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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。

打「黴」「樂」,打了沒—不同中藥對黴菌抑制效果

本研究針對經篩選後之五種中藥:金銀花、苦參根、貝母、蛇床子、雞冠花對於存在生活週遭黴菌的抑制效果進行定量探討。 本實驗顯示蛇床子對根黴屬麵包黴黴菌抑制率可達71%,對枝孢屬空氣及廁所黴菌的抑制效果近乎100%,除了本身成本較低,且有效濃度也較低,故成本為五種中藥最低,作為抑菌劑最具經濟效益。貝母明顯於稀釋倍數較高時,抑菌效果反而較佳。透過拍照比對發現中藥萃取液對於黴菌的抑制效果與滲透壓及孢子萎縮程度有關。 蛇床子及金銀花對於根黴屬的麵包黴菌及枝孢屬的空氣及廁所黴菌都有可與市面上去黴產品相比擬的抑制效果且成本較市面上去黴產品低,且透過定量實驗證實出符合天然、低成本、不傷手、無污染、抑制效果佳等優點的中藥萃取液,未來可廣泛應用於環境及飼料去黴方面。

飛天奇蹟-自製飛行空拍機

我們想在畢業典禮時空拍同學們的影象,並即時投影在大布幕上,因此自行研發出了一個安全的飛行空拍機。我們選擇裝氦氣的中型氣球作為浮力來源;並探究各種市售遙控即時攝影裝置;同時嘗試改裝飛天小鯊魚、直升機、四軸飛行器,遙控小汽車及樂高機器人作為飛行動力。我們的飛行裝置必須同時讓浮力裝置、動力裝置、攝影裝置完美結合,我們在一連串的失敗中發現問題。終於成功研發出二種能在室內安全又穩定飛行的遙控飛行空拍裝置,飛天一號是以遙控小汽車改裝的輕巧型機種;飛天二號則是用樂高機器人,設計出能朝不同角度靈活移動的專業型機種。最後我們探討螺旋槳的大小和馬達的闗係,並改變氣球的排列方式,讓我們的裝置發揮最大的飛行空拍效能。

DIY 無電自動餵魚器

為了兼顧節約能源與資源再利用的理念,我們決定朝「DIY 無電」自動餵魚器的方向努力。從無數次的設計與嘗試錯誤,我們最後利用兩組「竹鐘」的相互牽引,終於開發出第一代的無電自動餵魚器,但由於材料簡陋,使得每次「竹鐘」的「動作水量」非常不一致。因此,我們到水族店買了養魚專用的塑膠管,做成了「第二代」自動餵魚器。除了「動作水量」較穩定外,我們在高處架設小型水塔,並使用點滴專用的水流控制閥,控制水流量,但水塔的設置非常佔空間,且搬運十分不方便,於是我們作出了「第三代」自動餵魚器,讓「小水塔」能與自動餵魚器能結合在一起。目前雖然無法達到準確的定時定量餵魚,但已能達成一天餵 2~3 次,連續自動餵食五天的效果。

妙筆生花─防斷水又能矯正握姿的原子筆套

本研究主要目的: 一、了解原子筆斷水及寫字不好看的原因。二、探討及找出原子筆斷水和字寫不好看的辦法。三、尋找自製原子筆最佳材質及測試並調查滿意度。 本研究主要實驗: 一、模擬鋼珠頭書寫。 二、自製原子筆與市售原子筆摔幾次會斷水。三、自製原子筆套是否會彈性疲乏。 四、滿意度調查。本研究主要結果: 一、 原子筆斷水主因為鋼珠撞擊地面而內縮、變形;字醜的主因為握筆姿勢不正確。二、 市售原子筆摔70次時斷水;自製原子筆摔150次仍無斷水,顯示自製原子筆較不易斷水。三、開花設計一小時後保護管無法彈回,顯示自製原子筆有彈性疲乏的問題。四、經比較,筆套材質用較硬吸管較為合適。五、自製原子筆能加強握筆力道,固定、改變握筆姿勢。

冷水泡麵

因應發生天然災害的頻率增加,為解決在沒電、沒瓦斯的情況下,災民還能獲得熱騰騰的飲食,研發救難時用的冷水泡麵是必要的。 而泡麵要能煮熟,必須浸泡在高達80℃以上的熱水中,且持續3分鐘之久。為此,我們進行一連串的實驗,發現生石灰與水需在固定的比例下,才能滿足將泡麵煮熟的條件。同時,我們也探討了水溫、容器材質等變因對反應速度的影響,最終找到了傳遞溫度最快的內容器材質與保溫效果最佳的外容器材質。

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。

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。

灰灰,遠離我吧之靜電板擦研究

本研究是為了改善擦黑板時粉灰任意飄散的情形,在使用一般板擦擦黑板時,粉灰累積到一定的量,會開始掉落而飄散到空氣中,影響使用者的健康,有鑑於此,改善此情形是本實驗的目標。「擦黑板時,如果能增加板擦的吸附能力,可以減少飄散在空氣中的粉灰」,為本組之最大目的。起初我們找了許多方法,而最後以靜電原理設計裝置,在不破壞板擦原型的前提下,利用電線導引靜電於板擦上。經過多次實驗證實,將裝置裝於板擦後,其吸附粉灰的量有明顯增加,確立了靜電板擦之可行性,達到了本組之目的。