工程學

本研究主要是以晶片和織布進行結合，以電極收集訊號分析受測者的鈉濃度和汗液流量，研發長期保持潤濕和擁有穩定性的高親水性薄膜Polyacrylic acid / Cellulose nanocrystals（PAA / CNC）感測器。製備不同濃度比例的PAA / CNC光固化水凝膠，進行接觸角、FTIR圖譜、溶脹比 (Swelling Ratio)、SEM、EIS 潤濕面積分析並比較選擇出PAA /10 CNC的濃度比例作為最佳的汗液感測電極。利用CNC與PET片間貼合度強化結果，能有效提升薄膜親水性，降低電極與織布中的親疏水性差異，加強電極感測靈敏度，相較於對照組，電容值結果顯示約提升5~10倍的靈敏度。本研究開發一個靈敏且穩定即時監測汗液的薄膜，並結合藍芽應用於智慧裝置。

本研究專為因聽覺神經腫瘤手術造成單側聽力喪失(Single-Sided Deafness, SSD)的聽損患者設計了一款辨別聲音方位的輔助裝置。SSD患者因為有一側的聽力完全喪失，因此現有的助聽器無法提供有效的協助。 本研究採納各式麥克風電路的優點，設計出一款麥克風模組來接收聲音。並藉由帽子周圍的六個麥克風模組形成陣列。利用頭影效應所帶來的差異，運算出聲音的方位，並且透過馬達震動來提醒使用者聲音的方位。本作品延續並參考了之前的作品[一] [二]並經過改良，經過實驗後發現，本裝置可以偵測到以使用者為圓心半徑23公尺左右、76分貝的聲音，偵測距離約為之前作品的2.3倍，可以為使用者提供3到6秒的反應時間。希望可以藉由這種方式，讓SSD的聽損患者更安心地走在路上。

離岸流是海灘安全的重大隱患，台灣有30處海岸經衛星拍攝到離岸流。其發生時間和地點不定，且會迅速將人帶離岸邊，最遠約100公尺。民眾常因掙扎而體力不支，導致溺斃。為減少此類事故，本研究開發了一套離岸流偵測預警系統，構建出準確度超過95%的辨識模型。 因台灣無離岸流圖庫，本研究除國外圖庫，也加入台灣GoOcean等平台的即時影像，以貼合台灣實際狀況。經影像前處理後，共約四萬張圖片和五十部影片用於訓練YOLO v8模型。當偵測到離岸流，即時透過Discord發送警報至救難中心。我們也加入人形辨識功能，若系統同時偵測到人與離岸流，則加強警戒等級，從而提升救援效率。 完成離岸流辨識系統後，我們著手開發預警功能。將辨識模型應用於各地監視器，蒐集更多離岸流資料，再先後使用YOLO v8和Transformer提取生成特徵，預測其發生，以達成預警的功能。

本研究是基於去年的 PBC(Protect Brain Cylinder)作品[1]，並根據評審指導將作品做了大幅度修改。相較於 PBC 需要一個額外的裝置，本研究僅須在手機相機前方，安裝光源處理模組，搭配本團隊開發的 App，即可清楚地拍攝出瞳孔影像。並經由 App 中的影像分析功能，即可在影像拍攝完成後的兩秒內完成分析， 並將結果繪圖呈現在手機螢幕上。偵測的時間相較 PBC，大幅縮短了 60%。 相較 PBC 僅能偵測患者瞳孔直徑對光刺激的反應速度。本研究除了大幅縮短偵測的時間外，在結果分析及應用上更有長足的進步，能判斷出以下的五種身體狀況： (1)瞳孔形狀 (2)虹膜脂質堆積環 (3)鞏膜血絲分布及比例 (4)水晶體混濁與白內障關係 (5)瞳孔直徑對光刺激的反應速度與酒測值的關係 本研究除了藉由偵測瞳孔來判定身體狀況外，更開發出了身體『傷口大小量化』功能。希望協助醫護人員一機在手，即可解決上列的臨床問題。

本研究透過JY61P六軸加速度陀螺儀與ESP-32S控制板，製作出球形水流流場監測模組，藉由Unity 3D軟體與C#程式編寫，擬合出水域的水流狀況，再搭配空拍圖與水域深度探測，進行水域模型的建立。在沙崙海水浴場水流模型，發現當水流由西南方進入模型時沿岸流會順著海岸線流入鳥喙地形，與本研究模擬出的水流流場相符，確認所設計之區域水流流場3D重建系統的可行性與準確性。若將水流流場監測模組連接GPS浮標，可方便回收監測模組並輔助水流流場監測，能探測更深、更廣的未知水域流場。 本研究建立的區域水流流場3D重建系統，可廣泛應用在未知水域的模型建立，發揮預警功能。在青山瀑布水流流場監測實驗中，發現在瀑布水潭中，不同的深度有不同的水流差異產生；且在不同位置可能會有斷層式的地形高低變化，因此在未知水域活動時，應注意水域環境狀況以確保自身安全。

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。

本研究透過JY61P六軸加速度陀螺儀與ESP-32S控制板，製作出球形水流流場監測模組，藉由Unity 3D軟體與C#程式編寫，擬合出水域的水流狀況，再搭配空拍圖與水域深度探測，進行水域模型的建立。在沙崙海水浴場水流模型，發現當水流由西南方進入模型時沿岸流會順著海岸線流入鳥喙地形，與本研究模擬出的水流流場相符，確認所設計之區域水流流場3D重建系統的可行性與準確性。若將水流流場監測模組連接GPS浮標，可方便回收監測模組並輔助水流流場監測，能探測更深、更廣的未知水域流場。 本研究建立的區域水流流場3D重建系統，可廣泛應用在未知水域的模型建立，發揮預警功能。在青山瀑布水流流場監測實驗中，發現在瀑布水潭中，不同的深度有不同的水流差異產生；且在不同位置可能會有斷層式的地形高低變化，因此在未知水域活動時，應注意水域環境狀況以確保自身安全。

台灣現行的「毀農式種電」政策犧牲農地以增進太陽能發電，導致農業用地縮減、農民收入減少，能源需求與農業發展間產生衝突。我們參考日本成功的農電共生模式，提出一種可滑動的太陽能發電系統，利用Arduino控制太陽能板的開合，兼顧農地種植與發電效能。此系統結合植物光合作用原理，特別適合種植半日照作物或具有光合午休特性的植物。當植物進行光合午休時，太陽能板滑動展開以提高發電量；在強光高溫時段，太陽能板則可遮蔽陽光，避免植物葉片受損。此方案不僅能恢復「毀農式種電」土地的種植功能，也讓農民獲得穩定收入，實現農業與綠能發展的平衡。這套模型提供具體且可行的解決方案，期望在提升台灣總發電量的同時，達成淨零減碳目標，並促進農業的永續發展。

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。

隨著矽基電晶體逐漸微縮，其元件效能將接近其物理極限，二硫化鉬 (MoS2) 等二維材料藉著其獨特的特性（如寬的能隙、高電流開關比及優異的載子遷移率等），可作爲矽的替代材料用於未來的電子科技應用。本研究旨在製造MoS₂ 的場效電晶體並研究元件之低溫特性。我們成功利用機械剝離法製備並轉移二維 MoS2薄膜至二氧化矽/矽基板上，並且製造MoS₂ 場效電晶體，並量測其室溫(300 K)至極低溫(~ 4 K)的電流特性，元件在此溫度範圍中具有優異的特性，能有效地調控電流調控，表現出良好的下閘極控制能力，同時具有低次臨界擺幅及高電流開關比(~ 106)。在極低的溫度(4 K)下，該電晶體仍能保持良好的運作，顯示出MoS₂應用於低功耗且高元件效能的低溫電子元件的潛力。