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臺灣

基於OpenPose之機具操作於異常姿勢即時偵測

本研究以鑽孔機操作情境做為機具操作安全智動化系統開端,進而跟上改善職業災害問題顯學,其內容包括建立操作情境、即時辨識、顯示警告與緊急處理。 操作情境包含休息、工作、發問與暈倒共四種情境模式,以坐姿、坐姿舉半手、坐姿舉手、站姿、站姿舉手與躺姿六種姿勢為表示,並依其情境來探討正常姿勢與異常姿勢。前端伺服器之OpenPose為人體姿勢偵測工具,並利用 幾何運算與自行開發程式來定義與勢辨識各類姿勢。當異常姿勢發生時,後端伺服器將即時接收前端伺服器之姿勢代碼與判斷顯示,進行控制硬體之警示裝置與切斷電源系統,所以此研究為多人即時機具操作安全之智動化系統,而後將以此研究基礎做為各類危險機具操作應用研究。

應用網路爬蟲於社交軟體實現群眾互動平臺之研究

現今的大型活動,如:校慶活動、新北耶誕城等,缺乏互動性與參與感,其中原因大多是觀眾時常埋沒於手機中的社交軟體當中所導致。而我們的研究將利用此特性,探討大眾對於活動的觀點,搭配網路爬蟲抓取使用者的貼文,觀眾只需在Instagram、Twitter等社交軟體中發布文章,系統就會即時推播至活動中的大螢幕上,並且結合圖像辨識快速審核貼文,設計出一套能改善互動性低落的解決方案。研究中我們探討不同的網路爬蟲演算法、圖像辨識技術,及問卷調查等來使作品更加精進,且搭配Line Bot、後臺管理,及常駐貼文等功能來為各類大型活動量身打造,也能夠運用於政令宣導或文宣廣告等用途上,大幅提升活動的互動性與精采程度。

康達效應快現身〜我「照」你!

本研究以紋影攝影裝置為實驗工具,拍攝氣流流經物體時其軌跡變化,過程中我們清晰的看見康達效應,證明氣流流經曲面時會改變原行進方向。且發現風源須與圓柱體維持適當距離,方可產生最明顯的康達效應。此外,當氣流流經柱體,其側面夾角小於120°時,所產生的康達效應最不明顯;夾角大於135°時較明顯;流經圓柱體時最明顯,其中當底部直徑大小與氣流範圍相當,康達效應尤其顯著。另外,氣流流經適當曲率的水滴形物體,可順流通過之;而流經不適當曲率的水滴形物體則會產生紊流,不過利用導流板便可改善此問題。最後,我們運用本研究結果,在冷氣機出風口設計了S型曲面導流板,優化氣流流動方式,達到較佳冷房效果。

維他命C與銅離子的相遇

本實驗利用維他命C和硫酸銅溶液混合形成綠色溶液,接著慢慢加入氫氧化鈉會形成黃色沉澱。若快速加入氫氧化鈉則會形成橙紅色澄清溶液。黃色沉澱經藍色雷射光或綠色雷射光照射皆形成黑色物質。橙紅色澄清溶液照射藍色雷射光或綠色雷射光形成黑色物質。橙紅色澄清溶液經過太陽光照射後可形成棕色物質或黑色物質。我們經由定性檢驗及uv-vis光譜來推測綠色溶液、黃色沉澱、橙紅色澄清澄清溶液、棕色物質及黑色物質的成分。

本氏液大改造

參考本氏液、斐林試劑的組成,利用氨水、乙二胺、乙醇胺、乳酸鈉、柳酸鈉取代 本氏液中的檸檬酸鈉,來檢驗還原醣。我們發現當以氨或胺類為配位基和硫酸銅所形成的溶液,在和還原醣反應後較不易形成氧化亞銅沉澱。若改以乳酸鈉和柳酸鈉為配位基則可以更快的形成氧化亞銅沉澱。另外我們也自製還原醣檢測試液可比市售本氏液和斐林試液更快的和還原醣反應,提高檢測的效率。

一價銠金屬催化芳香基硼酯與炔類化合物進行不對稱串聯合環反應

本實驗我們使用芳香基硼酯a與炔類化合物b作為起始物,以銠金屬錯合物作為催化劑,碳酸鈉作為鹼性添加劑,且使用二噁烷與水為溶劑,在80℃下進行不對稱合環反應後,分析產物的產率及光學選擇性,以探討芳香基硼酯、炔類化合物上的取代基以及銠金屬錯合物上的配基等變因對反應的影響。 實驗發現,當使用氯取代的芳香基硼酯與二苯基乙炔為起始物時,催化反 應有最佳的產率(93.3%),且使用掌性配基與銠金屬形成的錯合物進行催化時,所得之產物具有光學選擇性。

會「呼吸」的落水頭-防臭落水頭之排水再進化

這次科展的主題是會『呼吸』的落水頭,目的是要了解如何解決排水管氣體堵塞,導致排水不順暢的原因,並且解決問題,讓落水頭可以排水順暢。在實驗的過程中發現,使排水不順暢的原因是排氣管內的氣體和排出去水的體積沒有達到相對等的交換,一旦克服這個困難,排水就可以相當的順暢,在自製的落水頭中設計了排氣通道使排水順暢,有排氣通道設計的落水頭排水時間大幅縮短超過原本時間50 %以上,大幅縮短了排水時間,在此次的科展研究依照實驗結果:排氣孔通道比例要大於外套管和內套筒的通道,且在防止異物的罩子入水量要大於排水量,按照這樣的原則就可以打造出一個可以讓排水更為順暢且防止排水管異味還可以阻擋小昆蟲的落水頭!

機車智能防鑰匙反鎖系統

最近幾年隨著全球科技的進步以及變化,漸漸的我們已改變了我們的生活方式,讓我們用有更便利的生活,而因為這些生活上的變化,我們應該更進一步省思想想未來除了被動應對這些科技所帶來的進步之外,台灣還有哪些東西是可以讓我們可以去研發並解決生活中的困難的?而我們這次製作的科展作品《機車智能防鑰匙反鎖系統》,是利用現在很流行的Arduino來編譯程式,以及搭配應用很廣泛的RFID一起結合出的產品,而本次研究宗旨是想要在未來全世界上,所有的機車騎士都不用再煩惱鑰匙不小心掉入車廂的狀況。

Two Games on Graphs Extended from the Game of Squayles

本研究是關於 nim 遊戲的兩種推廣(其中一種是一個稱為 the game of squayles 的遊戲的推廣),稱為 edge-removing game 和 star-removing game。此遊戲為兩人遊戲。在遊戲的一開始,有一個簡單圖 G。兩個玩家輪流刪除該圖的非空路徑或非空星子圖的邊。首先不能移動的一方輸掉遊戲。 在 edge-removing game 中,我成功計算出某些特殊圖的 Grundy numbers,並給出了一般 k 星的 Grundy numbers 上界。接著我定義了一種新的圖,稱為 nice graphs,並發現所有 nice graphs 都是 N-position。我由此給出了任意兩個非空圖的 join product 的解。至於圖的 Cartesian product,我給出了兩個滿足一定條件的非空圖的 Cartesian product 的解,並發現一個 fully nice graph 和任何至少有 2 個頂點的連通圖的 Cartesian product 也是 fully nice 的。使用這個性質,我給出了 r-dimensional grids 上的 edge-removing game 的解。 至於 star-removing game,我最大的突破是構思出對稱性這個概念。使用這個概念,我給出更一般化的結論,可以用來有效分析某些圖的 Cartesian product 上的的 star-removing game。使用這些結果,我給出了 r-dimensional grids 的解。

移探究竟―關於數列前移的探討

本研究針對2022IMO的第一題進行探討,即將兩種相同數量,不同材質的球排成一列,選中其中一個位置的球並將該球與其旁邊相同材質的球移至最左,找到特定的球數與選球方式,使得無論如何排列,皆能在移動後使最左的n顆球皆為相同材質。我們發現只要數列在進行操作時格數持續減少,即可達成條件。因此,我們先找到無法在進行操作時使格數持續減少的情況後,再證明其他情況皆可使格數持續減少,就可以求得解。在發現此規律後,我們針對原題進行推廣,例如將球的種類數推廣至m種、各類球的數量不同、多排數列並列……等情況。