效果之探究

本研究欲探究迴力鏢的飛行能力與迴力效果,並將其飛行能力區分為:滯空時間與飛行距離兩項。我們的研究發現:影響迴力鏢滯空時間、飛行距離、迴力效果,最重要的因素是「重量」、「翼面長度」、「翼面夾角」:「重量」越重,「翼面夾角」為90度時,迴力鏢的滯空時間、飛行距離、迴力效果越佳;「翼面長度」越短、「翼面重量」越重,則迴力鏢的滯空時間、飛行距離、迴力效果越佳;「翼面寬度」越寬、「翼面長寬比」比值越小,則迴力鏢的飛行距離越遠;而迴力鏢外型對迴力鏢的飛行能力、迴力效果沒有顯著影響,但V型迴力鏢是飛行能力、迴力效果最差的迴力鏢。由此可知:重量越重、翼面長度越短、翼面重量愈重的迴力鏢,其飛行能力與迴力效果最佳。

應用機器學習實現家務輔助機器人-以收玩具為例

經過調查發現有幼兒的家庭,共同困擾是「玩具亂丟」,目前市面上沒有產品能解決此問題,本研究利用機器學習技術,以自動收玩具為例,研製可協助整理地面雜物的家務輔助機器人。本研究結果發現圓型內置2輪底盤有最佳室內移動效果,觸碰避障有100%避障成功率,夾具可夾取並攜帶2至14公分範圍的玩具或物品,視覺感測模組最佳安裝角度是60度,最佳辨識距離為14~16 公分,統整以上結果作為設計依據,採用邊走邊找法於不同環境實測,在界定範圍內可達到83.33% ~ 98.33% 的收玩具成功率。我們利用無線電波訊號強度設置虛擬圍牆及基地範圍,結果顯示可達 63.33% 的折返成功率及55% 的收玩具成功率,主要是無線電於室內短距離空間,無法精準定位所致,持續改進將可達更實用等級。

防傾防危助老枴杖

台灣進入超高齡社會,設計枴杖以達防傾防危助老。 研究顯示:(1)市售枴杖以單點拐為主,約占82%。(2)枴杖底面積與傾角呈正相關,杖長與傾角呈負相關。(3)(抗力矩/施力矩)比值與傾角呈正相關。當比值正六邊形>正五邊形>正方形>正三角形。(4)超音波距地地高度與可測距離呈負相關。若距地高0-10cm,可精確量測距離為2~200cm及400cm間。(5)障礙物偏轉17~63度,測距與偏角呈正相關性,若角度>63度,超音波測距近乎失效。(6)體溫趨勢:頭>身>四肢。量測體溫修正:正確體溫=舌下溫=手掌測溫+2.31度C。(7)正確環境溫= 26.63+(感測溫-26.63)*1.33。(8)自動量測步數:枴杖步數正確率與振數常除數N值呈正相關。當N=8時,正確率約為97%,可由枴杖步數反推人行走步數。

水乳蕉融~ 探討香蕉皮萃取物對烘焙麵團性質之影響

本研究由香蕉皮在檸檬酸溶液中微波萃取出果膠,希望此果膠可改善烘焙麵團性質,取代人工乳化劑。研究發現以微波萃取法可提高產率約至17.7%;此萃取物被證實具有果膠特質(乳化能力及凝膠特性)。應用在烘焙麵團時,具有調整麵團發酵速度的能力,可加速高糖酵母麵團的發酵速度,節省製作吐司的時間;但對低糖酵母麵團的影響則是延緩發酵速度,適合用在需要長時間發酵的麵團中;萃取物的乳化特性,可強化麵筋結構,使麵團延展性佳,有利保存氣體進而增加吐司體積,也可讓麵團在烘烤過程及吐司保存過程,水分流失較少。總結,添加香蕉皮萃取物可以得到燒減率小,老化速度慢的膨鬆吐司,以香蕉皮萃取出的果膠來取代麵包中的人工乳化劑是可行的。

視力矯正神器

我們的研究是眼睛,眼睛是靈魂之窗。根據林隆光(2010)指出當兒童太早患有近視疾病,隨著年紀增加其視力嚴重度也會隨之增加,日後演變成高度近視的機會就愈大。因此視力從小就要開始保護,而近視成因主要為長時間用眼、距離過近且未按時休息等,而閱讀距離也需隨年齡與身高不同而有所調整。 綜上所述,我們製作視力矯正神器,該裝置上方有許多模組,例如距離感測器,可以適當的感測距離,再結合IoT智慧物聯網觀念,手機App能簡易進行遠端操作與提供相關資訊,並即時提醒使用者外,針對不同年級也會提供合適距離數據,並能追蹤紀錄姿勢的正確與否,當錯誤姿勢與閱讀距離不當時會搭配震動提醒使用者,當超過閱讀時間時,也會播放音樂提醒需要休息。

靜電密碼-無接觸電極感應探究

在求學階段大家對靜電這個名詞都不陌生,但基本上都只能背誦,例如毛皮摩擦塑膠尺,毛皮帶正電,塑膠尺帶負電;絲絹摩擦玻璃棒,玻璃棒帶正電,絲絹帶負電。靜電確實存在,而且稍碰即逝,接觸到的當下,電子瞬間就會導引掉,所以我們很難利用接觸的方式去測量。 本研究主要針對靜電的電性進行探究,從基本靜電實驗開始,逐步深入探討, 並利用電晶體可以放大訊號的特性,將電晶體串聯起來,增強放大效果。結合LED燈與蜂鳴器做為指示燈與警報器,當有微電流靠近時,警示燈與警報器便會通電,由燈號、聲響可以快速的判斷是否帶電,與電的極性。最後再進行改良,使系統能在準確、快速、安全且便宜的前提下讓所有學生不必再用死記硬背的方式記錄,並以實驗記錄取代,在工程上也能使用此系統在無接觸的情形下進行電力判別,使施工、維修能更加安全,大大的改善生活。

橫行「壩」道-丁壩與挑流之關係探究

本研究在探討丁壩長度和高度差異產生的挑流現象,研究結果發現,丁壩的長度越長、高度越高會對河道彎道 攻擊面產生更好的保護效果,也會對非攻擊面造成更大影響,另外,我們也發現當丁壩的長度小於、等於或大於河道三分之一,會對攻擊面及非攻擊面產生不同的作用;落差工丁壩高度差距越大,對攻擊面保護效果愈顯著;反之,落差工丁壩高度差距越小,對攻擊面的保護效果越不明顯。我們還發現丁壩產生的挑流現象,會導致河流中的某些位置水流湍急及形成水位落差,因此我們在此處設置微水力發電裝置,不僅可以產生電力,提供河道旁的路燈用電,還可以有效的重複利用水資源,達到淨零碳排的永續發展目標。

「落」落大方-棉桿竹節蟲避敵與成蟲飛行落點行為探究

本研究透過飼養觀察、形態觀察及室內實驗等方式,探討棉桿竹節蟲若蟲與成蟲的避敵行為,以及若蟲掉落後選擇停棲點、成蟲飛行時選擇落點的行為模式。 實驗研究發現,一齡至三齡若蟲的避敵策略多以快走、掉落方式表現;四齡與五齡若蟲會快走移動,隨即偽裝成樹枝不動;六齡若蟲及成蟲甚至會分泌人蔘氣味,成蟲也會以飛行方式離開。若蟲避敵掉落大多翻正1次(91%),側翻次數則最多(73%)。 若蟲與成蟲在同亮度的環境尋找停棲點時,對於不同色塊或色柱的選擇沒有顯著差異。成蟲在空曠環境、飛行時間達4秒以上,會以C形、偶爾出現S形的飛繞尋找陰暗的落點(74.4%),推測飛行尋找落點具「負趨光性」行為,且同一隻成蟲的飛行軌跡大致相同,應有記憶及學習能力。

「愛」的「膜」力轉圈圈~可食性愛玉薄膜素材的研究

減塑是必行的工作, 由2021年消耗28億杯咖啡紙杯資料中,我們計算出每年消耗約2000公噸的PE,我們以愛 玉子:水 =1g:80ml的比例,以20℃的水用果汁機攪打90秒萃取愛玉凍,透過蔬果烘乾機以50℃烘乾8小時製成愛玉薄膜,以自製的測量薄膜的張力,找出較堅固的薄膜,薄膜厚度經測量為0.004cm。愛玉薄膜具有防水、在100℃熱水煮1小時也不溶化,在烤箱140℃烘烤20分鐘不被破壞、不溶於99%酒精、丙酮、飽和檸檬酸、99%醋酸、飽和小蘇打溶液中,化學性質穩定等特性。透過將高熔點起司煮成起司糊當黏著劑,成功將愛玉薄膜鍍於塔模餅乾上, 在裝熱水的測試中,成功的在1小時後都不滲水,並透過咖啡測試,發現對於熱飲味道的影響頗低,可以成為取代PE膜的環保替代方案。

甜言蜜「羽」----羽球拍甜蜜點之探究

我們將長條棒狀物,一端固定後水平轉動落下撞擊鐵球,測量鐵球擺盪的高度,來尋找其打擊甜蜜點。我們發現棒狀物的長度和寬度都不會改變甜蜜點在全長的比例位置。而材質、重心的改變會影響甜蜜點在全長的比例位置。在實際測量羽球拍後發現,廠商會控制球拍重心將甜蜜點置於拍面正中央,讓使用者有較大的擊球面積,不易失誤。建議握把布也要盡量使用重量輕薄,以免改變球拍重心,導致甜蜜點下移,影響擊球力道。