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浮萍結合光電感測 低成本突破水質檢驗極限
新知
第1795期
浮萍結合光電感測 低成本突破水質檢驗極限
2024-10-04
【記者何依庭報導】在現代農工業的發展下,環境水體中普遍存在除草劑與毒化物污染問題。目前就讀國立台灣大學生物機電工程學系碩士班的陸品丞,大學時期在國立嘉義大學生物機電工程學系助理教授龔毅指導下,以浮萍結合光電系統,研發基於浮萍的光學生物感測器,能檢測到更低的除草劑劑量。這項研究登上國際生物感測領域排名第一的期刊《Biosensors and Bioelectronics》(Impact factor 10.7)。 「農田水池常會受到除草劑的汙染,但專業檢測儀器較昂貴,所以想開發簡單且有效的生物感測器。」陸品丞提及,過往使用自動監測分析系統(Scanalyzer)檢驗水中毒物時,需要投入數十萬美金(約新台幣318萬以上),但此研究成本降低至10美元(約新台幣318元以下),且在第2天就能檢測出最低極限值,分別為10 ppm 和1 ppm,相較需高度仰賴手動檢驗,在第7天測出36.4 ppm與34.0 ppm的國際標準方法,不僅顯著提升效率,也突破過去對除草劑劑量的檢驗極限。 這項系統利用LED燈模擬自然光照條件,將太陽能板置於水體底部,使用萬能電表監測太陽能板的電壓、電流與功率。當浮萍未受到除草劑抑制時,將正常生長在水體上並遮蔽上方光源,導致太陽能板無法接收充足光線,萬用電表監測到的數值進而降低。陸品丞表示,除了浮萍遮蓋的面積大小外,葉片因為失綠、變白與黃化造成透明,也會導致太陽能板吸收更多光線,提高萬用電表測量到的數值。 台北市翡翠水庫管理局操作科操作股長徐硯庭表示,實務上評估水質優養化,以即時監測數值為初步判斷依據,但因數值易受藻類品種與數量影響,需搭配其他採檢方式。嘉義養殖漁業生產區發展協會執行長陳泓碩說明,目前養殖漁業需要更精確且低成本的水質檢測手段,有些漁民負擔不起昂貴的水質監測設備。此外,室外水池容易因有機物和生物膜附著影響檢測準確率。因此新技術的價格與準確率是優先考慮的重點。 雖然此次研究提高檢測效率,不過陸品丞在論文中提到,兩種除草劑的作用機制不同,對抑制浮萍生長有速度上的差異,考慮化學物質對植物生長的影響是應用時需注意的問題。談到未來發展方向,陸品丞説:「一點點的氨氮毒物就會讓水中生物死亡,而藻類過度生長則會使水質優養化。」他認為養殖漁業與水壩有即時監測水體污染的需求,日後也想繼續研究檢驗水中氨氮毒物與水質優養化的領域。
英國生活成本飆升 學生盼完善救濟緩解困境
國際
第1772期
英國生活成本飆升 學生盼完善救濟緩解困境
2022-11-23
【記者賴羿安綜合報導】英國通貨膨脹率創41年來新高,根據全國學生聯盟(National Union of Students, NUS)16日公布的調查,4500名學生中有42%繳完房租和其他帳單後,只剩不到100英鎊(約新臺幣3750元)的生活費。此外,近50%的學生被迫減少必需品支出,每十名中更有一名學生必須仰賴食物銀行(註一)充飢。 註一:食物銀行將過剩的食物聚集、儲存並分發給需要的個人或團體、社區中。  全國學生聯盟(National Union of Students, NUS)在官網上發起連署活動,呼籲政府關注學生的生活成本危機。 圖/截自全國學生聯盟官網為了對抗通膨,全國學生聯盟發起請願活動,目前已有一萬5938名學生聯署,希望校方與政府提供系統性補助(註二)。他們在Instagram的貼文寫著來自不同學校的匿名留言——「我需要在週末與夜晚工作才能負擔我的生活。這充滿了壓力,因為我還需確保學業表現有一定水準。」來自利茲貝克特大學(Leeds Beckett University, LBU)的學生寫道,其他類似的言論也透露出學生已疲於面對學業和生活費帶來的雙向壓力。註二:全國學生聯盟呼籲內容包含調整學生貸款門檻、調整學生房租上限,以及讓全職學生也有享有通用信用(Universal Credit)保障,意即英國政府針對生活成本上漲所給予的補助,每月會支付一到兩次。 紐卡爾大學學生會(Newcastle University Students’ Union, NUSU)在新設置的學生食品儲藏室(Student Pantry)提供食物與衣服、衛生紙等免費物資。 圖/截自紐卡爾大學學生會官網 曼徹斯特大學(The University of Manchester, UoM)15日宣佈將給予學生一次性補助,全職學生170英鎊(約新台幣6305元),非全職學生則是85英鎊(約新台幣3153元)。該校學生賴嫻芯無奈地說:「我會拿來付房租,但其實只夠繳一個星期的租金。」紐卡爾大學學生會(Newcastle University Students’ Union, NUSU)則推出學生的食物銀行,提供免費食物和日常生活用品。英國政府17日公告最新預算,忽略高等教育學生的生活成本危機,令許多學生極為失望。國立清華大學經濟系教授賴建誠認為,英國注重社會主義,政府優先補助家庭或其他弱勢團體,有限的資源內無法滿足學生的訴求。維護租客權利的團體「取回押金」(Get My Deposit Back)氣憤地表示學生的情況和其他族群不同,在兼顧學業的狀況下難以賺取足夠資金,「隨著巨額的房租增長,許多學生客戶受到無良房東給的壓力,要求他們在搬出時支付不合理的費用。」同為生活成本抗爭的謝菲爾德大學(University of Sheffield, TUOS)學生查理・湯姆士(Charlie Thomas)堅決地說:「學生正遭遇生活的危機,我知道許多人正在掙扎,我們需要一同反擊。」全國學生聯盟持續透過請願呼籲政府及學校給予完善的補助,讓學生不需犧牲教育權利也可享有應得的生活品質。
中大以熱能取代電能 研究降銅矽鍵合成本
新知
第1742期
中大以熱能取代電能 研究降銅矽鍵合成本
焦點
2020-12-30
【記者林昕璿綜合報導】晶圓鍵合為使兩片晶圓相互接合的應用技術,傳統是以高溫處理方式,透過熱能使材料接面結合。國立中央大學機械工程學系教授李天錫與研究團隊,發現銅與矽的表面鍵合關鍵來自電子轉移,而非退火溫度,可望進一步縮短製程、降低元件製作成本。此研究成果刊載於金屬頂尖期刊《材料學報》(Acta Materialia)。 國立中央大學機械工程學系教授李天錫帶領研究團隊,證實銅矽晶圓鍵合關鍵來自電子轉移,而非熱能。 圖/石孟佳提供團隊透過電能取代熱能,使銅與矽不受限於溫度直接鍵結,增加鍵合強度與穩定性。此外,由於過程不需於高溫下進行,除減少能量耗損之外,因在短時間就能達成,也可縮短製程並降低生產成本。另一方面,亦避免原先高溫狀態下可能造成的元件毀損,「因物質的熱膨脹係數(註)不同,當兩相異物質在高溫狀態接合,膨脹係數大的一方會向外拉扯,反之則會收縮,在這過程中容易導致元件破裂。」李天錫補充說。註:指物質在熱漲冷縮效應下,物體體積隨溫度變化成比例改變。熱膨脹係數不同,意及在相同溫度變化幅度下,不同物質的體積變化不一。 此為電化學實驗中,銅與矽鍵合的概念圖,圖中紅色圓球代表銅原子,橘色圓球則為與矽鍵結的銅離子。此圖刊載於2021年《材料學報》第204卷。 圖/李天錫提供晶圓鍵合技術為製作半導體材料的關鍵技術之一,不用膠黏合而是透過材料接觸表面形成鍵結,傳統是在高溫下進行,而製成的半導體元件則可應用於手機、電腦等電子設備。然因矽屬共價鍵,銅屬金屬鍵,兩者鍵結方式不同,不易結合,故現有銅矽鍵合技術是應用壓縮鍵合法,需先於矽晶圓表面鍍上一層黏著層,再將此黏著層與隨後鍍上的銅薄膜相黏,最後經熱處理與另一銅材質表面結合。團隊成員中大機械系學生簡伯諺表示,此製程較為耗時與耗能。團隊所運用的「電化學」方式,可透過銅片表面游離化的原子與矽的懸掛鍵相互接合,「就像魔鬼氈上的鉤子一樣,讓矽勾住銅離子。」李天錫解釋。此外,實驗在攝氏負70度下的低溫進行,更證實銅與矽的鍵合與熱能並無太大關聯,是應用電子轉移產生離子直接鍵合。簡伯諺說明,因為銅是金屬鍵,在電場下會失去電子、形成帶正電的離子,進而受到矽表層未配對的電子吸引並產生鍵結。其實此原理是在合成奈米矽晶實驗中意外發現的成果。李天錫提及,團隊過往拆卸電化學實驗樣品時,發現有一層殘餘的銅薄膜緊密黏於矽晶圓上,經三代研究生的實驗皆發生此現象,因而從自身所學與研究經驗,提出電子轉移造成鍵合的原理。 團隊透過「電化學」方式使銅游離化,並與表面的矽產生鍵結。圖為團隊學生正進行電化學實驗前的溶液製備。 圖/簡伯諺提供國立臺灣大學化學工程學系學生利昀陽認為,此技術提供一種於低溫下進行製程的方式,在不需以熱能形式給予活化能的情況下,就有更大彈性選擇操作溫度,以調整反應速率。在未來應用上,李天錫表示,就現有技術而言,此原理可應用於現今半導體元件製造所用的銅製程,也能進一步擴展至其他金屬與矽的鍵合。
南臺科大創可拆義肢 降兒童換肢成本
新知
第1730期
南臺科大創可拆義肢 降兒童換肢成本
2020-09-30
【記者石學儒綜合報導】傳統義肢造價昂貴,成長中斷肢兒童平均一年需更換一次,是一筆可觀的支出。有鑑於此,南臺科技大學創新產品設計系副教授歐陽昆帶領學生團隊開發畢業製作「HanDo」,將義肢結構做拆分設計,並透過3D列印,讓HanDo可根據使用者的需求,對部分零件進行更換,不必整組淘汰,希望藉此幫助斷臂兒童家庭減輕負擔。該作品亦獲得2020美國傑出工業設計獎(International Design Excellence Awards, IDEA)金牌。 研究助理廖佳宣正在向醫護人員解說HanDo的使用方法,期望研發產品能與台灣醫療體系接軌。 圖/石學儒攝團隊成員、南臺科技大學創新產品設計系畢業生李宣諺表示,有功能的義肢造價約在5萬到10萬元之間,歐陽昆也補充,兒童臂長每年平均增加0.9公分,還要考慮長高、變胖等因素,義肢須逐年汰換。然而據《全民健康保險醫療辦法》附件二規定,十八歲以下同一部位之義肢裝配 ,每兩年才能給付一次,且需有醫師處方。團隊觀察到社會福利的不足,便將原先設計成人義肢的計畫,轉向為更需要幫助的族群——6至12歲單側斷肢兒童開發義肢。為了解決傳統義肢需整組汰換的限制,學生團隊將義肢結構根據功能分類,拆分成數個部份進行設計,像是團隊在連接外承筒與內承筒(註1)的杯狀連接座內部鎖入五個螺牙,螺牙間相距0.5公分,使穿戴者可自行轉動鎖點來調整義肢長度,以符合手臂細微的成長。不過,此設計只能因應臂長的增長,若手臂寬度增加,還是需要更換連接斷肢的內承筒。此外,團隊也透過模組化(註2)的設計,讓HanDo可以替換成吃飯、學習和玩樂模式,滿足穿戴者各種日常行為的需求。註1:內承筒與外承筒分別為連接斷臂處和連接手掌的義肢零件。註2:模組化為將一個系統細分為許多小單元,使每個小單元可以被獨立建立與使用。 HanDo透過更換手部零件更換模式,讓HanDo更能輔助穿戴者的日常生活。 圖/石學儒攝在團隊接觸的單側斷肢兒童個案中,資源不足的家庭往往選擇不裝義肢,因為義肢只佔雙手動作功能的17%,主要還是以原生手來完成動作。李宣諺解釋,對小朋友來說,義肢較像是精神層面的回饋,他說:「裝上義肢有很大一部分是為了滿足心理上的空缺,以及減少外界異樣的眼光。」團隊因此採用3D列印技術和便宜的PLA材質,大幅降低HanDo成本,期許能讓更多斷臂兒童裝上義肢。研究助理廖佳宣也表示,義肢的販售本身沒有什麼利潤,做這件事情的社會意義大於金錢獲利。 HanDo目前已經進入臨床階段,透過斷臂兒童實際穿戴,收集更多資料。 圖/廖佳宣提供HanDo目前已經在一位六歲女童與八歲男童身上進行試戴,未來也將邀集更多斷肢兒童家庭參與試用,以收集數據做產品改良。此外,團隊希望能讓兒童自行設計義肢外觀,增加穿戴義肢的趣味性。歐陽昆更表示,資源落後的國家由於戰亂等因素,導致有許多的斷肢兒童,他說:「希望在開發中或待開發中國家推廣我們的設計概念,讓他們也能夠使用HanDo。」 團隊期望未來可以交由穿戴者設計Hando的外殼,使其穿戴時更有自信。 圖/石學儒攝
空拍機融大數據測含水量 減農民烘稻成本
新知
第1730期
空拍機融大數據測含水量 減農民烘稻成本
2020-09-30
【記者蕭淳云綜合報導】稻穀含水量是影響買賣價格的重要關鍵,每多1%含水量,大約會增加二倍烘穀成本。為提升稻作品質與效益,國立中興大學土木工程學系系主任楊明德帶領團隊研發出「陸空協作之水稻最佳收穫模式」,將無人機結合大數據運算,得出稻穀的含水量變化,協助農民規劃最佳收割時間。該發明在2020未來科技展中獲得「未來科技突破獎」。 國立中興大學研究團隊研發「陸空協作之水稻最佳收穫模式」在2020未來科技展中獲得「未來科技突破獎」肯定。 圖/許鈺群提供團隊利用無人機空拍,大面積蒐集稻穀在不同含水量呈現的特徵變化。團隊成員中興土木工程學系博士生許鈺群表示,機身上裝設的感測器對於植物體內葉綠素與水分變化十分敏銳,能精準測定含水量。而蒐集到的大量數據會再經由DNN演算法(註),利用穀粒外觀、葉綠素變化等資訊,歸納出含水量數值,建立最佳採收期評估系統,農民上網就可查看分析結果。註:DNN演算法又稱深度學習演算法,巨量資料透過多個處理層的轉換,自動抽取出具代表性的資料,可以節省人工計算所花費的時間。 團隊在無人機上裝設感測器,大面積蒐集稻穀的含水量數據,為農民規劃最佳收割路線。 圖/許鈺群提供然而,空拍機造價高,並非所有農民都能負擔,因此,團隊另開發LINE APP測定模式,不需使用到空拍機,農民只要加入LINE好友,拍攝單株稻穗圖片上傳,即可獲得穀粒含水量等相關資訊。楊明德提到,水稻並非高經濟產物,因為獲利不高,「農民不會花太多錢去照顧它,所以變成要用很低的成本做(含水量測定),不然成本太高,沒辦法落實。」一般來說,農民將收成的穀物送至農會後,會取部分稻穀以烘穀機測定含水量百分比。許鈺群解釋,不同於農會普遍使用的破壞採樣方法,團隊開發的技術不管是用空拍機或手機拍照測定,都可以在不破壞穀物的前提下得知含水量,提供農民更科學化與準確的採收時機判斷依據。此裝置除了可以輔助農民決定收割時間,也可應用於規劃收割機路線。彰化縣伸港鄉水稻農民周秀墨解釋,為節省成本,通常多位農民會合用一台收割機進行採收,然而收割機跨越田埂的成本耗損很高。有鑑於此,團隊利用LINE APP測定模式系統,整合周遭區域的稻作含水量,規劃出花費最少的收割路線。不過周秀墨認為,除非此技術被鄰近農戶廣泛使用,否則即使知道最佳收割日期,還是會為了配合周遭農民而無法落實。 團隊收割稻米,進行樣本採集,並在實驗室蒐集地真資料,檢測樣本的含水量。 圖/許鈺群提供團隊闡述,他們利用空拍機與大數據研究稻作栽培已邁入第三年,希望透過科學方法降低不必要損失,提升農民收益。楊明德表示,未來將申請科技部的產業落地計畫,期許透過農民的廣泛使用,找出裝置潛在缺失,讓水稻最佳收穫模式能繼續發展與改良。 
逢甲改良量子點顯示器 保留顏色純度降成本
新知
第1707期
逢甲改良量子點顯示器 保留顏色純度降成本
2019-10-03
【記者徐品蓁台北報導】量子點顯示器能夠使螢幕呈現的色彩更加逼真產品卻都要價不菲。逢甲大學光電科學與工程學系教授賴俊峰與其學生團隊創新研發的量子點顯示裝置為量子點發光二極體(Quantum Dot LEDs),也就是將量子點加入LED中。此研發在200多件展品中脫穎而出,獲選為科技部亮點科技,並於「2019創新技術博覽會」登場。 逢甲大學光電系教授賴俊峰在展覽現場向民眾介紹研發技術及成果。 圖/徐品蓁攝為因應現今超高畫質8K(註1)顯示器時代,目前市面上常見的量子點液晶顯示器(liquid-crystal display, LCD)(註2)及電視大多使用三星研發之量子點技術,依照螢幕尺寸大小,將量子點製作成薄膠膜,使螢幕能夠顯示的色域增廣,顏色純度更高(不混有其他色調),此舉卻也會耗費大量成本。而該團隊研發之新量子點技術有別於傳統,將現有的量子點縮小改良放至LED背光模組(Backlight Module)(註3)中,不但保留量子點高顏色純度的優勢,也可大幅降低材料花費。 註1:8K ,是目前市面上解析度最高的超高畫質顯示,長寬像素達到7680*4320,總像素也比 4K 多了 4 倍、比 1080P 多了 16 倍。(參考自維基百科)註2:液晶顯示器(Liquid-crystal Display, LCD)為平面薄型的顯示裝置,由一定數量的彩色或黑白畫素組成,放置於光源或者反面前方。主要原理是以電流刺激液晶分子產生點、線、面配合背部燈管構成畫面。(參考自維基百科)註3:背光模組(Backlight Module)為LCD顯示器之發光源,主要由光學薄膜、導光板、LED光條,加上背板及膠框等機構件組成。(參考自揚昇照明股份有限公司網站) 在傳統量子點技術中,將金屬元素鎘以化學合成的方法形成晶體結構,大小約在15到20奈米。此晶體結構製作成膠膜型態時,將會受到保護,不受光線、水氣及氧的影響,但若是將其直接放入LED中,發光效率都會明顯下降。參與研發的逢甲大學光電系碩士班學生田育榤說明,為解決此問題研究團隊將原始的量子點新增保護層,以隔絕眾多因素的影響,維持發光效率。將量子點放入LED的技術,研究團隊也可自行完成,但速率與廠商相差甚遠,賴俊峰表示,因此此次的研發以產學合作的方式進行。田育榤也分享:「手工製作時,膠料沒辦法去控制,誤差會很大,也會花費很多時間。」因此團隊主要由最原始的化學材料開始合成,製作出新研發的量子點,再交由廠商製造成品進行各項驗證,進而負責改善。 展覽桌上擺放研發之量子點背光模組、材料、一般使用之膠膜等展示品供民眾了解。 圖/徐品蓁攝參展民眾王鵬堯,當日在展區被量子點的名稱吸引,他指出,傳統的LCD顯示器是冷陰極螢光燈管(Cold cathode fluorescent lamp, CCFL)(註4)加上濾色片(註5),透過紅綠藍三色交錯去產生顏色;而LED屬於第二代光源,但因LED顯示出的光譜(註6)寬廣,經過濾色片後,形成的顏色純度差,此次研發的量子點LED因頻譜(註7)較窄,且經過濾色片後,可形成更高色純度的光,「這項技術可能改變LED二代顯示器成為三代顯示器。」王鵬堯大膽推測。 註4:冷陰極螢光燈管(Cold cathode fluorescent lamp, CCFL)是一種光源,使用高壓電激發水銀蒸汽產生紫外線,然後紫外線激發管內的螢光塗層以發出可見光,具有輕薄、質量輕、省電等優點。(參考自維基百科)註5:濾色片,是對色光具有吸收、反射和透過作用的染有顏色的透明片。(參考自華人百科)註6:光譜,光源由不同的顏色所組成,各顏色的光有不同的頻率,光的顏色表示其頻率,而明暗表示其比例的多寡,此頻率稱為光譜。(參考自維基百科)註7:頻譜,以振幅來表示一個訊號是由哪些頻率的弦波所組成,也可以看出各頻率弦波的大小及相位等資訊,包括可見光(顏色)、音樂、無線電波、振動等都有訊號可用頻譜檢視。(參考自維基百科) 相較於一般液晶螢幕顯示(左),改良後量子點顯示裝置(右)在顏色顯示度上更加飽和。 圖/徐品蓁攝目前量子點創新技術已通過環境改變測試及可靠度發光效率達到流明數衰減 (Lumen Depreciation) L50測試,也就是LED點亮10000小時後,發光效率仍達50%。通過這些測試的量子點LED已達到可量產標準,而下一個目標便是將可靠度提升至發光效率達到L80,「未來市面上看到的量子點顯示器都會是使用我們這個技術的。」賴俊峰自信說道。
零件模組化降成本 青苔隔音護欄緩解空汙
新知
第1689期
零件模組化降成本 青苔隔音護欄緩解空汙
2018-11-21
【記者謝承學綜合報導】空氣汙染影響民眾呼吸品質,尤其在高氣壓籠罩的冬天,其危害更為嚴重。國立台灣科技大學建築研究所學生黃宣庭、謝宗穎所設計的「綠/濾化隔音護欄」,將青苔與高速公路隔音護欄結合,在汽車廢氣最多的源頭——高速公路上,利用青苔分解空氣和汽車廢氣中的污染物。  綠/濾化隔音護欄示意圖,顯示其在高速公路上應用的情形,也可以看到是由青苔是直接接觸空氣。 圖/黃宣庭提供綠/濾化隔音護欄利用大範圍濕潤苔牆,讓汽車廢氣直接附著在上,謝宗穎說明,青苔除了可分解二氧化碳外,還能分解廢氣中常見成分硝酸鹽和銨。在PM2.5 附於苔牆後,與青苔共生的藻類和菌類還能分解PM2.5為青苔所需養分,讓青苔能持續生存。設計結構上,模組塊整體可透水,能讓雨水淋在長有青苔的海綿。謝宗穎解釋,比起其他植物,青苔生存所需條件更低,只要有水就可以活著,他們採用能長時間蓄水的海綿,再加上雨水補充,讓青苔持續發揮作用。 青苔實驗模型,實際養殖青苔的狀況,確認青苔生存的需求以及分解廢氣的狀況。 圖/謝宗穎提供綠/濾化隔音護欄採用各兩層的海綿和青苔,以及中間夾層濾網,形成共五層的過濾系統。每層則皆由多個六角形蜂巢組成,讓其牢固性提升,黃宣庭說:「更換時不需整個替換,能降低維護成本。」他舉例,欲替換青苔層能直接取出更換,如果單一蜂巢塊毀損也只需更換壞掉的部分。 綠/濾化隔音護欄示意圖,以正視的視角呈現,能發現其是由一塊一塊六角形蜂巢狀的結構組成。 圖/黃宣庭提供謝宗穎表示,由於零件模組化和六角形蜂巢結構設計,使產品容易生產和組裝,因此此設計不僅能應用在高速公路護欄,也能在其他場域。黃宣庭補充,要改善空氣污染不該僅限於隔音護欄,所以目前也規劃使用在公車候車亭。財團法人中華民國環保科技研究發展中心董事長李明星表示,綠/濾化隔音護欄以植物和建築結合,對空氣品質將有一定程度改善,而他也補充,雖然環保科技是未來趨勢,研發完成到正式上市,其中過程又會是一大挑戰。
低成本手指閱讀器 語音播放利視障者使用
新知
第1688期
低成本手指閱讀器 語音播放利視障者使用
2018-11-14
【記者王昱翔綜合報導】「有些店家有點字菜單,但很少。」就讀國立政治大學公共行政學系、同時也是一位視障者的李紹慈說。生活中舉凡菜單、說明書等文件皆為平面印刷品,然視障者卻無法透過點字或電子設備閱讀。為解決此問題,淡江大學學生團隊開發「中文手指閱讀器」,讓使用者僅須以手指指向文字,便可透過設備轉換為語音讀出,突破過往視障者的閱讀限制。 使用者穿戴中文手指閱讀器後,僅須以手指指向欲辨認的文字,閱讀器便會將其轉為語音讀出。 圖/張嘉鈞提供淡江電機工程學系學生張嘉鈞指出,目前視障者無法閱讀一般文章及產品說明書等平面文書,然若欲重製印刷品為點字版本,則又是一筆額外開銷。他舉例,即便現行有以手機為載具的輔助辨識軟體,然視障者在無法觀看的情況下,仍難以拍攝欲辨認標的。故淡江團隊將中文辨識模組與攝影機結合,搭配類似戒指的穿戴設計,以便視障者閱讀平面文字。張嘉鈞解釋,穿戴中文手指閱讀器的使用者,僅須以手指指向欲辨認的文字,閱讀器上攝影機便會擷取畫面,並將其轉換為語音告知使用者。「裝置的震動馬達則可以讓視障者在手指掃到句首、句尾時震動。」張家鈞補充說,閱讀器能以三種震動模式分別提示跳行、引導句首及句尾換行。「我們的產品利用『深度學習』自行建構模組,不需要連網即可使用。」張嘉鈞表示,相較一般的手機輔助軟體,該模組不須2至4秒連結網路資料庫辨識,僅須1至2秒便可透過內建學習模組判別文字。他進一步說明,團隊使用240萬筆中文字資料訓練該模組,目前可辨認常見約6000種中文字。此外,團隊顧及視障者手指可能無法精準指向文字,還設計傾斜校正系統,提高拍照容錯率。張嘉鈞補充,由於中文手指閱讀器外殼為3D列印打造,且採用較便宜的感測元件,目前產品總價約為4000元。相較國外效能更高的產品OrCam造價7萬元,他認為一般民眾較能負擔此價格,不過目前產品仍處於改良階段,短期內沒有預計商品化。對此,淡江歷史學系學生,同時也是一位視障者的邱嵩堯表示,比起目前要價約9000元的掃描筆,中文手指閱讀器算是相當便宜,且使用上似乎也更為方便。邱嵩堯說:「有一個應用程式可以拍下文字,經過解析照片後再讀出。但我們用視力閱讀都有問題了,拍照更是個大問題。」他說明,自己曾使用過拍照辨識的輔具軟體,然拍照須考量距離與解析度,其實這類輔具並不方便,若能以手指指向文字並辨識,應有助日常的閱讀。李紹慈則表示,平時他若欲閱讀書籍,須花費200至300元掃描為電子檔,他認為該設備能重複使用,也可節省文字掃描費用。
改善傳統紡織 微波染布系統節能省成本
新知
第1687期
改善傳統紡織 微波染布系統節能省成本
2018-11-07
【記者孫佾妘綜合報導】微波工程也能應用在紡織業,使染布過程更環保。相對於傳統整染廠,ColorsTech團隊日前研發出「微波輻射上染系統」,它以低功率微波作為動能,使染色材料均勻受熱,縮短上染時間,同時藉由分子震盪將染劑有效進行布料染色,縮減染劑成本與碳排放量,以達節能減碳、降低成本之目的。團隊成員、就讀國立成功大學光電科學與工程學研究所的戴子鈞,舉用微波爐加熱食物為例,解釋利用微波上染的原理。他說:「就像把食物放入微波爐內,讓食物內的水分產生震盪,而震盪就會產生熱。」他們提供染料一個外力,使它產生極化震盪,加熱後也提高染料進入布料纖維的濃度,藉此降低染劑成本。傳統整染廠多以燃燒煤氣或重油的方式加熱,ColorsTech則利用低功率的微波訊號就可加溫,因此也可減少碳排量,降低燃燒帶來的空氣汙染。另外,汙水排放也是一大問題,戴子鈞說:「全球工業汙染17%至20%是來自於紡織業的染整,因為它要加入助染劑、均色劑及固色劑等大量助染化學藥劑,其中無法被淨化的成分易流於廢水排放。」微波輻射上染系統便是為解決這兩項汙染問題而產生。傳統染整需要以溶劑加入染劑,不同材質的紗線會需要不同化學染劑還有不同染色條件,染完還需要用水去洗煉,洗去殘餘染劑,不但耗水也易有化學污染問題。就讀輔仁大學織品服裝學系的傅昀分享,學校課堂作品以網版印花為主,染布則是在實驗課染小布樣。依據布的材質和預計呈現效果,決定染劑、助劑跟溶劑,布跟染液放在錐形瓶後依條件加熱。傅昀說:「如果要染大量的布,助教是會用瓦斯爐跟大鐵鍋進行。」ColorsTech將每次的測試成果送往財團法人紡織產業綜合研究所,透過公正第三方進行各項染色評估。藉此預估在符合業界染色標準下,在染整端所花費的時間遠低於傳統染色的1/5,估算產值可提升兩倍左右。 「微波輻射上染系統」機台本體,利用低功率的微波訊號取代傳統燃煤加熱。 圖/戴子鈞提供對於微波上染實際應用在產業面的困境,團隊成員、國立高雄科技大學電子工程研究所學生林家豪表示,現今業者還不能馬上接受這種新機台,對新技術的疑慮和新機台的建置費用,都是業者畏懼創新的門檻。現在該系統尚未進入實際量產階段,林家豪說:「我們希望將目前這台機台開發出來後,可以建立一個SOP去支持後續量產和推廣。」團隊的指導老師之一、崑山科技大學電腦與通訊系教授吳宏偉表示,他所負責的實驗室長期與成大交流,研究領域偏向半導體、微波工程等,他也十分鼓勵跨領域合作。因為長期與產業界接觸,發現傳統紡織業目前遇上的問題,後與金屬工業研究發展中心、國家實驗研究院等單位合作,進而研發出微波染色技術與它可能的商業模式。「微波輻射上染系統」獲得崑山科大所舉辦的2018智慧生活創新創業競賽冠軍,吳宏偉強調,參加比賽不是要求學生立即創業,而是學習向大眾發表自己的研究,「沒有舞台就要自己創造舞台。」 ColorsTech團隊所研發的「微波輻射上染系統」獲得崑山科大所舉辦的2018智慧生活創新創業競賽冠軍。 圖/戴子鈞提供
【社論】內隱的運動傷害 動員性平公投後的隱藏成本
校園
第1687期
【社論】內隱的運動傷害 動員性平公投後的隱藏成本
2018-11-07
在一片「○○案同意」、「○○○投不同意」的呼聲中,部分平權支持者,卻並不認同平權公投通過二階連署最後送進中選會,對整體平權運動有絕對的助益 。至於為什麼,讓我們先回到性別平權行動的歷史、爬梳脈絡。此次平權公投,從連署到號召投票,幾乎是2016年立委尤美女提婚姻平權的民法條文修正案,致使反同性婚姻團體群起包圍立院以降,堪稱全台最大規模的平權義勇軍號召行動。 2016年婚姻平權音樂會可謂近年最大型平權運動的動員與表態,吸引近25萬人參與。 圖/黃庭暄提供事實上,較少人意識到的是,2016年凱道挺婚姻平權音樂會落幕後,全台以至各校園的性別運動,進入一段幾近冰河的沉寂期。原因無他:運動成本、運動傷害。社會運動,透過共同目標、價值號召群眾,進而與各方意見進行激烈的意識形態衝突。然而,有些動員並未能得到立竿見影的效果,但通過重複動員,動員目的與熱情也會因此消磨,甚至產生彈性疲乏,也就是付出運動成本;二來運動本身也容易因社會「為反而反」聲浪,而飽受挫傷,造成運動傷害。運動傷害最著名的例子,莫過於2014年衝進立法院的太陽花學運。作為野百合之後的社運里程碑,318學運2017年被台北地院宣告無違法;然至此之後,儘管太陽花學運世代看似一些人組成政黨、一些人走進了立院,但實際上卻有更大一批人,從此離開了自己曾冀守的社運圈。 2014年的太陽花學運(又稱318學運)是野百合學運以降,最大型動員的學生社運。 圖/kent Chuang @flickr 提供回到性別運動,沒有鎮暴水車、沒有警棍、沒有刀片蛇籠,何來的運動傷害?性別運動的衝撞,不外乎與保守派的唇槍舌戰,小至與家庭親友態度相左的鬆動,大至性別運動的號角,也吹醒了那些階級反對平權、同婚、性別教育的人,他們可能以「家」、以「幸福」之名,群起鼓譟,扛起反對大旗。「你們這群怪人因為找不到適合異性伴侶所以才跑去找同性的同溫層互相取暖... 然後有一天醒來就說我原來是基因天生的同性戀... 老實說我根本不相信... 但就算有也是不正常突變導致. 如果男男或女女是正常的那大自然多數的動物都會有不同的生殖器官構造了。」這些人對平權倡議者說,「同性戀愛滋嚴重」、「異性戀才是正常」,通過貶低對方身分、自我價值與道德批判,對於個人自我認知的傷害,往往比外在傷口容易造成更大的傷害。而無論年底公投通過與否,性平運動倡議者已經在這段「民主辯論」中,受了相當大的傷害,甚至抹黑。更甚者,若沒公投通過,或是通過得不夠漂亮,換來社會另一波的質疑聲浪,那對這場勞師動眾、2016年後迄今最大規模的性別運動,無疑也將造成近年最大範圍的社會運動抗爭傷害。然筆者也不全然對此抱持悲觀,這場近年最大的性別運動,同樣號召了一批新的運動者表態。號召新人在社會運動中之所以重要,是由於社運圈組成汰換快,幾年後,只有少數人會留在社運圈,大部分人會由於年紀增長、無法再負擔運動傷害與成本或種種因素而離開,因此社會運動內部的換血是必然、難以避免的。從各地響應的連署志工來看,此次平權公投的聯署與動員,確確實實號召了一大批社運新血,更塑造了一個運動培養皿,致力培養下一批能帶動台灣性別運動的人才出現。
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