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玩雲霄飛車學物理 北科大盼降低科學門檻
新知
第1666期
玩雲霄飛車學物理 北科大盼降低科學門檻
2017-11-22
【記者劉蘭辰台北報導】「MorCar」把物理知識變簡單了!國立台北科技大學電機工程系學生蔡澤晨、劉冠廷與張鈞閎設計MorCar,運用「MorSensor無線感測積木」搭配手機應用程式(mobile application, APP)、自製軌道與滑車,將生硬科學變得簡單明瞭,更在國家晶片系統設計中心「2017MorSensor無線感測積木創意應用設計競賽」奪銀。MorCar為一組橘藍色的雲霄飛車裝置,硬體分成滑車、軌道與無線感測積木。負責硬體設計的蔡澤晨表示,除了積木以外,硬體皆由實驗室的3D列印機(3D Printer)製作。學習者使用MorCar前只需將軌道與車子的卡榫扣合,便輕鬆完成組裝。當車子在軌道上滑行時,車背上的IR距離感測積木會測量速度;九軸感測器則計算高度,並透過藍牙傳輸到手機APP。 MorCar為一組橘藍色的雲霄飛車裝置,硬體分成滑車、軌道與無線感測積木。 圖/劉蘭辰攝軟體則為一款手機APP,除了基礎的知識教學、操作步驟與使用說明以外,還能計算無線感測積木提供的數值並立即呈現圖表,讓學童看到動能與位能轉換過程,並發覺實際與理想值間的差距。最後,利用雲端系統儲存實驗記錄,方便老師評分。設計者劉冠廷解釋,最困難之處為校正無線感測積木的誤差數值,他不斷嘗試更好的演算方法才得以減少實際值與理想值間的落差。張鈞閎指出,傳統動位能實驗設備昂貴,學生須不斷抄寫數據,耗時費力外學習效果欠佳,於是三位學生聯手研發MorCar裝置,不但增加學習樂趣,還能將科學原理推廣給年齡更小的中小學生。「比賽當天我們老師的小孩也有來玩,他們都覺得非常有趣。」蔡澤晨表示,產品的中心理念是降低科學門檻,讓不同年齡層都能享受實驗,並從中深刻體驗動位能轉換。 產品的中心理念是降低科學門檻,讓不同年齡層都能享受實驗,並從中深刻體驗動位能轉換。 圖/李俊賢提供指導教授李俊賢認為,MorCar類似益智玩具,安裝容易且操作方便,具市場優勢。張鈞閎則指出MorCar的外觀與介面設計也是致勝關鍵之一,為了增加產品吸引力,他們請工業設計系同學協助統一配色與風格,結果順利受到評審青睞。團隊正與無線感測積木廠商洽談,盼未來能結合不同感測積木,研發「動量守恆定律」與「虎克定律」教具。
智慧唱機 化圖為曲助視障
新知
第1639期
智慧唱機 化圖為曲助視障
2016-12-01
【記者陳亭蓉新竹報導】「我們可以看到各樣的美景,但對於視障朋友來說,卻是遙不可及。」國立交通大學電控工程研究所學生陳群詠與團隊共同研發出「聽,不見」,利用感測顏色、判別圖片,進而傳達情感意義,讓視障朋友用聽覺感受視覺世界。該系統於11月19日「2016 MorSensor無線感測積木創意應用設計競賽」中摘下桂冠。「聽,不見」的系統結構包括唱片機與手機行動應用程式(Mobile application, APP)。唱片機上裝有讀取圖片的「Morsensor顏色感測器」,能將圖中顏色的數值資料,利用藍牙傳輸至手機。應用程式隨後將之處理成對應的音符,編織成一段完整的旋律。「感測器就像我們的眼睛,APP就像我們的大腦」,隊員陳群詠解釋,利用感測器接收圖片資訊,並由應用程式分析。 模擬光碟的圖片放置於模擬的唱盤機上,唱臂在啟動時會移至圖片上讀取圖片中的顏色。 圖/陳亭蓉攝系統透過應用程式演算法,將圖片資訊轉化為快樂、柔和與悲傷三種情緒。分類過程有兩道程序,第一道是利用色彩的明度將圖片分為「正向」(快樂、柔和)與「負向」(悲傷)的情緒;第二道程序則以三原色光值(Red、Green、Blue,RGB),進一步分辨「快樂」與「柔和」的情緒。系統使用感測顏色後即時轉換產生的個別音符,組合出主旋律,配合代表三種情緒的固定伴奏和弦,譜出各式旋律。陳群詠表示:「這樣每張圖片才有獨特的情緒表現,我們也才有不一樣的聽覺感受。」隊員吳秉祐回憶,當時評審提出若是黑白的照片,系統則可能無法判別圖片情緒是快樂或悲傷的。團隊希望未來能夠利用人工智慧的方式,將情緒更精準分類,並使音樂的曲風多樣化,更貼近人類所能接受的合理且好聽的音樂線條。評審、交大資訊工程學系教授林一平表示,未來期望投資這個團隊,升級其硬體設備。而除了視障朋友,此系統也適用於其他大眾。陳群詠表示:「因為音樂對人的情緒影響力是最直接的,人們能夠使用不同的感官擁有類似的享受。」
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