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『火柴遊戲』(The game of Match),一個中國最古老的二人遊戲,有人稱之為『筷子遊戲』(The game of Chopstick)、『拈子遊戲』或『尼姆遊戲』(The game of Nim),在遊戲中,對戰的兩人可不斷的改變規則,並設法去找尋所謂的致勝技巧。但是其中最吸引人的就是『先取的人可以拿任意根火柴,但不可以一次取完,而後取的人所拿的數量不可超過上一人所取的二倍,同樣是取走最後一根火柴的人就獲勝』及『每次取的數目是1〜5根,先取的人不可以一次取完,而後取的人所拿的數量不可與上一人所取的相同,同樣是取走最後一根火柴的人就獲勝』。好奇的我們於是決定悠遊於火柴棒的遊戲中……。
「發電扯鈴」是利用「電磁感應」來發電,其關鍵為線圈與磁鐵要有相對運動。我們在同一個扯鈴上設計「快鈴」與「慢鈴」,並使用「軸承」令其產生速度差。經過第I代到第III代的十三個實驗,我們改良扯鈴結構、製作發電線圈,終於製作出不需要裝電池,有別於市售的發光扯鈴。當「快鈴」與「慢鈴」速度差約每秒轉5.63圈時即可點亮LED。
本研究主要應用AI影像辨識將大型車輛轉彎內輪差及視覺死角危險區域內的行人及車輛定位,立即以語音對駕駛警告危險位置,避免車禍發生。本系統先於Windows 10 PC上的Anaconda3 Spyder 環境以Python3使用OpenCV函式庫開發,並叫用YOLOv3來進行物體的辨識,能正確辨識行人和車輛並正確定位,配合大型車內輪差的計算判定危險性。程式最後佈署於NVIDIA Jason Nano Ubuntu 系統下並安裝於大型車輛。不同於一般行車視野輔助系統僅以測距的感測器偵測,本系統能明確得知人車種類,明確標定位置,並能立即判定有無危險,更立即以語音警告駕駛,且不干擾駕駛的視覺注意力,同時也擴音警告車外的用路人。研發過程中還設立了車輛影像辨識研究平台,期望後續研究能和自駕車的發展結合造福更多的駕駛及用路人。
本作品主要研究原圖形與重複疊作頂外圖形之關係。頂外圖形是指以原圖形的頂點為圓心,頂點到外心的距離為半徑畫圓,圓的交點(外心除外)連線形成的圖形為頂外圖形。 我們發現原三角形與其頂外三角形全等、原三角形與其重複疊作頂外三角形的外心、垂心、內心、重心、頂點有共點與共線之性質,接著我們延伸至多邊形觀察是否有與三角形相同的性質,發現四邊形第k層和第(k+4)層會相似、平行,且其頂點有共圓、共線等性質,並推廣到n邊形第k層和第(k+n)層相似、對應邊平行;第k層和第(k+n)層和{4k}外心共線等性質,最後延伸到2m邊形第(m-1)層對邊平行;4m邊形第(4k-3)m、(4k-1)m、(4k+1)m、(4k+3)m層共圓。
校園落葉每天掃不完又天天都要掃,為什麼我們不能用比較輕鬆的方法來掃落葉呢? 於是,我們研發了「落葉終結者1號-推推掃」,只要往前推動,利用3D列印的反向齒輪,將落葉向後抛後落入收集籃,資料夾當滾輪刷超好用。看到家中的自動掃地機器人,於是我們利用樂高EV3機器人研發出「落葉終結者2號-智能掃」可以自行設定轉速,利用按壓感應器來進行碰壁轉彎,利用超音波測距來防止掉落階梯,它已經能在不規則木平臺及圓洞區自行進行掃落葉工作。目前我們的「落葉終結者1號-推推掃」已經在校園中實地協助外掃區同學掃落葉,證明實際可用。「落葉終結者2號-智能掃」雖然目前只能掃起小型榕樹落葉,但也提供了未來研發大型機種的微型模式。
本研究在探討11層大樓建築物頂樓水塔配合陽台天花板設置水撲滿,是否能有效達到減震阻尼的效果。過程中利用3D列印機自製固定水撲滿設備以及不同形式網狀隔間液體阻尼零件,並以電流調整器控制怠速馬達,自製地震模擬器來模擬不同震度之地震來實驗。 實驗中發現不同液體消能元件加裝網狀隔間,水波擾動震盪越明顯阻尼效果越佳。當地震來臨時樓層越高震盪越大,11層大樓可藉由設置在最高樓處,三組平均排法網狀隔間水撲滿,並配合水位設定六分滿,平行器壁網狀隔間正方形水塔,這種形式雙液體阻尼元件與大樓產生最大共振會發生在模擬震度4級,可以破壞模擬震度5至7級震波對大樓產生的,順向波大樓共振與大樓結構本身扭轉共振,液體阻尼效果最佳。
本研究是從正多面體的點線面出發,探尋由二種或兩種以上的多邊形所組的多面立體模型。首先,認識五個正多面體的模型架構,並從正多面體的點線面個數找到了關係式,這就是有名的尤拉公式。 嘗試將正多面體經過重複性截角平切的操作,推演出一個新的多面體,進而演算建立半正多面體的推算模組。在兩次截角的過程中,共產生了21個由兩種或兩種以上的多邊形所組的多面體。其中有十一個柏拉圖截角後的新多面體與阿基米德立體很相似。 從操作中觀察討論,歸納出大截角時,因頂點相鄰有三面,故會形成一個三角形,且原來的面的形狀不變;小截角時,其原來的面邊數會增為兩倍。進而推測出簡單且容易了解的多面體模組,從而認識到各種多面體的組成形式。
市面上中小型風力發電機的蓄電池使用鉛酸電池,此電池兩極浸在同一電解液中,不斷充放電之後會有再結晶問題,使電池壽命縮短而不環保。為求「環保」,我們發現了可以改善此問題的電池──逆釩流電池。 此電池現用的質子交換膜多由Nafion®公司製作,雖廣為使用,卻因釩離子滲透率高而效率不佳,而萌生一種想法:可否找到更好的膜呢? 參閱文獻後,發現以聚醚碸樹脂(PES)、磺酸化聚醚醚酮(sPEEK)為材料的膜很有潛力。前人研究兩種材料比例差異,未以其他因素進行實驗。此報告主要以不同帶電程度──磺酸化程度的sPEEK製膜改良並探討。 在製作並測量各膜的物理性質後,因為膜的帶電性,配合其差異穿透的特性,進而提出將此膜用於更環保的電池──海水濃差電池。
太陽能熱對流發電是未來最新一代的綠色能源。本研究透過太陽能熱對流發電塔模型的設計、製作及情境的模擬,來全面研究太陽能熱氣流發電塔的熱對流特性及影響運轉效能的相關變因,以利進而建立發電系統。現代建築中為了為解決熱的問題,通常會設計通氣塔來進行排熱,本研究利用中樞塔的熱對流與內外的溫差建立一個立複合式的發電系統。在研究結果中發現太陽能塔塔內的氣流強弱取決於塔徑、塔高、集熱板面積、集熱棚底角、入口間隙等內在變因及光源強弱、塔頂與塔底的氣壓差及溫度差等外在變因;而若能強化太陽能塔的中樞塔內氣流,能推動塔頂之發電裝置,產生感應電流。若在中樞塔的包覆致冷晶片,亦可以利用管內外的溫差來達到發電的效益。
台灣目前的法師蛛科(Zodariidae)僅紀錄1屬1種,我們在校園內利用掉落式陷阱,對地表無脊椎生物進行調查時,發現一未知種的蜘蛛,經比對文獻,鑑定其形態構造,推論是原產於日本西表島的黃足馬利蛛(Mallinella fulvipes, Ono & Tanikawa 1990),為新紀錄屬與新記錄種,並對雌雄標本重新描述、測量及繪圖。本研究首次記錄到黃足馬利蛛的巢穴形態,並描述其捕食行為、卵囊結構及子代數目。