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生活與應用科學科

機器學習──即時車輛影像辨識

本研究使用OpenCV作為影像處理之基礎,主要以OpenCV之影像辨識、機器學習方法,嘗試辨識道路上所有的車輛影像。由於不同方向車輛的特徵不同,本研究將車輛分成八個方向,分別蒐集樣本,並嚴格篩選、限制樣本特徵,進行Haar特徵檢測的訓練。以訓練所得的分類器,寫出能即時辨識車輛的程式,並用新的計算方法進行分類器測試,可達95%車輛整體辨出率,84%平均正確率及2.4%誤判率。雖然訓練過程費時,但Haar特徵檢測之測試結果有平均正確率高等優點,顯示其適合做即時的車輛辨識。未來將優化辨識,並以此為基礎,建立一能協助交通的系統,如紅綠燈秒數調控、車輛追蹤、自動化駕駛、交通指揮系統等等。

大「撤」大「霧」-防霧探討與應用

在這次的防霧實驗中,我們調查了家鄉漁民常用的防霧方式、澎湖常見植物的防霧效果與探討日常常見的防霧妙方。從簡易測試與透明度分析儀的結果來看,我們發現天然防霧塗料對「玻璃」能有效的防霧,但是對「壓克力」材質的介面並沒有明顯的防霧效果;日常的化學防霧材料對兩介面都有不錯的防霧功效。

以樂高電子積木設計自動化控制溫室系統

本研究旨在設計一個可以自動化控制以調節恆溫的溫室裝置。我們利用樂高電子積木 Mindstorm 系列的積木先組裝成履帶形式的升降裝置,再將透明盒蓋結合在履帶上,因為樂高電子積木的馬達可透過齒輪帶動履帶將盒蓋作升降動作,另外再以 Mindstorm 的圖像化設計介面寫出可判斷溫度範圍的控制程式,以溫度計作為感測溫室內溫度的感應器,並將所偵測到的溫度數據交給程式去執行判斷,就可以將模擬溫室的盒子內維持我們需要的溫度範圍。

黏黏有虞?-各品牌膠帶黏性測試實驗

看到大賣場販賣區吊一塊很大的的廣告,其內容是TM的最新產品名叫「TM大力膠帶」,廣告布條裡面在推銷這個膠帶的黏性有多神奇。於是大家想要用科學的方法來證明是否有如廣告上所說的有超強的黏性。 實驗結果發現,膠帶的黏力可以分為最初黏力與最終黏力,不同使用目的的膠帶這兩種黏力會不同,研究發現,大部分的膠帶最終黏力會大於最初黏力。膠帶與不同接觸面貼合時,其最終黏力會因接觸面的性質不同而不同,因此使用膠帶前要先對物體表面的材質有所了解,才能選用最適合的膠帶發揮最大的黏力。 研究也發現,膠帶在70℃的溫度內其黏力變化不大,表示膠帶在台灣這樣炎熱的環境下使用對其黏力不會有太大的影響。本組研究也發現,若是膠帶與物體貼合後,在膠帶上施予正向力,有助於提升黏力。

創意、改造大發明(便利垃圾桶、便利洗衣刷、水果切丁器)

布朗寧說:「成功的絆腳石不是缺乏智力,而是沒有創造力。」然而,現今高度競爭的環境下,今日的科技在明日可能就已過時。在國中自然與生活科技領域範籌中,以解決問題策略為中心,透過活動單元或作品,使學生循手腦並用的程序,培養學生創造思考的能力及合作學習的習慣。我們將課程所學融合創造力、想像力的實現。因此我們發明了三大主題:一、 便利垃圾桶其特性與傳統垃圾桶相差甚遠,以抽取式代替傳統作法。二、 便利洗衣刷將洗衣刷與清潔劑加以組合,做〝局部〞的刷洗,因此就不會弄濕整件衣服,是極富創造力的作品。三、 水果切丁器突破傳統的處理方式,利用四片刀片為刀片組並且去籽。使其成效成為原來的四倍。

它,罩得住我嗎?-口罩阻隔機車廢氣功能之研究

機車排放廢氣是我們在路上隨處可見的空氣污染,許多機車騎士都有戴口罩,但戴口罩到底能不能真正阻隔機車所排放的廢氣?便是本研究想探討的重點。我們借用環保局檢測機車排放廢氣的儀器-HORIBA 來進行實驗,結果發現:活性碳口罩確實比一般棉布口罩的阻隔效果來得好。但因活性碳口罩較貴,又不能洗滌,使用期限短,我們便用便宜的棉布來自製口罩,並加上生活中隨手可得的物品以增加其阻隔廢氣的功能。結果竟發現了咖啡渣的棉布口罩其阻隔效果竟比活性碳口罩來得好,這個利用泡過的咖啡渣做成口罩還很環保呢!選用口罩除了考慮阻隔力以外,還應考慮透氣度。本研究發現活性碳口罩不論在阻隔力或透氣度上都有很好的表現,紙口罩雖然阻隔力佳,但透氣度差。以上結果可供消費者在選擇口罩時作為參考。

黏綿到天邊-棉花糖製作探究

本實驗主要探討的是如何製作棉花糖,其過程以及他的周邊關係,例如:轉速、溫度、洞的數量…的關係。由此實驗我們可以得知如何做出好吃的棉花糖,最主要是因為轉動的速度和溫度,我們發現在電壓 4V~6V 所轉出的棉花糖的品質最好,而我們再控制溫度時發現以大火加熱最為理想,將其二理想方法合而為一便能製造出好吃的棉花糖。之外我們還探討了瓶罐大小和孔數量的關係,我們發現在鐵罐上打上兩排的洞為最主要的關鍵,因為出來的糖絲只會從下方的兩排飛出。 另外我們還使用了鐵絲網來固定馬達,這樣不但可以解決平衡的問題還可讓馬達和固定的衛生紙筒之間產生緩衝的功效,減少它搖晃的程度,進而達到平衡。

「無患再起」─無患子的研究與探討

利用蒸餾法來處理無患子萃取液,可以有效改善無患子萃取液在使用上所遭遇到的難題。在無患子萃取液中添加皂基,可促使皂化成皂塊,皂基含量對無患子皂塊成形有正向關係,但無患子濃度不可過高。無患子萃取液除了當清潔用品外,我們更發現其他特殊用途,如殺蟲劑、防蚊液、隱形墨水、吹泡泡液、洗金液、延長瓶花花期等。使用過後的無患子果肉,可當有機肥來使用。復育無患子植株,有利水土保持工作的進行,並減緩溫室效應所造成的氣溫上升現象。無患子的多用途值得我們加以推廣。

爺爺泡的茶-飲料與油脂吸附的關係

我們常看到電視上有一些號稱喝了可以減肥的飲料,我們對於這些飲料的功效感到很好奇,因此我們嘗試著將沙拉油加入各種飲料後,再用濾紙過濾,看看哪一種飲料的效果最好。研究結果發現,各種飲料加入油脂過濾後,效果最好前三名依次是現泡烏龍茶、藍山黑咖啡、舒跑;而效果最差的則是牛奶、柳橙汁、楊桃汁。而在過濾時間方面,過濾時間最短的依序是摩卡黑咖啡、藍山黑咖啡、泰山純水,現泡茶及分解茶,過濾時間最久的則是牛奶、柳橙汁、舒跑,而溫度不同的現泡烏龍茶又比綠茶要好。至於每朝健康等號稱能減肥的飲料,效果並不如我們想像中的好。

吃粉筆灰的精靈--新式板擦的設計

目前教室使用的板擦清潔器,在市面上銷售的有:拍打式、手動板擦清潔機與電動板擦\r 清潔機,這三種清潔機,都是事後的清潔,無法改善擦黑板時粉筆灰到處飛揚的缺點,因此\r 我們根據會影響擦拭乾淨度、空中粉塵量、板擦清潔容易度、溝槽粉塵量及清潔盒粉塵量的\r 各項因素,嘗試製作出新式板擦。