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佳作

幻想濾鏡:人工神經網路實現手機拍照增強

自動影像處理一直是個熱門的話題,目前已提出許多提升手機拍攝照片品質的方法。在這份研究中,我們建立GAN模型,嘗試消除手機於夜間拍照時照片中的噪點,並且提升照片畫質。我們先用非成對數據訓練CycleGAN,利用CycleGAN由高品質圖片產生對應的低品質圖片,再使用此數據訓練生成器,藉此達到降噪以及提升畫質的效果。藉由我們的模型,使用者可以透過簡易的方式,有效地去除手機拍攝夜景照片中,惱人且難以消除的噪點。據我們所知,我們的研究是目前最方便且有效的方式,為自動影像處理開創嶄新的道路。

以重力驅動之微流道細胞分離器

本研究利用一種不需藉外加幫浦,以重力驅動即可自行使液體流動且形成層流的系統。因微流道的尺寸夠小,足以形成層流,再由系統中入口、出口儲液槽的高度差、毛細現象以及表面張力,驅動流道中的液體、形成流速穩定的層流。由層流的性質得知,死菌只能隨流層前進,而因活菌有運動能力,能自由分布於系統中,如此便可將死亡及活力較差的大腸桿菌從中分離,並探討各種影響細菌分離的機制。

「沙」氣騰騰 –流體化床變因與自製沙箱之研究

我們看到網路影片,一位工程師製作了流體化床浴缸,人埋在沙中玩沙像玩水一樣!影片中透過空氣就能產生固液態轉換的模式引起我們的興趣,讓我們想自己製作流體化床沙箱。首先我們以電動鼓風機替代影片中的高壓氮氣瓶,並找到連接電動鼓風機和PVC水管的方法,製作出水管流體化床沙箱,並研究影響沙箱噴沙的各種變因與水管鑽孔的最佳方式。 我們察覺「表面產生越多沙泡」,流體化效果越好!也研發出流體化效果更佳的製作方法「氣泡石流體化床」,也就是利用透氣陶瓷氣泡石當作隔層,下方保留氣室,讓空氣切割更細、噴氣更均勻。同時歸納出流體化床四種特色:流體化、減少摩擦力、改變沙體密度、固液體轉換,根據特色想出許多應用於生活中的點子。

大地的眼淚-地震對土壤液化的影響

本研究主要探討台南市中西區某國中於2016年0206地震後校園內噴沙現象形成的原因,針對造成土壤液化的可能因素,包括土質、水、地震等因素進行實驗分析,其中取樣不同來源的土壤,探討其土壤密度、孔隙率、含水量、滲透率等對土壤液化所造成的影響。 研究中設計的不同地質組成,並透過震盪器的震盪作用,來了解造成土壤在震後重新排列、噴砂、測潰現象的成因。並透過自製水分滲透機構,來測量不同土質達到飽和所需要的時間,來了解不同地質組成對含水量的承受力。 最後設計一個固定方向的自製水平震盪機構,模擬不同角度的震波來源,對建築物的影響,進一步來推論校園中造成的噴砂現象的成因,探討相關土壤液化的防治與因應對策。

碳無關紙-自由基對碳粉色素之降解

由於影印紙過多而無法有效的再利用,探討以溶劑分離紙張纖維和碳粉色素,找出丁酮為最佳溶解碳粉之溶劑,但後來發現丁酮將色素析出後,無法把色素與紙漿分離。使我們轉向使用光觸媒將碳粉中的色素加以分解,並以吸光度作為濃度變化的指標。改變光觸媒的劑量以及紫外光的波長,觀察吸光度的變化,並求出分解色素的反應速率級數。 結果顯示,二氧化鈦在UVA的照射下吸光度呈線性下降(零級反應),而氧化鋅降解速率就差很多。我們把實驗對象推行至紙張上的碳粉,但紙漿含有二氧化鈦會導致無法做成再生紙,為了使觸媒再次利用,所以我們蝕刻燒杯,並鍍上二氧化鈦降解碳粉色素,結果確實可以兼具降解效果與排除溶液中多餘的二氧化鈦。

金皇石斛對UVC照射的HaCaT細胞防護能力之探討

皮膚是身體主要的保護器官,以對抗外界環境所造成的傷害,尤其是紫外線會誘導DNA斷裂及氧化應激而加速細胞衰老。現今許多防曬霜的成分大多使用A酸做為主要用藥,可以預防且修復細胞損傷,但具有刺激性,容易引起皮膚過敏。本研究選用來自農委會種苗場雜交選育出得的金皇石斛 (Dendrobium taiseed Tosnobile, DT)作為實驗對象,金皇石斛的多醣體含量很高,具抗腫瘤及抗老化的功效,生長期短且產量高。本研究使用人體永生化角質細胞(HaCaT細胞) 以不同濃度的金皇石斛萃取物處理後,再照射不同強度的紫外線,利用細胞存活率分析(MTT assay)以及西方墨點法(Western Blot)實驗金皇石斛的防護效果。結果顯示金皇石斛萃取物增加HaCaT細胞在照射過UVC後的存活率,並防護UVC損傷。

「弧」思亂想

本研究在探討一種特定類別的曲線集合 : 給定平面上 n 個點 {A1,…,An},我們想要找 n 段圓弧,使得 n 段圓弧分別以 {A1,A2 }、{A2,A3 }、…、{An-1,An }、{An,A1 } 為端點,且 n 段圓弧光滑的相連,我們將此 n 段圓弧形成的圖形稱為光滑解。主要研究發現為 : 1. n 為奇數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 2. n 為偶數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 3. 光滑解自交不可避免 4. 上述圓弧組不存在時,可透過增加一個新點使圓弧組存在 5. 增加新點的軌跡是圓

台灣南部地區泥火山地形成型因素之研究

泥火山依地形學觀點可分作噴泥錐、噴泥盾、噴泥池、噴泥盆、噴泥洞等類型,為瞭解影響泥火山地形成型之因素,本研究量測泥漿之泥水比例、含砂量、密度、黏度等物理性質,並以泥火山模型實驗得出模擬泥火山之形貌參數,研究泥漿物理性質與形貌之間的關係。模型實驗之操縱變因包括代表泥漿上升通道之噴口大小以及泥漿種類,泥漿樣本採自台灣南部鹽水坑、小滾水、月世界、滾水坪、及新養女湖之2座不同泥火山,共6組泥漿樣本,並用高嶺土配置不同比例之泥漿另作模擬。結果顯示泥火山地形同時受泥漿有效黏度、密度、泥水比例、噴口大小等多種性質同時影響,除本研究探討之泥漿性質外,可能受其他參數影響泥火山地形成型。

磨刀霍霍

當需要進行車刀角度研磨時,往往需要消耗許多時間及較高的研磨技巧才能提升刀具研磨角度之準確度,因此、我們設計了一組「磨刀霍霍」車刀研磨附件(如圖1所示),此附件能做角度偏擺(Yaw)及俯仰(Pitch),搭配自製的鑽石砂輪裝置可直接安裝於車床上進行準確的刀具研磨。本研究運用分度盤分度的原理,能夠方便且快速調整所需要的角度。本研究以簡易、輕量化的方向設計,利用Inventor 3D繪圖軟體進行將零件設計、模擬配合檢查干涉,將其實體化並組裝進行測試。

自製無人機監測模組及應用探討

本研究利用無人機可自主起降並執行任務,高度機動性的特點,自行發展一套即時監測系統,選擇市面上便宜且成熟的飛行載具,搭配各種感測器如溫溼度,MQ3酒精感測器、PM2.5空氣懸浮粒子偵測…等,先經重量評估後測試運行,再經重心計算,自製零件基座固定,PID測試、最後撰寫程式,將感測器資料即時透過無線訊號傳輸到控制端螢幕,除了能遠端即時監測數據外,並能降低零件成本,提高模組操作上的彈性。 實驗顯示本研究自製的無人機的自動化監測系統,能精準且迅速的取得各種監測數據,對於高空、災害現場或人員難以抵達等狀況將有助益。此外,運用無人機做為機動式監測站,將能有效補足現行定點監測站及人員稽核的不足,在未來應用更是無可限量。