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生活與應用科學科

淺層地熱之研究與低溫史特林發動機之應用

我們以γ構型史特林引擎為基礎,結合自由活塞的結構,再加上線性發電模組,設計出一台可在溫泉環境中發電的地熱發電機,因製作精度不良且材料選擇錯誤,第一代原型機模型僅運轉1分鐘即損毀,不過已足以證明其理論與方向的正確性,針對第一代原型機的缺失,我們著手製作第二代改良型,將引擎分為熱交換模組與動力模組2部分,解決溫差造成水凝結的問題,我們並將它命名為分離式γ-自由活塞型史特林引擎,最後我們以實驗證明「淺層地熱發電」的可行性,為綠色能源提供另一種選項。

百元語音辨識系統

探討在低成本下,完成非特定人語音辨識的可行性,讓一般廉價的小家電,擁有精準的語音辨識能力。 為使成本降低,必須要設計一個ROM、RAM使用很少、反應速度很快、辨識能力高的語音辨識系統,整理作品重點如下: 一. 音節簡化:發音去掉聲音調後,再將同類聲音進行整併,整理出133 個音節→資料量是繁體13060 字數的1/100 二. 資料庫化簡:使用整數的指數取代符點運算→資料量為傳統的語音特徵的1/20 三. 語音辨識演算法:使用梅爾倒頻譜係數、隱藏馬可夫模型 四. 處理器:用16 位元的整數運算,可在低價的處理器上執行 五. 訓練用的語音:向中華民國計算語言學學會(MAT)購買純語音的資料庫 完成麵包板上的百元語音辨識系統:

自動轉動遮陽百葉窗

裝百葉窗的主要目的在遮陽,可是我們常看到的情況是:葉片開著讓陽光直接照進室內,又熱又刺眼;或是幾乎全關,室內昏暗大白天也一定要開燈,空氣又不太流通。 我們設計的自動轉動遮陽百葉窗就沒有以上的問題。我們利用Arduino系統來控制百葉窗的葉片轉動,讓葉片能隨著太陽移動的角度跟著轉動以遮住陽光,不讓陽光直接照進室內,但又不會完全阻隔自然光,室內仍然明亮,不必非要開燈不可。為了方便使用的人如果想要看窗外景物,或是不想讓外面的人看到室內情況,我們也提供了手動操作的功能,利用紅外線遙控,可以切換手動/自動開關來改變操作模式。

呼吸模型最佳化

生物課時在呼吸運動教學上,老師使用的教學模型只簡略顯示出肺部與橫膈象徵式的運作模式,此方式並未把真正的呼吸運動顯現出來,呼吸運動並非只有在肺部以及橫隔兩個部分,其中也包括了肋骨、肌肉群與相關器官的連結;一般教學上的實驗模型在製作與經費的考量上,通常只呈現肺部以及橫隔兩個部分的運作,而市售的呼吸模型雖然較精緻,但大都屬於靜態無法運作的形式,可進行呼吸運動的動態模型在價格上,往往是一至三萬元左右不夠實惠。基於上述原因本研究製作出一個價格1211元且部位顯示分明的呼吸模型,可供學校呼吸運動教學的觀察使用。呼吸模型共研發了三代,尤其是第三代呼吸模型,達到了美觀實惠、取材方便、便於觀察、操作省力四項。

綠屋頂實現室內舒適溫度之研究

本研究為透過各種植物的生長特性搭配不同生長介質,搭建一綠屋頂模組,觀察其室內外溫度變化,找尋最佳的綠屋頂組合,自製遠端監控以及精緻化滴灌系統以期在使用最少水分的情況下,使我們的建築物內部溫度能夠保持舒適溫度(24.2℃~28.6℃),如此一來,不但能夠讓我們的生活更舒適,也能不使用冷氣機降溫,達到節能減碳的效果。

改良型殘障人士專用滑鼠

瑞典的眼控團隊使用眼控視頻遊戲的發明者發明的眼球追蹤器(eye-tracking)。該技術是使用感應器追蹤使用者的眼睛,讓滑鼠跟著眼睛瞳位方向移動,便能向下或向上滾動、選擇、打開和關閉電腦上的專案。針對重度癱瘓肢體障礙者,或是身上沒有身體部位可操作開關的患者,此產品是一個很關鍵的輔具,能讓使用者使用眼球動作完全操作電腦。而日本近畿大學宣佈開發出了全球首創的呼氣滑鼠。將一根管子銜在口中,通過呼吸氣來控制電腦。使用者通過呼吸氣的時間長短和強弱的不同就可實現移動游標和按鍵功能。 本研究是基於改善行動不便者為考慮,期望開發出適用於不同種類殘障人士都可使用的電腦操縱輔具,幫助殘障人士使用電腦,間接提升生活的品質。

靜"殿"神來,與灰"臣"說拜拜!

在空氣品質越來越不好的情況下,如何淨化空氣成為我們生活中一項重大課題,靜電集塵為清除氣體中塵埃方法的一種,是利用電荷異性相吸原理,與外加高壓而形成二個極性相反的電場,在庫倫力的作用下,使灰塵粒子荷電後向集塵板移動而附著在集塵板上,而達到淨化空氣目的。讓我們製造一台有效的靜電除塵機,來使我們的空氣更加淨化吧!

太陽運動軌跡與太陽能板最高效益探討

本報告是主要針對太陽能板上自動追蹤功能的研究。以藍晒及自製的指南針作為研究太陽移動軌跡的方式,找出整年太陽移動軌跡;並找出太陽能板在直射及斜射之情況下發電量的不同。如此之後,便可依據研究數據以簡易的材料(時鐘、發條)、方式來設計較簡單的「追日」系統,使太陽光的使用更有效率,發電功率也可大幅提升,對這資源日益耗竭的地球可是一大福音。

「榕」不下你!

臺灣鋏蠓俗稱小黑蚊,對於在校園活動的我們,常因被咬而困擾不已。過去針對解決小黑蚊之害通常有以下的方式:1.噴防蚊液。2.噴灑殺蟲劑。3.穿長袖衣物。前兩個方式,可能會有化學藥劑的危害,第三點又會造成悶熱不舒服,因此我們想從小黑蚊的棲息地來進行滅蚊計畫。 文獻資料顯示,小黑蚊棲息地為青苔。我們希望透過植物天然的抑制作用,來達到清除青苔的目的,進而減少小黑蚊的棲息地。經實驗結果發現:1.校園植物—榕樹及鳳凰木的葉子具有抑制植物發芽與生長的能力。2.榕樹枯葉和鳳凰木葉片製成的藥劑,對於青苔的細胞有抑制生長,甚至有使其萎縮的功效。3.浸泡過榕樹枯葉的土壤,經水的沖淋後,還是可以種出經濟作物;但浸泡鳳凰木葉子的土壤,經濟作物發芽率較差。

利用學校廢紙再製成多功能收納櫃

基於環保的觀念以及資源回收再利用的精神,本研究針對回收的紙類,經過再製的過程,做成多功能收納櫃。實驗過程藉著試驗失重率、表面摩擦力、厚度、變形度、耐應力等方式來驗證紙漿板的特性,最後結果經過統計分析後評選出製作紙漿板的最佳條件以及紙與膠的最佳比例(2:1),為製作出符合需求、美觀且耐應力強的收納櫃。 成品的外型設計上,考慮應力及可堆疊性等因素,決定採取六邊形(蜂巢式)設計,並且專門為六邊形收納櫃製作一組模具,另外,更研究此模具如何將紙漿定型、脫模以及成品的乾燥方式,最終將最佳比例的紙漿填入模具中,經過乾燥的過程,做成符合需求的收納櫃,以便能運用在生活中並達到資源回收再利用的目標。