生活與應用科學科

本研究目的在研製皮膚電阻及心跳影響閱讀專注力偵測系統，以及分析環境噪音及溫、濕度對閱讀專注力之生理感知與舒適度。採用實驗研究法，首先針對量測數據進行校正，確保本系統能符合信度與效度之信賴水準。徵選有意願參與本研究之三位高職二年級學生為受試樣本，在閱讀「數學」科目下，調節環境聲音及溫、濕度，記錄受試者自律神經作用下引起皮膚電阻及心跳等生理變化。根據研究目的，獲致研究結果如下：（1）指尖皮膚電阻變大，表示閱讀專注力較佳，反之則呈現緊張的情緒；（2）心跳振幅越大，則情緒表現安定；反之則緊張；（3）闔眼後再接受本實驗所偵測之閱讀專注力比較佳。

為增加數學課程的互動性，我們設計了一台可遙控的「方程式」繪圖車，可以依所輸入的座標來移動，精準的繪出所有的二次函數和其他圖形。 這台繪圖車裝備兩顆步進馬達，透過Arduino微控制器，指揮繪圖車的行進路徑。如果把所有圖形都看成是平面上點的連結，我們的構想是將座標系套用在平面上，而繪圖車在座標系裡從點到點之間行進的過程中，車上的筆就可以描出不同的圖形。我們自己寫了一個App，讓使用者可以用手機與繪圖車連線，增加了無線控制的方便性。此一裝置，可讓教學者只需拿起手機，就可以輕鬆又準確的呈現各種二次函數圖形，而學習者也可以藉由操控繪圖車，更清楚掌握數學函數的原理。此種繪圖車的原理，可以廣泛應用到各種圖形的輸出與展示。

馬格努斯效應是一種原理簡單，廣泛應用在球類運動以及日常生活中的物理現象。透過馬格努斯風力車的探究過程，我們理解到：除了風速和滾筒轉速之外，滾筒本身的表面積、造型、質量、表面摩擦力、傾斜角、受風角…等都是影響馬格努斯風力車動力性能的重要因素。此外，在提升馬格努斯風力車動力性能的實驗方面，｢單一馬達帶動多滾筒｣以及｢前側導流翼｣的裝設都是相當可行的設計方案。

研究主要的目的在設計一套能透過物聯網智慧調控的植物栽培箱系統，並比較人為光照及水耕種植和自然日照及土耕植物的成長表現。 實驗結果MotoduinoU1微處理器可以幫助我們解決問題達到智慧監控的目的。透過我們所學過的圖形化介面程式設計語言控制微處理器延長植物生長所需要的日照時間週期。LED成長燈解決植物所需的紅、藍光波促進生長；智慧調控植物生長最適的溫濕度以及自動補充水耕液的不足；更可以利用WiFi模組發揮物聯網的精神，隨時將監控的資訊上傳到網際網路，方便隨時監控植物栽培箱系統的運作。 透過不同感應模組的組合客製化智慧監控植物栽培箱系統發揮動手做創作的精神達到環保永續的應用。

我們將太陽能發電板合併多功能充電器成為太陽能多功能充電器，並在測試與觀察的過\r 程中，發現了一些有趣的現象。\r 一、光照度是一個重要的因素，我們利用各種光源來進行測試，結果發現照度會影響發\r 電的效率及產生的電壓，照度超過7000 lux 才會有較理想的充電效果。\r 二、晴天時，充電裝置可以達到很好的充電效果，而日照很弱時，如果充電裝置一直在\r 連接的狀態下會讓電池的電力逆流，所以我們以串聯的方式加裝二極體在線路上防止電流逆\r 流，並且並聯充電電池組進行蓄電，在無光照的狀況下則可利用充電電池組的電力。\r 三、充電電池組的電池除了能夠直接使用，更可使連接的多功能充電器（4.3 V 以下）不\r 受日照影響穩定充電。一般USB 電源、手機、PHS 手機以及數位相機等電池（3.6-3.7 V），皆\r 可以完全適用於充電的範圍內。

噪音一直是生活上嚴重問題，影響生活情緒、工作品質，甚至使聽覺能力受損。普通的家庭其實無法達到很好的隔音效果，所以我們試著利用窗戶和聲音的共振頻率關係，來改善這樣的問題。

在2048人工智慧遊戲中，平滑度與單調性的權重為主要影響電腦判斷的變數，因此本研究主要針對這兩個變數的權重進行實驗並探討。並且在遊戲中步數愈多，愈容易達到更高的數字，在研究當中我們用遊戲移動步數的多寡來判斷當局的好壞。 在深度1的情況下「改進程式碼」，在研究結果中發現主要變數比值為1的同比例放大縮小效果都不錯，在90組數據中有 1/3 有到達1024，甚至可以到達2048；從步數來看，原程式平均步數為332.8步，而修改後的權重平均步數高達561.8步。 最後，我們利用相同的權重，並且將深度改回原設定。比較後發現，經過我們修改後的權重，達到2048與4096的獲勝率皆比原程式高。

我們利用毛細現象，搭配資源回收箱裡每天都會出現的飲料杯及拖把脫落的棉繩，設計出能持續保濕的「毛細育苗盆」。經過測試，育苗盆可在走廊上維持一個星期不用澆水，讓土壤中的向日葵、小黃瓜、空心菜、秋葵和櫻桃蘿蔔種子順利發芽，地瓜葉枝條的扦插也成功；待幼苗發芽移到日照充足的三樓天台後，即使在陽光普照的天氣，也能利用毛細現象持續供水至少兩日，這解決周休二日菜苗的澆水問題。當菜苗移到菜園後，我們利用自然課本中的「九龍杯」虹吸原理，設計出菜園的定時定量澆水器，九龍杯可在每次啟動虹吸作用時供給蔬菜定量的水，儲水槽的設計，則讓有機菜園有機會利用雨水撲滿來澆灌，更為廚房洗菜洗米水的回收再利用提供一個方便可行的方案。

我們了解到氣墊船是靠空氣來減少摩擦力並快速前進，氣墊船可以在陸上行舟，也可以在水面上行駛，而且風扇在水面以上，不受水面上水草與水面下障礙物的影響，適合多種地形，如：淺水、沙灘地、路面、沼澤……，可以用於交通、救災……，是個多元用途的交通工具。 氣墊船柔裙不像外表看起來這麼簡單，只是圍上一層塑膠袋，要氣墊船可以輕鬆的動起來，還要探討柔裙內氣室的大小、接觸地面的面積、開口形狀。馬達組是氣墊船的心臟，向下馬達組要負責柔裙的充氣與氣室的充氣；向後馬達組要給予氣墊船前進的動力。方向舵可以協助氣墊船控制方向，讓我們可以正確快速的到達目的地。 期待日後氣墊船除了征服海、路以外，還可以飛上天空，成為全方位的交通工具。

太陽能板是目前新興開發的能源，在日常生活上太陽能板常裝設用於熱水器或是路燈上面，藉由太陽光來發電。我們嘗試利用室內的燈源來驅動太陽能板，透過數十種室內常用燈具來測試，試圖找出效率最佳的燈具。找出最佳燈具之後，再更換不同種類太陽能板，確定效率較佳的是單晶矽太陽能板，然後進行光照入射角度的測試。經過反覆多次的實驗，我們發現鹵素燈以 90。角照射單晶矽太陽能板能有最大的功率。我們也自行製作一個以太陽能板來驅動的吊扇，希望能推廣太陽能板的用途，讓室內照明的光線能「一光多用」，突破太陽能板只能用太陽光發電的想法。