工程學

本研究以電紡絲法製作光動力活性的碳量子點（carbon quantum dots, CQDs）螢光蠶絲，用於光降解環境染劑汙染物與抗菌的應用探討。不同顏色螢光的碳量子點 紅、綠、藍色）的合成是以檸檬酸作為主要碳源，分別參雜尿素與葉綠素用以合成三種螢光的碳量子點。接著將絲素蛋白、聚乙二醇與量子點溶液為原料，以電紡絲法分別製作成藍色、綠色與紅色的螢光蠶絲。螢光光譜儀 PL）與穿透式電子顯微鏡 TEM）結果呈現量子點的光學特性與尺寸呈現預期的量子效應。拉曼光譜則證實電紡絲法之螢光蠶絲具有絲素蛋白、聚乙二醇與量子點的特徵訊號。本研究使用之電紡絲法製備之螢光蠶絲，與我們之前使用蠶寶寶桑葉餵食法生產之螢光蠶絲來比較，電紡絲螢光蠶絲具有更加優異及穩定的光降解環境汙染物效率，未來可用於自清潔、抗菌織物與醫療敷料之應用。

車輛在轉彎時會產生法線方向的加速度導致側傾。本研究以 Arduino、MPU-9250 加速度傳感器模組、光電傳感器等，換算成速度、側傾角資料後，回饋控制車輛移動，再利用其它設備的輔助觀察感測器的準確性。本實驗計畫利用加速度計的資料開發一個車輛防側傾駕駛輔助系統。首先，利用 MATLAB Simulink 模擬車輛在不同環境下傾倒時的各項感測器數值變化，以縮短實際實驗所需的時間。接著計算出車輛發生傾倒所需要跨越的數值門檻，並在電腦中撰寫一套防側傾的策略，分析側傾的原因以及量值後，控制車輛的轉彎方向以及速度，使其回到正常行駛的平面。最後模擬完成後，再將模擬的系統實裝回到原本的模型車實驗驗證系統的可行性，並討論其成功率。

本研究探討將護木漆塗在不鏽鋼及鋁片上對於熱輻射吸收及降溫效果的影響，從實驗結果中可以看到塗上護木漆後的不鏽鋼樣品在可見光範圍的吸收雖增加 29.7W/m²，但在 8µm~12µm紅外光範圍的熱輻射增加 38.2W/m²，約增加 11.2倍，而鋁片樣品在可見光範圍的吸收減少 1W/m²，紅外光範圍的熱輻射則增加 38.6W/m²，約增加 25.9倍，故護木漆能有效增加熱輻射效率，減少能量吸收，而本研究亦證實樣品的輻射冷卻效 能，在晴天時樣品溫度最多可降低 3.4度及 2.7度，故此種方法能有效抑制升溫，並希望未來能應用於建築及儲油槽外壁上，以減少冷氣使用及火災發生頻率。

從家用微波爐到3C產品，皆有微波電磁干擾 (Microwave Electromagnetic Interference, MWEMI)的防蔽設計需求。依據2020年科展競賽作品中的薄層微量雙金屬催化技術可製得 Graphene/Ag-doped異質結構，但該作品未曾研究此材料的防蔽 EMI 能力。本研究優化此技術，成功將銀奈米結構沉積在石墨烯的缺陷及晶界邊緣，相關技術與實驗參數（化學氣相沉積法的加熱溫度、時長和通氣量）已發表於2023年科展競賽作品。本研究進階發現 Graphene/Ag-doped異質結構具高透明度和屏蔽 MWEMI 的能力，單層膜可屏蔽60%之 MWEMI，效能優於文獻上記載的2~3層石墨烯。而依據2023年文獻說明單層奈米碳管 (MWCNTs)異質結構經氟化處理後，可大幅提升 MWEMI 屏蔽效能，因此我們也將 Graphene/Ag-doped材料經由四氟化碳電漿處理，氟化後的屏蔽效能又比單層石墨烯-銀高出15倍，可遮蔽高達99.9%的 MWEMI。

本研究利用波浪撞擊架設於水面的浮筒來擷取波浪能，並連結水面上方的能量傳遞裝置，將能量傳遞至發電機轉換成電能。在能量傳遞裝置上，以錐齒輪組取代前一代過於複雜機械結構的設計，以期減少能量在傳遞過程中的耗損。同時也研究加速機與擬飛輪裝置的適當配置，以增加能量擷取轉換的效率與穩定性。 此外，也運用 NODASS海洋大數據之平台，分析台灣東北海沿岸之波浪情況。並且利用 Solidworks、AnsysWorkbench等數值模擬軟體，模擬機構下水之情形，分析並統整出本機構下水之最佳條件。 後續將結合 NODASS海洋大數據對東北角海域的分析結果，並利用與數值模擬計算，來優化本研究機構的設計。期待新的優化設計，能在平面水波槽實驗中，得到 15 %以上的平均能量轉換效率。

全球約有9千萬的兒童是視障者，他們的學習依賴著點字器材。點字書難以傳達3D (三維)圖形的概念，讓他們在理解3D圖形有許多挑戰，而點字書過長的文字描述加大了他們與正常同儕之間的差距。本研究旨在開發一個學習輔助平臺，同時強化視障者的觸覺認知和文字圖形理解能力。 在強化觸覺認知方面，開發之系統能將傳統的圖片，利用影像轉3D之人工智慧建模(Image-to-3D AI model)技術，轉換圖片轉為3D，呈現在開發的擴增實境顯示器上，讓視障者能夠親身透過觸摸立體顯示器之3D模型，瞭解圖片表達的空間結構。在文字優化方面，利用微調大型語言模型與搜索式強化生成等方法，優化視障者閱讀之內容。系統開發過程中，二位視障者進行體驗，持續以修正系統設計的便利性、友善性與有效性。 本研究成果為視障者帶來新式個人化的學習輔助工具，增強視障者對立體圖形學習能力與文字理解。

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。

本研究開發基於RNN和LSTM的獨居者居家行為監控系統，利用樹莓派、多種無侵入式感測器及鏡頭實現獨居者日常活動的實時監控與情緒評估。系統收集各感應器數據，透過 LSTM 進行學習與預測，並使用隨機森林演算法分析行為狀態，提供客製化數據處理與預測性能優化。 長期數據收集可觀察獨居者的活動力及情緒變化，早期發現健康風險，針對現有求救設備頻繁異常通知的問題，我們開發了能夠識別長期身心狀況變化的監測系統，並整合人體紅外線感應器、都卜勒雷達感應器、日夜感測器等技術，透過Python程式及MQTT進行數據收集與處理。模型訓練使用SQLite資料庫數據，經過多次測試選擇最佳參數以提高預測準確度，隨機 森林演算法也強化決策準確性。 通過長期的數據收集和分析，本系統能夠觀察並預測獨居者的活動力和情緒的變化，早期發現獨居者的身心健康是否有風險。

本研究使用柔性PET基板，並將Al2O3沉積於明膠上作為介電層，製作電阻式記憶體-Al/gelatin/ITO-PET元件（AGI柔性元件)，期望提升基板的可撓性，同時維持元件的基本運作模式。為檢測元件性能，本研究分別在平面及彎曲狀態下測量其電性。透過施加循環電壓於AGI元件，測繪其電流變化圖，並分析元件不同操作狀態下（平面、固定彎曲、動態彎曲）的電性穩定度。研究結果顯示，AGI柔性元件在每次循環間電流變化小，且在不同半徑的 動態彎曲測試中，電流－電壓（I－V）疊合圖的開關比均呈現穩定。綜上所述，AGI柔性元件在兩種彎曲狀態下能夠展現低切換電壓與穩定的開關性能，加上明膠的生物相容性和優異性能，表現出其在穿戴式記憶裝置的發展潛力。

光柵作為常見的分光元件，應用於許多光學儀器中。然而，傳統光柵彈性較差且硬度較高，限制了其應用範圍。本研究利用具有高彈性和易形變特性的 PDMS 作為柔性光柵的材料，對不同厚度和彎曲程度的光柵進行一系列測試。為了探討厚度和彎曲曲率對繞射效果的影響，進行了不同厚度柔性光柵的繞射點分析實驗。實驗結果顯示，增加柔性光柵的厚度會提升其彎曲時第一亮紋的變化率；相反，減少厚度則會降低該變化率。隨後的研究進一步探討不同施力方式是否會影響柔性光柵的分光效果。通過拉伸和壓縮光柵，發現拉伸會使光柵的軌距變大，而壓縮則會使軌距變小。此外，研究還探討了利用 PDMS 複製類似光柵的結構是否具有分光效果。實驗結果顯示，複製的指紋確實展現了類似特性，期望未來能夠將這些特性實際應用於相關領域。