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臺灣

隱形斗篷-超聲波在水下光導之探討

當使物體後面的光線繞過物體至另一側觀測者眼中,該物體便會消失,如同隱形斗 篷。本研究在水中以探頭打出超聲波,藉由空化現象在聲壓聚集的位置打出空泡。以光在水中碰到空泡產生的全反射產生光導,使光按照期望的路徑前進。參考艾里光束波包沿弧線行進的特性,依照各陣元的座標調整相位,製造出聲壓聚集在一弧線上的聲場。以線形和平面探頭測得其偏折角度,接著導入漩渦式聲鉗,使聲壓由弧線中心偏移到周圍,並使中心聲壓相較於普通聚焦減少75%。最後將兩種相位疊加在一起,用螺旋排列探頭將超聲波打入水中,取得約3度的偏折,得到初步成果。未來將透過聲壓的加強和改良路徑,期望達到自由控制偏折軌跡,並在醫學等方面有所應用。

隨機生成數列的長度探討

一個籤筒中有編號為1,2,3,…,𝑛的𝑛的支籤,每抽出一支籤,將其編號寫在紙上,形成一個數列。數列只能向左右兩端添加項,不能從中插入;若無法插入,則操作結束。本研究探討此隨機生成數列的長度期望值的。數列添添加項的向向為為單向向與「單向向與,又添生成原理為為單嚴格遞增減與「的單嚴嚴格遞增減與。過組組計算與「勒展展式,,本研究成證明明: 𝑛趨近無窮大時,向、向向數列的長度為別會趨近𝑒−1「1/2(𝑒2−1)。此外,本研究針對隨機生成數列的單子列與進行延伸探討,發現了向向子列數「Eulerian Number的對應關係,且明明出發現𝑛 籤任意排列時,子列的期望組數為𝑛+1/2的;當𝑛趨近無窮大時,向向子列的長度期望值為2。

關於Repunit數列 之餘數性質探討

在這篇作品中,主要研究Repunit數列=在模n之下的餘數數列循環性質。我們探討了Repunit餘數數列在什麼條件下 為純循環週期數列、混循環週期數列和完全純循環週期數列,同時給出了循環週期的公式及上界。接著我們發現一階非齊次線性遞迴數列在模n之下的循環週期與c進制Repunit數列在模 n/gcd(n,c)之下的循環週期相同,並且進一步探討餘數數列在什麼條件下為純循環數列、混循環循環數列和完全純循環數列。

防跌守護,步步安心

隊員的外婆在台灣獨居,曾因跌倒而未能及時求救,引發家人擔憂,高齡化與獨居老人數量增加,導致安全照護挑戰,需改善意外求助系統。本研究目的是使用OpenCV和YOLO技術辨識人體動作,檢測跌倒情況及其影響發送郵件通知家人。本研究使用Pexels和Google收集圖片進行訓練,Roboflow工具加快標註過程。過程中整合偵測、影像擷取及郵件發送功能,設計時間間隔機制避免重複發送郵件。訓練結果顯示模型在辨識「躺下」動作上準確率高,對其他動作表現尚可,而系統運行時CPU負擔輕,確保穩定性與擴展性。本系統對人物重複辨識和跌倒檢測準確性有改進空間,考慮增加資料量及調整標註類別。未來計畫開發專用APP以提升訊息傳送功能,增強用戶體驗。

雙酚 A 對白線斑蚊幼蟲生長發育的影響及病媒蚊防治策略探究

登革熱病媒蚊幼蟲主要孳生於人工積水容器中,幼蟲生長發育主要受到溫度與食物的影響。本研究至戶外調查人工積水容器,發現塑膠類人工容器為主要孳生類型。於實驗室以 11 種人工容器培養白線斑蚊幼蟲,結果發現塑膠底盆的幼蟲發育速度較快,蚊蟲平均翅長較長。以塑膠組成物質雙酚 A 進行試驗, 發現高濃度 (>50 mg/L) 雙酚 A 會導致幼蟲死亡, 活動力降低; 中濃度(12.5~1.56 mg/L) 會促進幼蟲生長速率,縮短發育時間;低濃度 (<0.78 mg/L) 則不顯著。以濃 6.25mg/L 雙酚A 處理蚊幼蟲,Q-PCR 顯示四個齡期的幼蟲蛻皮激素基因 (Ecr) 分別表現量都有增加,其中四齡幼蟲增加 9.68 倍,蛋白質分析顯示 34~72 kDa 之間的片段濃度增加。在蚊幼蟲防治上,4.0 %蛋胺酸和 1.0% 硼酸皆可 100%抑制孑孓活性,結合低濃度蛋胺酸(0.13%)和硼酸(< 0.5% )可以提升 30% 抑制孑孓活性的功效。

大開眼界-機器人影像與對位系統評估

影像對位(Image Registration)為重要影像處理工具,目前已經廣泛運用各個領域,從影像醫學偵測與診斷、工業製造、品管檢測、臉部辨識都是電腦對位的應用。本次研究將探討機器人影像對位,分別透過不同影像感測器來擷取外部影像資訊,透過對位系統進行目標 物瞄準。在準確性分析研究發現不論是單一定點或是連續三點分析 結果顯示感應器的Cpk 未達1.33。此外,分析過程中發現Vision sensor 的 Cpk 值高於 GPS,顯示 Vision sensor 在影像對位準確性表現性上優於 GPS。在時效性分析方面,感應器的種類與底盤齒輪組對於影像對位時間無顯著差異,在連續三點實驗發現時效性與偵測的地點達 顯著差異。研究結果顯示在未來自駕車的設計可以將影像對位與辨 識功能結合,透過感測器觀察外界影像資訊,結合機器學習與演算法, 提高辨識率及時提供行車資訊,提高道路安全與成員安全。

智慧車的「 聲」存之道

本研究探討聲源的追蹤方法,開發出一輛能自動轉向聲源方向的智慧車。首先,我們先理論推導出聲源方向的演算法,主要是透過兩個麥克風接收聲源訊號的時間延遲差,來求出聲源方向。然而音源訊號有大小聲的問題,我們採用單範互相關函數,能準確估算出兩個麥克風接收聲源訊號的時間延遲差。然後,我們在 ESP32的平台上開發演算法程式,結合麥克風和車體,利用單頻 1kHz 單頻訊號進行參數最佳化調整。從量測結果發現,智慧車能準確的估算出音源方向,並在動態展示影片連接中,智慧車展現快速追蹤音源,並讓輪胎準確的轉向音源方向。

以CFD模擬探討熱對流發電裝置之效率

本研究為 111 年度綠色化學創意競賽《熱對流發電裝置之效率研究》之延續性作品,該作品中,我們已得知高度、內外溫度差以及儲氣量對發電效率的影響,因此我們想要進行更深入的研究。 本研究中,有兩個主要的研究方向,分別是管路材質以及風扇數量對熱對流發電裝置之風速影響。本實驗使用AnsysFluent 軟體進行CFD 模擬,在模擬結果中,我們發現鐵管相對於PVC 管,能使流速提高。風扇數量的增加,也會使流速提高,進而推測可使發電效率增加。 我們也希望能開發綠能智慧路燈、模擬導流板對流速的影響以及風扇葉片轉動的效率,讓整個研究更完備。

溫「暖」「釉」美麗-利用廢棄暖暖包製備陶瓷釉藥及建材再生利用之研究

本研究探討廢棄暖暖包回收作為陶瓷釉藥及建材的可行性。暖暖包使用後主要成分為鐵氧化物。Fe₃O₄、Fe₂O₃),經水洗、磁性分離與高溫燒製回收後應用於陶瓷釉藥。水洗階段以濾紙抽氣過濾法可有效去除氯化鈉(NaCl),回收率達80%以上。XRD分析顯示,回收物中以γ-Fe₂O₃為主,證實回收後具釉藥著色潛力。釉藥燒製測試顯示,回收物取代35%至70%氧化鐵可維持穩定色澤,超過50%部分試片出現縮釉,經溶劑處理可改善。所有試片莫氏硬度為6~7,符合CNS建材標準。耐酸鹼測試中,跟市售的磁磗總色差無差異,具穩定色澤與耐腐蝕能力。防滑測試結果顯示乾濕狀態下皆具良好摩擦係數,吸水率亦符瓷質面磚規範。廢棄暖暖包可成功再利用於陶瓷與建材,兼具環保與經濟價值。

烈鋼凝心·爐火純青

本研究將工業廢棄物中的爐石與不鏽鋼粉再利用於取代水泥砂漿原料,除有效運用廢棄物外,亦可透過取代水泥與砂,減少二氧化碳的排放及天然資源的消耗。為驗證其應用之可行性,本研究以爐石粉取代水泥、爐石粉取代砂、不鏽鋼粉取代水泥、不鏽鋼粉取代砂、爐石粉加不鏽鋼粉取代水泥、爐石粉加不鏽鋼粉取代砂等六種型式,每種型式採5%、10%、15%、20%等比例,依據CNS規範進行28天齡期之水泥砂漿抗壓強度試驗,每一組試驗皆製作3個試體,並與對照組之一般水泥砂漿比較分析。結果顯示不鏽鋼粉與爐石粉可有效提高水泥砂漿的強度,以爐石粉加不鏽鋼粉取代15%砂可獲最佳強度,取代20%砂則可得環保及工程性能之最佳效益。