工程學

As of 2021, there are 368 harmful algae blooms and over 6000 invasive species in the United States of America. Furthermore, it is reported that the United States spends more than 11.1 billion dollars per year on clean-up methods for marine debris. However, there currently isn’t a method to monitor aquatic problems simultaneously, autonomously, and efficiently, creating a capability in the aquatic biosecurity sector. To combat this, we have created an autonomous vehicle that can conduct long-term monitoring of freshwater bodies for up to 60 hours.

Visual impairment ranks among the top three disabilities globally, with affected individuals projected to increase from 39 million in 2015 to 115 million by 2050. Despite this growing prevalence, over 95% of visually impaired individuals face difficulties in learning Braille (AFB, 2022). In Thailand, the issue is compounded by limited resources, with only 48 schools for the blind serving 6.5% of visually impaired children, alongside a shortage of trained teachers and prohibitively expensive Braille displays. To address these challenges, the EIBraille Box was developed as a cost-effective and accessible tool enabling visually impaired individuals to practice Braille independently. The device utilizes electromagnetic field generation based on Lenz's Law and electromagnetic induction, employing copper coils and varying currents to drive a Braille dot display mechanism controlled by a microcontroller. Results show the device achieves an average display rate of 30–120 milliseconds per cell and a Braille dot-changing frequency of 3–20 cycles per second. The production cost is reduced from 11,660 USD to 87 USD—over 130 times more affordable—while maintaining performance comparable to traditional mechanisms. Additionally, the device integrates with a web application aligned with the Ministry of Education's curriculum to enhance learning. The EIBraille Box is planned for deployment across 48 schools affiliated with the Northern School for the Blind. Plans include extending access to individuals unable to attend schools via alternative distribution channels. This project stores high capacity to achieve global reach by partnering with the World Blind Union, extending its services to rural areas and ensuring access for underprivileged communities. This effort seeks to promote literacy among the blind on a worldwide scale. This innovation strives to enhance equity for the visually impaired by enabling blind individuals to participate in inclusive educational environments alongside their peers. It aims to eradicate the challenges of illiteracy and ensure equitable access to quality education.

本研究以空氣為催化劑，降低KOH在水中解離成K+及OH- 的解離能，大幅提升KOH在水中解離的效率，配合以鋁板為電極，還原H2O及OH-，釋出氫氣H2。這還原反應過程同時輸出K+及H2為電力能源。利用解離出的K+組裝成鉀離子電池，同時以解離出的氫氣運作燃料電池，組成雙輸出埠電力裝置。本雙輸出埠電力裝置，可以分別利用KOH濃度及或空氣輸入量，來調控輸出功率。KOH濃度增加或空氣輸入量增加，均可提高兩輸出埠的功率。測試時採用KOH濃度為5M，輸出電壓達0.19 mV，電流達0.166 mA。採用摻雜0.3%鉍的鋁為電極板，提升輸出電壓達0.67 mV，電流達0.199 mA。在鉀離子電池2MKOH水溶液中串聯4組電極板，電壓提升至2.9 V，電流達5A，並能成功點亮LED燈及驅動市售燃料電池。再經電路板穩壓後，電壓從2.9 V提升至5 V，適合USB充電，顯示出其作為無碳排放電力能源。

電子智能系統被廣泛應用在現代人的日常生活中，但是使用任何電子系統都必須面對系統失效的風險，就像我使用電腦可能會當機一樣。在智能車輛的應用中，電子系統的可靠性與我們的人身安全直接相關。一旦發生系統失效的狀況，恢復系統正常運行的最後一個手段是重新啟動系統，藉由系統重啟來恢復系統的正常功能。因此系統重啟的耗時，對系統的可靠性至為重要。 LS1043A晶片是多核心高階處理器，能夠運行完整的Linux操作系統。由於LS1043A架構及功能的複雜性，它的開機程序需要遵守嚴格的步驟，耗時也比一般的微控制器更長。在這個實驗中，我將了解LS1043A處理器的架構著手，由此設計一個計時器，能做到精準量測開機時間達千分之一秒，使開機時間成為能夠量化的指標。本實驗的計時方案是一個通用的設計概念，可用來量測不同類型高階處理器的開機耗時及系統可靠性評估之參考指標。

本實驗主要透過程式模擬及數據分析，探討受力材料之裂紋走向。透過模擬，我們找出會影響裂紋發展的因素，如原斷裂紋的長寬比。於不同的的材料會影響裂紋走向，我們將材料設置為單一材料與兩種材料組成的複合材料進行探討，並將結果進行分類。此實驗有助不我們去理解同的初始裂紋對不材料後續的裂紋關係，目前也正在嘗試利用cGan系統預測複合材料與裂紋的關係，希望能預測出準確的結果。

本研究利用合成不同形狀TiO2/MnO2/ZnO，藉由改變接觸面積進而提升染料去除率。在初實驗中將9 種金屬氧化物與甲基橙/亞甲藍/甲基紫反應，發現TiO2-甲基橙與MnO2-亞甲藍之組合有較好的去除能力。在改變反應溫度的實驗中，TiO2-甲基橙之去除率隨著溫度上升而降低，當中以25℃ 海膽形表現最佳，而在MnO2-亞甲藍的反應中，則以海膽形在25℃時表現最佳。最後改變染料溶液的pH 值，發現TiO2 海膽形在pH5.7 時表現較佳，MnO2 則是在低pH 時有較高的去除率，推測該結果與顆粒零電荷點及染料pKa 值相關。透過BET 與PL分析，TiO2 海膽形及MnO2 海膽形有較佳的比表面積與氧化能力，故整體去除效果最佳。此外本實驗亦利用LC-MS 驗證反應的確成功分解染料，且利用模式生物試驗證實處理後之溶液對生物毒性明顯降低。

本研究探討臺灣常見的鋼筋華廈、鋼筋及鋼骨大樓，透過於地下室外牆與連續壁間填入非牛頓流體、牛頓流體及輕黏土，比較建物受震時加速度，發現地下結構中設置非牛頓流體減震裝置較牛頓流體、輕黏土更減震。而模擬器搖晃20-50秒時，非牛頓流體能顯著的減震，超過50秒後，非牛頓流體可能因沉澱而減震效果下降；在100秒後，無減震裝置的建築加速度上升，非牛頓流體再次出現明顯的減震效果；不同重心的建築質量分布導致不同的擴溶現象，使減震效果發生變化；較高的建物因力臂較長，重心高時產生較大的加速度。接著觀察光穿透吉利丁凍的偏折情形，發現受力面與地震方向垂直時，牆面受力明顯；若受力面和搖晃方向不垂直，柱的部分受力大，且觀察到力量有轉移的現象。最後，為建築設計超聲波測距模組，即時監測建築下陷或傾斜情形，以利即時修繕及重建。

本研究旨在開發一款新型薄膜，利用創新的光熱薄膜蒸餾技術進行海水淡化。薄膜的製作是利用碳紙浸泡於不同濃度的聚乙烯醇（PVA）溶液中，形成一面疏水、一面親水的雙性薄膜。通過實驗比較各種薄膜的通量、鹽回溶、光熱效應等性能差異，從中找出最優的製膜方式，以提升該技術的可行性和效率。研究目標是增加淡水產量，同時減少能源消耗和成本負擔。此項技術符合聯合國可持續發展目標（SDGs）中的第6項（清潔水和衛生）與第7項（可負擔且清潔的能源）。本研究最終希望推動這項技術的廣泛應用，進一步走入市場，為水資源的永續發展做出貢獻。

本研究旨在開發一款能自動跟隨人的AI智慧運輸車，應用在 醫院、商場等環境，能減輕工作人員的負擔。本系統融合YOLOv8影像辨識技術和物聯網，使運輸車具備跟隨人體的能力。該系統通過物聯網，將車上攝影機接收的影像傳送至電腦，進行即時運算，不必在車上配備高階的微型電腦或GPU以降低成本。使用YOLOv8模型辨識人體與手勢，以arduino ESP32開發板作為主控單元控制減速馬達，使運輸車能自動跟隨人員。本研究不像傳統自動導引車（AGV），因為依賴固定路徑，而無法用在多變的場景，且不適合與人協同工作。將本系統應用於醫療院所或零售業商場等 ，經常出現 變障礙物的場所時，能與人員配合執行任務，例如當作病人的點滴架、輔助護理師工作的醫務車，以及賣場中協助工作人員上貨的籠車，能有效降低勞力負擔。

近年來，作者觀察到餐飲業及飯店業引入自主移動機器人（AMR）提供服務，受到廣泛歡迎。不僅如此，隨著AI的風潮，愈來愈多產業引進機器人補足人力的空缺。就輪式機器人而言，麥克納姆輪具相對優異的機動性和運動靈活性，但傳統麥克納姆輪的行進模式只侷限45度倍數的方向。針對此限制，本研究分析傳統麥克納姆輪的合力方向，通過數學推導和實際控制方式的驗證，確認其18個方向移動的數學式，再利用ESP32－S單晶片的WIFI驅動控制系統，實現並驗證 合力分析結果 接著，進一步 建立 麥克納姆輪的全向 360 度直線移動的數學式， 並且用 PWM 脈波調變，實現全向控制。此外，分析地面材質對車子移動的影響，測試出麥克納姆輪適合的地面材質，針對誤差給出可能的校正方式以達更精密的控制。希望就本研究結果擴展未來的應用範圍及使用價值。