工程學

傳統藍染，染個深藍色的布，需要反覆侵染二、三十次才行，而每一次洗滌，都是藍水會對環境污染!我們自製鑑色儀器的設計，以白光照射吸光儀，讓光敏電阻感光後，測量一般電阻電壓大小，以不同濃度製作檢量線比較染液濃度；染布鑑色儀則是以GY-33顏色感測器校正後，快速測出色布上同樣區塊面積的RGB值，再利用線上顏色代碼轉換工具，轉換成HSB 值來分析染布顏色。而染布動力的部份我們想把一直都是用塑膠積木製作的二~六槳水車更新成金屬，然後再次比較出不同水位負載物的氧化及還原轉速，希望能找出最佳水車運轉速率及水位高度比，為了因應長度較大的藍巾，水車轉動還加入程式控制順逆轉軸的動力輪替。最後，我們比較增加風速或溫度可否加速藍染氧化之定色，讓精準快速的藍染文化成為可能。

釉藥為陶瓷藝術的核心呈現，本研究利用釉藥作為媒介，融合資訊工程的隨機森林演算法主題進行釉藥燒製後成果的預測。從陶藝釉藥的公開網站篩選釉藥配方及圖片色標建立數據庫，後續能進行未燒製前配方成果的模擬建模。 利用已發展千年的釉藥調製技術和材料，以塞格式、一維二元…常見調釉藥比例的方式，同時記錄大量釉藥數據庫，結合現代科技分析方法快速模擬成品樣貌，未來可應用於磁磚或是釉料產業的釉藥顏色矯正。 釉藥具有高度藝術及商業價值。本作品以東方傳統技藝結合現代機器學習的演算法。數據庫的建立用於結合眾多陶藝家製釉經驗，來達成預測釉燒後的釉色。故此作品的未來發展有極大的前瞻性。

腦部腫瘤是沉默殺手， 藏匿在腦中數十年。 一旦發作，通常都會造成巨大的影響。雖有數種高階儀器，可以檢測。但檢測過程繁複、 等待時間以及價格， 對於民眾都是不小的負擔。 腦部腫瘤的診斷方式為： 神經內、 外醫生會用筆燈對患者做初步的瞳孔光反應檢查。 藉由患者瞳孔縮小的速率，判斷是否要安排進階的檢查。但此行為仰賴醫生的經驗，沒有統一的方法及數據可供判斷。 本研究設計一款成本約$1,300 元， 重量僅 159 g，圓柱直徑與柱高皆約為 7cm 的隨身裝置。 藉由 MCU 控制攝影機， 頂部 1.44 吋 TFT 螢幕可即時顯示患者眼部狀態，檢查結果計算後， 也會立即顯示在螢幕上。除提供醫護人員即時數據化的解讀患者狀態。更協助醫護人員在做瞳孔光刺激檢查時，有科學化的標準。

CanSat (a can-size satellite) flight data revealed the occurrence of high spin angular velocities along the vertical axis of a CanSat during a parachute descent phase. A novel aerodynamic stabilization system of deployable fins was designed to decrease angular velocity. Deployable fins were attached to servomotors (rotary actuators) to provide control authority during the CanSat descent phase. Deployable fins positions were calculated based on an onboard gyroscope data using a PID (proportional-integral-derivative controller) regulator and a moving-average filter. After the assembly and the initial testing, the system was flight-proven by dropping it from a drone with and without enabling the stabilization system

The surgical mask has been our daily companion since the outbreak of the Corona pandemic. The nonwovens (outer layers, not the filter membrane) from which the surgical mask is constructed consist of very long and thin polypropylene fibers. This leads to the question of whether microplastics are released during breathing through the surgical mask, which could enter the respiratory tract or the lungs. This would have a negative impact on our health, depending on the size of the detached fiber fragments - the smaller the worse because they can enter much deeper in our respiratory tract. In order to investigate the question of whether fiber fragments are released during breathing through a surgical mask, a filtration device was built. The filters were examined under an optical microscope after filtration. If fiber fragments would detach from the surgical mask, they would be found on the filter. Different surgical masks were tested, those that were not worn at all to surgical masks that were worn all day. It was found that fiber fragments were coming off the surgical masks. There were different fiber fragment types. Some fiber fragments were still undamaged (exhibited nice fractures), while others were frayed. Clump-like fragments occurred, but also smaller fine fiber fragments. All these different fiber fragments had a certain size, so that they could be called microplastics. The remarkable result of the whole study is that there is a direct correlation between the wearing time of the surgical mask and the number of detaching fiber fragments. In the case of the unworn surgical masks, 10 times fewer fiber fragments occurred during filtration than in the case of the surgical masks that were worn all day.

近年有許多研究開發粉末顆粒的防沾黏材料，在手術中可以輕易地噴灑在傷口附近達到防沾黏的目的。本研究首先篩選天然植物澱粉，探討並比較不同澱粉作為防沾黏材料的合適性，其次，在顆粒改質的乳化法中採用不同離子來製成防沾黏澱粉，並比較材料特性，包含粉末顆粒大小形貌、吸水效率、黏度。我們比較市場上多種食用性澱粉，乙醯化磷酸二澱粉具有最高約的吸水效率598%。在此研究中我們以乳化法將界面活性劑接枝在澱粉顆粒的表面來增加材料的親水性，並在乳化法中添加不同的離子化合物，結果顯示氯化鈉（NaCl）改質的乙醯化磷酸二澱粉，其吸水效率可進一步提升到1328.3 %，使用氯化鉀（KCl）改質的澱粉為1131.6%，而使用氯化鈣（CaCl2）則是1096.9%。實驗結果與討論顯示越高的吸水率有越好的抗沾黏效果。

當軟性穿戴裝置成為趨勢，可撓式光電材料極需被開發。聚矽氧烷(PDMS)是常見的高分子軟材料，其合成簡單，也是目前廣泛研發應用於功能性透明薄膜的材料，但其本質不具導電性。文獻查詢得知利用銀膠與PDMS之混合物及矽基板，配合旋轉塗佈可開發出銀–聚矽氧烷新材料，並可開發出I-V線性、非線性之電學及感光元件，然而發現其成品再現性較低，且使用硬性矽基板，大大限制了可撓性光電材料的應用性。本研究著重軟性材料作為基板的製程研發，並比較可撓式元件產品的電學性質，使用的高分子基板包括各種市售薄膜。其中當Ag-PDMS質量比為1.4:1.0，以軟性PET膜片可呈現最佳結果，可呈現I-V線性電學元件的材料特性，其電學特性與文獻使用之矽基板一樣好。使用軟性PET膜片(1.5 cm*1.0 cm)為基板製程條件中(Ag-PDMS/PET)，可撓式的Ag-PDMS/PET的電學特性不會受到旋轉塗佈轉速影響，而是受到施加電壓的影響。重複文獻的硬性矽基板條件(Ag-PDMS/Si)，施加電壓在40V之前，電阻值為才能使硬性Ag-PDMS/Si成為I-V非線性之電學元件，但是本研究開發的軟性Ag-PDMS/PET要表現出I-V非線性電性的施加電壓需求，只要5V就輕易達成，成為極佳的節能電子元件。文獻中的硬性Ag-PDMS/Si具有光電特性，本研究之軟性Ag-PDMS/PET的光電特性的研究仍在進行，期能找到最佳條件。本研究亦正進行以鎳取代銀，以降低成本，期能未來朝穿戴式醫療裝置的提供製程簡單的可撓式高功能的節能材料。

因應氣候變遷碳，國際興起碳中和與循環經濟熱潮，而廢棄電子垃圾就像是一座城市礦山，蘊藏豐富的回收價值。本研究運用深度學習物件偵測來辨識廢棄PCB電路板上的有價值零件，以YOLO物件辨識方法建了一個AI影像辨識電子零件模型程式、常見PCB電子零件的金屬成分含量、紅外線影像處理，以及運用PID控制和圖像處理來控制傳送帶。實作出一個能估算廢棄電路板回收價值的原型機。其結果顯示對於鋁金屬和銅金屬有相顯著的回收效果。本研究希望讓大眾意識到廢棄家電的潛在價值，增進電子廢棄物意願，促進再生金屬產量，實現碳中和終極目標。

本研究主要針對多種參數對「無扇葉風力發電機」的影響進行研究，並且提出一個新的發電機構設置UBA（Universal Bladeless Aerogenerator），其利用萬向接頭作為支點、擷取各方向的風能轉換為電能。研究中共提出了兩種不同的UBA機構設置，分別為磁力線垂直於地面的VUBA（Vertical Universal Bladeless Aerogenerator）與磁力線平行於地面的HUBA（Horizontal Universal Bladeless Aerogenerator），針對上述兩種UBA，本研究運用田口方法（Taguchi Methods）進行測試，並得出了較佳的參數水準組合，藉以提升UBA之發電效率。 本研究透過六組獨立變項實驗，得出直徑較大的阻流體在風速較大的情形下發電效率較佳、負重與發電效率呈負相關等，各參數對UBA發電效率之影響。 根據實驗結果，本研究針對影響輸出功率之各參數進行了因次分析，並從結果得知，UBA輸出功率與雷諾數和斯特勞哈爾數有關，藉此進一步提出自然頻率與最適風速之關係式，可用於求得不同結構之UBA產出最高功率之特定風速。

科技不斷進步對 CPU 等電子設備有更高效的需求，而高效的運算也提高用電量及散熱的需要，這促使我們尋找增強熱通量和熱傳遞的方法。透過惰性介電流體直接對電子部件進行液體冷卻，已成為複雜電子系統中熱傳遞的解決方案之一。 浸沒式冷卻是將電子元件浸入介電流體中，透過介電流體的池沸騰和相變化將熱帶走，而介電流體由冷水循環冷凝回原系統。本研究旨在透過設計仿浸沒式水冷的機台，來探討它如何影響電子元件。加熱站模型是用電腦輔助設計軟體（Creo, AutoCAD)進行圖面設計，然後進行CNC加工製作而成，本文記錄測量效率的值並繪製圖表，以討論傳熱的速率。