全國中小學科展

佳作

由人工智慧生成吸引人的言情小說之可行性研究

近年來言情小說盛行,發展出各式各樣的模式。以台灣為例,目前言情小說的出版量,每年高達一千多本,佔全台小說出版總量之3至4成[5]。對出版社而言,如果可以了解為何言情小說能在眾多類型的書籍中吸引讀者,並找出言情小說成功的劇情寫作模式,將是一件很有商業價值的事情。人工智慧(Artificial Intelligence,AI)是目前產業當紅的科技技術,若能結合AI解決未來出版業的新書企劃,不但擁有商業價值,亦具有話題性題材。由於AI的效能好壞,取決於資料本身的品質及訓練資料的數量。但在實際應用中,資料取得往往費時費力且所費不貲。因此本研究採用人工分析及網路爬蟲雙軌模式進行,並使用生成對抗網路的AI模式,協助開發暢銷小說企劃情節,並找出暢銷劇情寫作核心。

智慧型滅火系統

人們用火於烹飪、生熱、照明及推進…等等,由此看的出來火在人類社會上是不可或缺的,但同『水可載舟,亦可覆舟』的道理一樣,使用不當也會造成危險的火災,使人、財務及住處的傷亡及損失,市面上有許多種的火災灑水器,而傳統的灑水器是以”煙”或”溫度”來做偵測,並大範圍灑水,但灑水器偵測方式過於簡易,容易發生誤判,及大範圍灑水的方式造成不必要的損失,為解決此問題,我們以機器視覺來追蹤火點,並以定點噴水的方式取代大範圍灑水。 本小組製作的自動偵測火源灑水系統以Raspberry Pi3板、Arduino UNO板、做為偵測火源及噴水的主體,並以Webduino Smart板 及App inventor2建立起物聯網,萬一發生火災也能及時通知用戶,以便提早通報火警,儘可能的減少火災造成的損失。

風水輪轉―氣、液兩用特斯拉渦輪發電機設計與應用探討

2050年淨零碳排的目標,全球積極發展再生能源維持充足的能源供應。本研究以廢棄光碟片製作特斯拉渦輪,學習大自然黃金螺線改良;分別以空氣及水兩種流體,比較渦輪轉速效果,轉子採用螺線數量:0條、2條、4條或6條,分別搭配0度、10度或20度入口角度。氣源壓力為1.00kgw/cm2時,採用4條螺線,搭配0度入口,轉速為1735RPM,相較特斯拉渦輪轉速746RPM,轉速提升133%;水源壓力為0.50kgw/cm2時,採用4條螺線流道,搭配10度入口,轉速為657RPM,相較特斯拉渦輪轉速381RPM,轉速提升72%;透過黃金螺線引導,可有效提升低壓流體的渦輪轉速。以氣源帶動渦輪成功驅動輪轂發電使LED燈照明;並對鋰電池進行充電,展示特斯拉渦輪發電效果。期盼可以發展成小型發電裝置並應用。

智型車

自行車是一種綠色環保的交通工具,但對騎士而言,道路上往往面臨許多危險。為了保護騎士安全,本研究透過搭載於安全帽上的姿態感測器,測量騎士頭部姿態變化來判斷車子行進意圖,同步顯示安全帽後方及車尾。若發生跌倒事故時,系統會自動發送求救簡訊與上傳座標位置到雲端資料庫,結合手機應用程式,即時請求聯絡人的協助。在電力提供方面,設計回歸輪系提升發電機轉速發電,實驗證明,只要走路牽車就可對行動電源充電。 本研究透過姿態感測器、雲端資料庫和手機應用程式的組合,成功完成方向燈、語音主動提醒、提供跌倒通知與防盜通知,並於地圖上呈現位置。”智型車”(X-Bike)應用在自行車中,確實讓騎士安心享受單車的樂趣之餘,有更多的保障。

海藻酸鹽雙層水膠搭載聚電解奈米粒子應用於慢性傷口之研究

本研究嘗試以海藻酸鹽設計製作雙層水膠,並搭載奈米粒子於雙層水膠中,達到兼具治療與保護傷口的效果。 透過實驗數據驗證,此雙層水膠之儲存模數相比人體細胞外間質,得知水膠足以提供傷口張應力。而表面帶負電之奈米粒子,其粒徑尺寸~1849nm,以及界達電位負電峰值為-19.9 ± 0.2mV,能夠有效地吸附帶正電之生長因子並持續釋放。另外,藉由水膠不同的降解速率及載藥特性,達到首先減緩發炎反應,並給予血管新生功效。動物實驗成功建立模型,由一般傷口證實,加入水膠與抗發炎因子IL-10/促血管新生因子VEGF+PDGF療法的實驗組別,其修復期較短,由db/db糖尿病鼠模型證實生長因子的釋放有助於傷口癒合。說明研究中的海藻酸鹽雙層水膠系統,極具持續開發與應用的價值。

由兩個全等形構造的衍伸圖形之性質研究

本研究源於 2016 年數學雜誌 Crux Mathematicorum 的一個三角形定性問題[1],我們將這個問題進行推廣且創新探討其定量與定性性質。我們先討論任意三角形與任意凸四邊形、凹四邊形,分別針對不同連線情形下的兩個衍伸圖形的有向面積之和與有向面積之差進行完整討論,再巧妙利用平移不變性處理行列式級數和,最後給出一般化的不變量關係式與刻劃其幾何意義。此外,我們也特殊化探討其衍伸圖形恆為正三角形、正方形等有趣優美的定性性質。最後,系統性推廣到平面上任意封閉的凸四邊形、凹多邊形,先給出不同連線方式之間的重要輪換對稱性質,再分為奇多邊形與偶多邊形進行討論而得出任意連線構造的衍伸圖形之有向面積不變量的一般式。

自製保麗龍自動切割機

本作品的特色是以Arduino微處理器為核心,利用開源軟、硬體,自製一個電腦數值控制系統的保麗龍自動切割機。使用者只要先以繪圖軟體Inkscape製作出切割路徑的G-Code程式,再以Universal Gcode Sender軟體將程式傳送至控制器,系統即會自動控制步進馬達,將所需切割之圖形自動、快速的切割完成。

不同轉動座標系統效應對流體中不同質量顆粒分布狀態研究

本實驗以單轉動系統設計,探討轉動座標系對流體中顆粒大小分布狀態的相對關係。不同質量顆粒與流體分子摩擦碰撞而產生的顆粒分布狀態,以及加上不同旋轉系統對顆粒的相互碰撞而造成分布狀態改變的相互關係與作用。 在一個持續且穩定轉速的旋轉座標系統中,流體中的顆粒會因向心力而沿著圓形曲線軌道形成圓周運動,而若將旋轉系統停止,流體的運動將逐漸趨於靜止,而流體中的顆粒則會產生螺旋軌跡運動慢慢向中心聚攏。 本研究應用旋轉系統的不同與液體性質的差異,發現當我們將液體停止旋轉時,其中的顆粒會產生螺旋軌跡運動慢慢向中心聚攏,進而在圓心形成一個圓,而不同的變因對它從旋轉到聚攏所花費的時間與其軌跡和分布面積都不盡相同。

Google眼鏡電錶

本作品的特色是利用具有藍芽傳輸功能的三用電錶,透過藍芽傳輸資料到自製的Google眼鏡上,再透過OLED顯示器和鏡子、凸透鏡呈像於一塊透明面板上,透過眼睛的視線即可直接讀取到由藍芽電錶傳輸過來的數據,讓使用者可以更加方便又安全的使用三用電錶。

奶奶的AI銀翼天使~高齡社會老人積極老化的「心」嘗試

2019年COVID-19肆虐全球,老年人社交及運動頻率下滑。2023年本縣邁入超高齡社會,「下流老人」成社會隱憂!老人如何積極面對老化帶來生理、心理及社交變化呢?即便疫情也能有正常體能活動呢?本研究探討嘗試結合Google teachable machine及OpenPose的AI姿態辨識功能,透過Python編寫智能人機互動軟體,提高老人運動效率。除了生理積極抗老化,也希望心理、社交層面予以滿足。故,研究中結合華德福教育優律思美運動,藉由舞蹈、詩歌及優美旋律引導老人心靈、提升動機。最後以自覺量表來記錄運動強度,期望能建立正面積極的老化社會,AI智能將像天使銀翼讓奶奶能夠再次翱翔。