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實用與藝術性的權衡 語文競賽如何形塑書法教育
專題
第1824期
實用與藝術性的權衡 語文競賽如何形塑書法教育
2026-03-26
【記者黃律齊、林庭如、江虹、蔡得曦報導】「有些人喜歡透過參加比賽追求刺激或成就感,但是我剛好不是這一類人。」談起最初如何接觸全國語文競賽(以下簡稱語文競賽)寫字組,現任職於新北市板橋區溪洲國民小學的教師吳翠娟回憶,當年在各校「強制派員」的壓力下,他獲推代表參賽,沒想到一寫就是11年。 語文競賽的前身可追溯至1946年,由臺灣省行政長官公署舉辦的「臺灣省第一屆全省國語演說競賽會」。該競賽初期配合戰後政府推動國語政策設立,歷經數次制度調整,並於2000年更名為「全國語文競賽」。 賽程方面,多由各級學校先行辦理校內賽,晉級者代表學校參與區賽,進一步投入市(縣)賽爭取代表權,最終各地選手會師全國賽,競逐最高榮譽。 由於具官辦性質且行之有年,語文競賽逐步成為書法教育的重要支點。國立臺灣藝術大學書畫藝術學系主任蔡介騰指出,競賽提供明確的書法入門途徑;國立臺中教育大學語文教育學系教授彭雅玲則強調,官辦競賽具有權威性,並透過建立標竿與升學誘因帶動參與,「當書法被訂為一個項目時,學生就會選擇自己感興趣的(項目)去投入」,否則在缺乏課程與比賽的情況下,書法教育恐難以維繫。 然而,制度在帶動發展的同時,也逐漸形塑出特定的學習樣態。大會訂有統一且嚴格的書寫規範:競賽時間為50分鐘,選手須於時限內將題目以毛筆謄寫至統一發放的宣紙上;字體限用楷書,書寫內容亦須與試題完全一致。若出現帖寫字、錯別字或漏字等情形,皆依規定重扣分數。此外,為確保公平性,作品不得落款,僅於右上角標示選手資訊,並於評審時彌封,全程匿名。 在上述多重規範與高度競爭的環境下,備賽與競賽過程皆負荷沉重。因此回顧參賽經驗時,吳翠娟坦言壓力極大。他表示,在參賽的11年間,日常生活往往圍繞訓練運作——平日下班後須固定練習一至兩小時,每週至少兩天接受書法指導,假日不敢安排外出活動,甚至連寒暑假出國,也需隨身攜帶書寫用具,以維持手感。新北市土城區樂利國民小學教師陳思瑩亦形容,「這是一個耐力賽,是心理素質跟技術的磨練」,選手需在反覆修正中逐漸建立自我檢視能力,「你看得懂美醜、看得懂優劣,你自己才有辦法知道你要修正自己的哪一個位置。」 除精神層面外,選手亦須調整訓練方式因應語文競賽的眾多規範。吳翠娟舉「50分鐘寫50個字」的規定為例,其不僅要求速度,也要求精準,不容出現錯字或敗筆。早期他使用歐陽詢字體參賽,由於筆畫結構嚴謹、書寫速度較慢,在限時賽制下格外吃虧,「就只能狂練、狂練、繼續練。」陳思瑩亦認為,這不僅考驗書寫速度,還考驗了選手的穩定性。 曾任語文競賽寫字組國賽評審的鄭國瑞直言,語文競賽以「實用」為導向,審美要求反而退居其次,「就像是古人參加科舉考試,一定要符合闈場的要求。」即便同屬楷書,不同書風仍可能因評審標準與偏好而產生差異,「甚至影響參賽者的書寫走向。」長年擔任新北市語文競賽集訓老師的鄭聰明分析,早期盛行「胖胖的」顏真卿、「活潑亂跳」的陰符經,如今已罕見其蹤;而歐陽詢、褚遂良與虞世南等相對秀雅的「唐楷」則後來居上,間或蔚為風潮,「這幾年又變成(流行)智永。」 在書體選擇上,教師的介入亦深刻影響學生的訓練方向。長期指導學生參賽的教師張麗蓮回憶,早期在成績導向下,教師常替學生挑選較有勝算的字體,「變成是以利益導向」,直到締造一定成績後,才不再需要自我證明,轉向尊重學生偏好,不再一味追求得獎。 另一方面,曾於臺北市立大直高級中學指導校代表的教師莊姿音指出,語文競賽紙張的設計亦會影響書寫方式。以學生七公分、成人八公分見方的格子尺寸為例,字需控制在相應比例內,「如果大於格子七成,超過八成,第一眼就被打掉了。」此外,比賽傾向要求選手重現特定書家的風格,因此練習時須反覆臨帖,「把它練到非常像,幾可亂真,那你就會脫穎而出。」 莊姿音直言,過於講求規正,使書法的其他可能性與藝術性相對被排除。他進一步說明,為避免影響備賽狀態,選手多半長期專注於單一字體。陳思瑩也坦言,長期參與語文競賽「某種程度會扼殺你去接觸其他書體的機會。」 此外,在統一題目與標準字形的限制下,語文競賽亦排除了「帖字」的使用。所謂「帖字」,指歷代書家墨跡或碑帖中的異體字形,未必與當代用字一致。陳思瑩指出,帖字在結構與筆畫安排上往往更具美感,反而是標準字「很難寫得漂亮」,且無法真實還原碑帖原有的佈局方式。 換言之,競賽規範要求選手以「正確」與「一致」為優先,限縮書寫空間;如同當寫生時,被要求只能依照實際光影描繪,無法參照既有畫派中的經典技法呈現。 除此之外,選手若通過市賽,多須參加由各縣市政府舉辦的「專業語文集訓」。以新北市2025年的做法為例,選手每週六、日從上午8時至下午4時進行訓練,並另於國賽前安排連續三日的密集課程,且明文規定「除不可抗力之因素外,不得以任何理由拒絕」。 吳翠娟回憶實際集訓現場指出,選手多在教室內自行練字,指導老師則不定時巡視予以指導。練習告一段落後,現場即進行「PK」,選手在同一時間、同一題目下依比賽規格書寫,完成後統一張貼於黑板上。隨後,由多位老師依其專長書體分區講評,提供即時修正建議,整體流程循環往復。 然而在集訓制度下,選手的實際處境往往更複雜。在國賽集訓期間,社會組選手李佳芳曾一度陷入低潮。那時他剛上臺藝大書畫藝術學系在職專班,學校課程多安排在假日,與集訓時間完全重疊,只能不斷請假參與訓練,導致課業嚴重落後。選手黃麗娜則形容,集訓過程如同斯巴達式教育,直言「對於一般學校老師太辛苦了。」他指出,集訓不只緊湊且時間長,教師難以兼顧原有教學工作。他回憶,當年每週需參與四、五、六的訓練,「我還身兼導師,我的班怎麼辦?學校很頭大啊。」 過去,類似吳翠娟「被推入賽場」的情況並不罕見。「算一算已經50年了!」莊姿音回憶,當時教育部規定各校皆須推派老師、學生參與各項目競賽,自己於是被指派出征。 隨著社會發展,語文競賽已不再強制學校派員參賽,功能亦逐漸轉變。儘管如此,彭雅玲指出,各校仍多會先行辦理校內選拔,以爭取更好成績,「能代表學校的一定是箇中好手。」 同時,競賽亦與升學制度逐步連動,成為大學入學的參考條件之一。國立臺灣師範大學美術學系助理教授林政榮表示,若學生具備書法能力,「會稍微多加分」;蔡介騰亦補充,在國立臺灣藝術大學書畫藝術學系的特殊選才制度中,競賽得獎一定是有幫助的,「語文競賽當然也包含在其中。」國家教育研究院語文教育及編譯研究中心副研究員周一銘則認為,競賽提供學校參考標準,是學生展現能力的重要場域。 此外,制度本身亦持續調整。自2019年起,語文競賽取消過往的名次制,改採等第比例制,取各組總分前25%為特優。以寫字組為例,每年約有七個特優名額,且得獎者不得再次參加該組別競賽,在書法界俗稱「畢業」。新北市政府教育局說明,此舉在於回歸教育本質,擴大獎勵範圍,淡化競爭。彭雅玲則指出,「(過去)成績只差一點點,名次就可能被拉開」,等第制有助於減少因名次差距引發的賽後申訴與評審爭議。 縱使各界多肯認語文競賽對於推廣書法教育發揮關鍵作用,隨著影響力擴大,其侷限與爭議也逐漸浮現。如在2020年「畢業」的李佳芳便認為:「以得獎為目的,過程中反而減損了比賽的藝術性,我覺得這樣反而得不償失。」 現行制度是否調整,仍有討論空間。其中,「是否放寬帖字使用」的討論已延續多年。反對者認為,若貿然開放,恐因評審標準不一而影響評分公平性。對此,鄭國瑞傾向開放帖字,如此有助於增加書法的藝術性與柔軟性,「如果在結構上更為優美,何樂不為?」鄭聰明則分析,參賽字體多源自經典碑帖,帖字認定不致造成爭議;他亦指出,新北市等地早已於市賽開放帖字多年,可作為國賽的參考。 除了內容與形式限制外,時間壓力亦是競賽不可忽視的一環。黃麗娜回憶,早期須在40分鐘內寫完50字,需練出「飛毛手」;雖現已延長至50分鐘,吳翠娟仍認為「一字一分鐘」過於急促,建議再略增至一小時,可以讓選手更好地發揮。 另一方面,書法課程於現行課綱的缺席,亦使競賽與教學脫節。開設書法工作室,現職東吳大學中國文學系助理教授吳啟禎指出,「書法都要利用課堂之外的時間指導」,因此多數參賽學生實際上是已經在校外長期接觸書法的菁英。張麗蓮亦認為,語文競賽難以促進普及,只能「穩定培養精英」,仍須仰賴這些精英回到基層推廣,才有可能帶動整體發展。 在反思語文競賽限制的同時,另一套官方競賽體系──「全國美術展」則呈現截然不同的取向。鄭聰明指出:「國語文(競賽)大家有一個基準點來比較,那美展是『我要寫什麼就寫什麼』,所以(兩者)審美觀的差異還蠻大的。」 新北市板橋區溪州國小教師張麗蓮認為,兩項競賽本質上即屬不同路線。他以舞蹈形式比喻,「你不能用跳街舞的標準,去批評古典、芭蕾」,強調兩者培養的人才與目標不同,不需以同一標準衡量。 當書法離開競賽場域,回歸純粹藝術的同時,亦解放出許多可能。橫山書法藝術館主任陳俋佐表示,希望能透過展覽,使書法成為常民文化。他認為,書法藝術館的用意是先引發觀眾對於書法的興趣,「我們把你先帶進美術館來,等你對書法產生興趣後再去慢慢的學。」 相較於美術館透過策展拓展書法可能性,「竇樂書法」創辦人竇文駿則選擇以更貼近日常的方式推廣書法。他走入市集擺攤,並積極經營社群平台,持續分享創作,並表示,「我期待寫書法能成為一件日常的事情。」 校園端亦努力為書法開闢新的入口。陳思瑩指出,樂利國小「校訂課程」近年增設寫字課,以此奠定學生書寫能力的基礎。此外,他也經營校內社團推廣硬筆書法,如今已有約40名成員,「我覺得這就是一種進步。」他說道。 然而,若語文競賽既是當代推廣書法的重要機制,卻同時成為限制其發展的框架,那麼問題或許不在於「是否存在另一套體系」。從規範標準字、限時書寫,再到評審標準與其所形塑的教學取向,競賽不僅提供舞台,亦在無形中劃定學習書法的路徑。 「被比賽束縛了將近11年,我覺得這是一段很辛苦的路程。」吳翠娟坦言,這段歷程「有所得,也有所失」,制度在提供學習動機的同時,也伴隨高度身心耗損,「其實人生會放棄很多種也許還不錯的、有趣的機會。」 當書法教育逐漸淡出課綱,語文競賽成為少數仍具規模的場域,其所承載的,究竟是文化的承傳,或是僅呈現特定框架下的樣貌,仍有待思索。
臺師大啦啦隊競賽引爭議 申訴、評分機制待改善
校園
第1819期
臺師大啦啦隊競賽引爭議 申訴、評分機制待改善
2025-11-21
【記者蔡得曦報導】國立臺灣師範大學於6日至8日舉辦114年全校運動會,其中凝聚各系向心力的啦啦隊競賽是備受矚目的比賽項目。然而,本次競賽卻有學系提出在過程中受到工作人員的錯誤指引,而遭扣分,學生質疑評分機制缺乏即時性與透明度。 在本次啦啦隊競賽中,臺師大數學系因超時遭扣分影響比賽名次,扣分主因與工作人員指引相關。臺師大數學學會長陳重伊指出,退場時因台上及台下工作人員指揮不同,導致負責背板的工人退場延誤,「我們認為若指揮一致,並不會有超時扣分的問題發生。」賽後當下,數學系學生立即找到競賽負責人說明超時問題,對方則簡略地回覆:「收到了,這些問題請去寫申訴單。」然而據校方提供的競賽規程,「合法之抗議由各單位領隊以書面方式簽名蓋章,在該項比賽完畢後一小時內向審判委員會正式提出申訴。」但在學生釐清扣分原因、尋求師長協助的過程當中,早已超過申訴的規範時間。 賽後兩日,相關人員向數學系學生告知現在仍能申訴,然而結果校方仍決議維持原定判決。陳重伊說明:「校方給予的申訴結果並非背板撤場過久,而是道具撤場導致超時,顯然他們完全沒有理解我們的訴求。」對此,臺師大體育室活動組長張琪則回應,「本次申訴案件,體育室基於尊重參賽隊伍的立場予以受理,並召開審判委員會進行審慎討論,會中委員亦逐一檢視當日競賽影像,以確保判定完整周延。」張琪亦解釋,審判委員會綜合競賽規程與影像資料後,認定數學系之申訴理由不成立。 針對評分爭議,張琪表示,比賽的相關判定亦皆依規則執行, 整體流程保持公開、公正與透明。陳重伊則認為,現行機制規定申訴須於一小時內提出,但依目前的比賽流程,參賽隊伍難以在賽後立即得知隊伍的違規扣分處。他呼籲校方若能在休息時間向已經表演過的系所告知違規扣分處,將幫助有疑慮的系所在時限內進行申訴。 曾參與啦啦隊比賽的臺師大教育學系學生小橘(化名)表示,啦啦隊競賽的評分標準有些模糊,除了可量化的時間外,希望可以更清楚知道評分標準,才能以此籌畫更好的表演。臺師大學生會長黃茛騰亦提出啦啦隊競賽的相關建議,他說:「學生會依本次事件的相關資訊,呼籲學校未來能更加公開啦啦隊競賽的評分標準。」 國立政治大學體育室體育活動組長林貴彬建議,若要降低比賽爭議,便要訂定明確、統一的相關規則,並確保裁判的判定標準維持一致。「每個人對於分數的認定具有主觀性,因此需要具備專業度的裁判作出帶有優先性的判決。 」他亦認為,校方具有聘請專業裁判的責任,因裁判的判決若具公信力,參賽選手便會減少對判決結果的異議。政大競技啦啦隊研習社指導老師黃詰倫以過往經驗指出,校內啦啦隊競賽常見的爭議為場務問題、申訴及評分不公開透明等。他建議,賽後可公布每位評審之評分表,並且在比賽名次後附上裁判長對於各隊伍優缺點的簡評。他補充道:「這些資訊將可作為隊伍的賽後檢討以及未來準備比賽的參考。」
美國轉折點性別用詞惹議 曼大生抗議聲援跨性別者
國際
第1818期
美國轉折點性別用詞惹議 曼大生抗議聲援跨性別者
2025-11-14
【記者黃暐喬報導】4日,於美國曼菲斯大學(University of Memphis,以下簡稱曼大)約有十多名學生聚集抗議,高舉旗幟與標語表達對美國轉折點(Turning Point USA)曼大分部在校園設立攤位的不滿,並認為攤位上的用語對跨性別學生不友善,直接將跨性別女性歸類為生理男性。 「生理男性應該參加女性體育競賽嗎?」美國轉折點在邀請保守派活動者、前女子競泳選手萊莉・蓋恩斯(Riley Gaines)演說前,於宣傳攤位旁的白板上寫下提問,邀請路過的學生投票,並與有興趣者交流想法。曼大學生梅爾・埃萊夫瑟里烏(Mel Eleftheriou)指出,美國轉折點攤位的提問方式會讓參與者傾向選擇特定立場,是一種過度簡化的論述,忽視了性別認同與體育規範之間更深層的討論。當天約十多名支持跨性別的學生在美國轉折點的攤位附近發起小規模舉牌行動,與對話題感興趣的學生喊話,希望讓討論呈現更多元觀點。「抗議者認為美國轉折點的用語將他們醜化,他們只是想讓大家看到他們也是普通人。」梅爾說道。 此事件在校園內引發討論,部分學生支持跨性別者參與女子項目,亦有聲音主張以生理性別為區分標準。畢業於曼大的布萊恩・薩拉提耶爾・阿亞拉(Brayan Zalatiel Ayala)認為,若允許跨性別女性以新身分參賽,將對女子體育造成嚴重衝擊,使運動員面臨不公平競爭。他指出,多項比賽已顯示跨性別女性擊敗生理女性選手的情況。生物學家亞歷克西斯・阿亞拉(Alexis Ayala)也持類似立場,他強調即使服用睪固酮抑制劑或雌激素等荷爾蒙療程,男性仍具先天生理優勢。不過,梅爾則認為,若僅以性別二元區分恐過於簡化,他建議可透過檢測荷爾蒙指數作為更具可行性的方式,以兼顧公平與包容。 在爭論過程中,雙方也提出未來可以改變的方向。梅爾表示,跨性別學生抗議只是希望被看見和理解,「根據相關研究,在進行兩年以上的荷爾蒙治療後,應該可以考慮讓跨性別女性依其性別身分參與比賽,同時應持續監測荷爾蒙水平。」布萊恩則強調,無論外界如何看待,他都會持續為自己認為「跨性別女性就是男性」的理念發聲。亞歷克亞斯則提出,他覺得最理想的方式是為跨性別運動員設立獨立的比賽組別,讓他們能在專屬聯盟中參賽。
崎嶇路上破重圍 斯巴達競賽以勇氣奪榮
體育
第1815期
崎嶇路上破重圍 斯巴達競賽以勇氣奪榮
2025-10-23
【記者陳筱雯新北報導】2025年斯巴達障礙跑競賽三色周末新北場18至19日於三鶯陶瓷河濱公園舉行,18日舉行21公里Beast野獸賽及小勇士賽,19日舉行10公里Super超級賽及5公里Sprint衝刺賽。Super超級賽分齡競爭組由臺北市立大學吳佩倫獲得小組金牌,國立臺東大學李蔓均獲得銀牌。 斯巴達障礙賽與路跑不同,賽事路線通常不會選擇平坦的路面,斯巴達障礙賽行銷經理陳小親(化名)解釋,為了讓參與者能挑戰自我,不會選擇商業道路,「我們會選擇越野跑的路線,甚至是山徑、獸徑(註一)。」除此之外,路徑中會設置不同的關卡,例如:走平衡木、扛沙包等,對身心靈都是極大的考驗。障礙賽路線規劃除了場地、路徑,陳小親表示,活動選擇場地時同樣也考慮沿途風景,「希望讓大家知道,鶯歌有一個這麼漂亮的河濱公園。」 註一:動物在山區活動留下的路徑。 同是田徑及越野跑選手吳佩倫首次參加障礙賽,比較過往的越野跑經驗,他認為,「中間移動時會跑步,但比較耗時間其實是關卡。」在闖關過程中,每個關卡都有一定的難度,且比賽當天下雨,更提升關卡挑戰性。李蔓均分享在跑關時遇到最印象深刻的關卡,「有一個大斜坡需要抓著繩子爬上去,但我腳滑了一下,卡在快一層樓高的坡上。」因斜坡為鐵板材質,難以攀爬,一度傷到膝蓋和腰,在多次嘗試後才過關。 當關卡過不去時,就會需要完成30個波比跳,並且嚴格規範姿勢,胸口貼地後再站起,由於懲罰時間較長,會拖累競賽時間,影響選手最終成績。每種關卡都有自己獨特的通關方法,面對同樣障礙時,不同選手需採取相異的應對策略。中華民國陸軍軍官學校莊文豪說:「平常與菁英組選手訓練時,會問他們遇到這些地形或障礙時要怎麼過,或觀看國外選手的解法。」選手們透過互相學習,增加過關機率,縮短比賽時長。 由於現代五項中的馬術涉及動物福利問題,因此國際現代五項總會推動賽制改革,決議將障礙賽取代馬術,納入現代五項中,預計在2028年洛杉磯奧運中登場。吳佩倫表示若障礙賽加入奧運項目,賽制上是可行的,「障礙賽的規則、路線都更明確,需要通過關卡,所以不太會抄近路。」 「人沒有過不去的關卡」,陳小親解釋斯巴達障礙賽的口號,傳達人生許多的阻礙都能跨越,無畏向前,勇於挑戰,並希望改變大眾對障礙賽難度高、全身泥濘的印象,期望擴大運動知名度,推廣全民參與。吳佩倫認為,「障礙賽是一個很有趣的比賽,希望讓更多人知道其實沒有那麼難。」
台日合氣道競賽理念分歧 「和氣」精神成推廣困難
體育
第1814期
台日合氣道競賽理念分歧 「和氣」精神成推廣困難
2025-10-03
【記者陳筱雯台中報導】中華民國大專校院114學年度合氣道錦標賽9月27日於勤益科技大學舉辦,其中基本劍法組由中原大學洪日秦奪下冠軍,亞軍及季軍則由國立政治大學的余宗翰及蔡育婷獲得。 合氣道由日本傳進台灣,結合柔道和太極拳,核心精神講求「和和氣氣,尊師重道」,主要特色為以柔克剛、借力使力。余宗翰表示,合氣道是雙人配合演武,「合氣道是互相挺力,柔道比較硬碰硬。」比賽項目之一的基本劍法則是合氣道的延伸,手持合氣劍,融合劍術及步法,在60到65秒之間完成演武,展現選手們的氣力度。 中原大學合氣道社長李秉融表示,反手摔(註一)可體現合氣道以柔克剛的特點,「在對手打下來時,透過身體的帶動讓對手趴下,或者與他拉開距離。」此次賽事中原大學也再度獲得團體總冠軍,李秉融也獲得段外組應用技法冠軍,他說:「從上週末到比賽當天,我們每天都練到晚上12點多,所以我覺得我們的努力是有回報的。」 註一:合氣道的技法之一。 首次參賽的余宗翰,在場中站穩腳步,俐落完成劍術,獲得裁判青睞,他提到,合氣道較偏向演武性質「比賽時,把表演所練的,完全呈現,是我最大的目標。」高雄醫學大學合氣道社員陳沛勤作為去年冠軍,雖同樣展現具氣力度的表演,但由於過於緊張,導致表演時長不足而被扣分,最終獲得第八名,並哽咽說:「覺得有點可惜,因為是最後一年,回去調整也沒有機會比賽了。」 合氣道在台灣常被歸類為休閒運動,因其講究和氣,使合氣道內部對於競賽看法產生分歧。中華民國合氣道推廣訓練協進會副理事長陳振華說明,「日本合氣會堅決不爭不鬥,禁止我們比賽,也會阻止我們去參加國際性活動。」柔道及空手道早已放寬規定,透過比賽提升曝光度。合氣道的核心精神,反而成為推廣路上最大的絆腳石。 李秉融解釋,「因為很多人有聽過合氣道,但不知道在做什麼,希望藉比賽讓更多人看到合氣道,產生興趣並嘗試學習。」提及合氣道的宣傳,陳振華也呼籲,「我們比賽和評分都有規則,希望主導單位有辦法讓我們進全運會。」當有公開性的場合比賽時,才能讓合氣道真正的推廣出去。
智慧發電結合低耗能通訊 革新海上箱網養殖方式
新知
第1781期
智慧發電結合低耗能通訊 革新海上箱網養殖方式
2023-09-28
【記者張雅媜綜合報導】傳統海上箱網養殖業者欲知魚群的狀況,必須駕船出海,逐條撈起來掂量,過程費時費力,且投餵飼料全憑經驗。由國立臺灣海洋大學教授盧晃瑩、鄭錫齊與電機、資訊工程學系賴永軒、陳俊宇、曾建智、張凱翔組成的智慧箱網養殖團隊研發出「具智慧充電之水下攝影與通訊系統」,讓漁民不出海也能了解水產狀態,大幅提升水產養殖效能,榮獲2023太陽光電創新應用產品設計競賽金獎。 水下攝影裝置架設於海上養殖箱網,運作時MA4電動推桿會將立體攝影機探入水下,拍攝完畢後再收回來。 圖/賴永軒提供智慧充電攝影系統是透過水下立體鏡頭,蒐集具三個維度的影像資料,經4G網路傳遞至雲端進行AI辨識分析。團隊成員賴永軒解釋道:「經訓練後的系統能預測出魚的大小及重量,並連同歷史投餵數據、水質資料等輸入另一組AI模型,從而計算出所需的餌量。」最後業者的使用介面就會呈現出魚隻的重要資訊、建議投餵量。而為因應不同使用需求,團隊也設計電腦和手機APP兩種介面,皆具手動及自動兩種功能,業者可自行點按喚醒裝置,也能預先定時讓它啟動。 使用者手機介面上呈現裝置電量、裝置狀態、魚隻及海水重要資訊,並給出建議投餌量。  圖/賴永軒提供海上攝影裝置雖本身具固定式太陽能發電板,但若要增加續航力,仍要仰賴智慧充電系統。賴永軒說:「我們是用網路爬蟲(註)蒐集基隆過去一年的太陽仰角、方位角,然後投餵資料訓練AI,進而預測出最佳發電角度。」太陽能板自動調整成最佳角度後,可提升78%的發電量,讓海上裝置在一般的使用頻率下保持電量充足。註:透過程式碼自動抓取網站資料。裝置架設於海上箱網仍有通訊問題要克服,為降低耗電量,設計團隊以4G網路及LoRa兩種工具進行不同的資訊傳輸。賴永軒說明,LoRa低功耗通訊系統無法傳遞影音訊息,但能在低耗電的情況下接收16公里外的資訊,故用它來接收APP操作介面發出的指令,保持24小時開啟;而傳輸影音則靠快速、高耗電的4G網路,僅於系統運作時開啟。台灣大學漁業科學研究所教授韓玉山也認同系統適合在海上使用,「箱網通常離岸很遠,電力資源較匱乏,用太陽能發電是一個正確的決定。」韓玉山認為,目前用AI輔助養殖水產是一種趨勢,未來也能結合自動投餵系統,降低養殖業者的人力成本。此外,賴永軒表示,技術還在進步,未來通訊工具再提升,裝置可以更省電。不過,養殖業者莊宏祥也提出對硬體設備防水性能的疑慮,他說:「有些箱網在颱風天會為了躲避風雨下潛10公尺,機台若未能有效防水,就沒辦法跟著一起移動。」 國立海洋大學智慧箱網養殖團隊全副武裝,在海上安裝、檢測裝置,確認裝置運作情況。  圖/賴永軒提供
無人機仿鳥類設計 助遠端監測路橋
新知
第1781期
無人機仿鳥類設計 助遠端監測路橋
2023-09-28
「玄鳥與飛奴―仿生拍撲翼應用於道路橋樑檢測」在第九屆台灣仿生設計競賽中亮相,此作品以拍翅的方式飛上天空。 圖/何心睦提供【記者邱昭華綜合報導】「如果透過無人載具監測橋樑狀況,並利用即時影像傳輸來檢查有問題的地方,可以提高效益。」國防大學理工學院機械及航太工程學系的學生團隊研發「玄鳥與飛奴―仿生拍撲翼應用於道路橋樑檢測」,希望未來能實際運用,降低人力成本及污染。此作品在第九屆仿生設計競賽亦榮獲新北市秘書處永續城市獎冠軍。第九屆台灣仿生設計競賽頒獎典禮於15日舉行,國防大學理工學院機械及航太工程學系學生團隊榮獲永續城市獎冠軍。  圖/何心睦提供目前拍撲翼的動力來源主要有兩種,一種是無刷馬達驅動齒輪和連桿,不過齒輪的設計複雜,重量也較重,因此團隊使用另一種較少見、較輕的伺服馬達當作動力來源,讓拍撲翼可以更輕盈地飛上天空,從旁指導的國防大學理工學院機械及航太工程學系助理教授賴渝翔説:「伺服馬達的好處在於可以有較好的動作操控。」他表示,伺服馬達只需調整程式碼的輸入就能使翅膀依照指令運作,在開發上較方便。雖然伺服馬達簡化了設計程序,但同時也面臨軟、硬體整合的挑戰,國防大學理工學院機械及航太工程學系何心睦說明,把編碼上傳到飛行控制系統,使其順利操控拍撲翼運行是最困難的步驟,團隊耗費不少時間調整及修正。賴渝翔則提到:「我本身的專業並不是機構設計。當初決定開發,對我而言也是一個挑戰。」在開發前期,團隊買了市售拍撲翼,打算拆解零件來研究,不料拆解後無法組裝並順利飛行,為此費了不少心力去聯繫當初的設計者,最後不但順利聯繫到,甚至在交流中與他成為好友。「橋樑監測並沒有這麼簡單,拍撲翼可能會遇到電池續航力不足、鏡頭不能旋轉以及機身太大以致無法穿越橋樑內部狹小空間進行監測等問題。」國立成功大學土木工程學系教授劉光晏對裝置提出疑慮,建議先與橋樑單位合作,實際測試拍撲翼的可行性。何心睦也期許,如果未來拍撲翼技術更發達,不只可以應用在道路、橋樑的監測上,軍事上也能發揮更好的效用,「拍撲翼的飛行路徑如果像鳥一樣複雜,可以讓敵方雷達辨識不清是無人機還是鳥,在防空上會有很大的幫助。」 團隊共製作兩次拍撲翼,此圖的透明拍撲翼是改良版,比第一代的重量少一半。 圖/何心睦提供 
陽交大改造大腸桿菌 盼改善口腔牙周病問題
新知
第1759期
陽交大改造大腸桿菌 盼改善口腔牙周病問題
2021-12-08
【記者吳姿芳綜合報導】牙周病影響全球多達35億人口,嚴重的話可能導致慢性病與心血管疾病。對此,國立陽明交通大學交大校區NCTU_Formosa團隊設計出能預防牙周病與修復牙齦的大腸桿菌「DenTeeth」。此研發成果獲得2021年國際遺傳工程機器設計競賽(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)金牌。 研究團隊結合生物科技與工程領域的專長,研發「牙周病預防及牙齒修復工程大腸桿菌」。  圖/研究團隊提供「P.gingivalis」是導致牙周病的主要病原體,團隊為解決該來源,以大腸桿菌為主體,組合成三種不同功能的生物零件(Biobricks)(註一),依序為群體感應、抑制與修復功能。患者服用後,群體感應功能會先偵測環境中壞菌的數量,若壞菌數量過高,將產生特殊蛋白質,並啟動抑制功能。接著,於抑制功能階段加入可消滅「P.gingivalis」的抗微生物肽LL-37。最後,當細菌減少到一定數量時,該大腸桿菌會啟動修復功能,修復牙齒的脫鈣現象。註一 : 生物零件(Biobricks)是一段有特定功能的DNA,能控制基因表現。 當抑制功能B運作時,會抑制修復序列C,避免細菌尚未完全消滅時便被修復蛋白裹住,使口腔問題更嚴重。 圖/研究團隊提供DenTeeth目前以治療狗的口腔為主要研究方向,團隊成員陽交大生物科技學系學生吳紹崎說 :「人的口腔太複雜了,我們選擇先關注狗的口腔問題。」為了達到更好的療效,除抗微生物肽LL-37外,團隊也將人體口腔中的唾液安定化蛋白質(Statherin)加入此次發明中,此種蛋白質能形成牙齒的保護膜,防止鈣、磷離子與牙齒結合產生牙結石。為讓狗順利接受DenTeeth治療,團隊使用3D列印製作潔牙骨的模具,再倒入團隊發明的大腸桿菌、洋菜與水,調和出適合狗咀嚼的硬度,製作出潔牙骨。另外,人工智慧與機器學習網路能為每隻狗客製化,計算出最合適的使用頻率,不僅能提醒飼主餵食時間,也避免潔牙骨過度浪費。 潔牙骨模具由3D列印建構而成,模擬與牙體結合的環境,能製作可食用的潔牙骨,供犬隻使用。 圖/研究團隊提供團隊成員阮懿慈說 :「最終的目標是要解決人的口腔問題。」為了降低人食用的安全疑慮,未來團隊將會替換材料,使用益生菌做實驗。針對DenTeeth應用於人體的可行性,口腔贋復專科醫師王巍穆提出疑惑,他問道 :「如果人體受到刺激,能夠產生蛋白質的量有多少? 持續殺菌的時間又有多少?」他認為DenTeeth應用於人體,未必能跟應用於狗的口腔一樣,產生相同程度的功效。團隊期望未來能將DenTeeth商品化,除了應用於潔牙骨,也能放入牙膏中,讓人方便使用,王巍穆說道:「如果能突破應用於人體上的問題,我覺得商機是無限的。」而阮懿慈也進一步解釋,團隊將會蒐集大量資料,根據不同物種訂定適合的策略,希望能使DenTeeth解決更多生物的口腔問題。
雲科大造交通安全裝置 雷射警示破解行車死角
新知
第1757期
雲科大造交通安全裝置 雷射警示破解行車死角
2021-11-17
【記者單師樵綜合報導】社會上的車禍事件往往怵目驚心,其中大型車「視線死角」和「內輪差」造成的事故尤其嚴重且數量多。行政院交通部道路交通安全督導委員會數據顯示,在民國109年全國道路交通事故中,「大型車案件導致死亡」人數高達405人。為此,國立雲林科技大學創意生活設計系副教授彭立勛帶領碩士生林愛詠研發「交通安全距離裝置」,獲得2021第十五屆波蘭國際發明展暨發明競賽金牌。此裝置可主動標示路上的危險區域,並及時提醒駕駛人,以保障其行車安全。 國立雲林科技大學創意生活設計系副教授彭立勛,帶領國立雲林科技大學創意生活設計系碩士生林愛詠,研發「交通安全距離裝置」。 圖/彭立勛提供研究團隊提到,裝置靈感源自商標投影機與雷射筆,故此裝置使用「區域劃分警示雷射」,投放區域型的警示網。駕駛可將裝置固定於車體,啟動時便會向車體附近投射警示網,確保周邊行人和車輛的安全。林愛詠說明,警示網的安全距離會根據車型大小而設定,最遠可投射7.5公尺。 警示網的安全距離根據車型的大小設定,各向左右兩邊後視鏡的側邊投射扇形,並向後方投射一個三角形方式警示網的範圍。 圖/彭立勛提供此外,裝置為了讓駕駛視野的兩側死角畫面更為清晰,設有高像素的感光耦合元件。林愛詠解釋道:「裝置能看到比人眼更佳的畫面,在靈敏度和解析度上,有更優質的成效。」他補充,感光耦合元件中的畫面,會即時傳回到駕駛的螢幕上,除了增強行車安全性,更能夠全程錄影。相較於傳統的警示器較為被動,此裝置更為主動地標示行車時的危險區域,彭立勛強調,「裝置能依據天色的狀況改變警示的光線,達到最大程度的提醒,用意在全時段及全路段保護用路人的安全。」他表示,此創新也可應用於建築及施工工程,作為施工及工程上的警示,例如在進行炸藥爆破時,可預先使用雷射光束,標示出爆炸可能波及的範圍,警示現場的人員應遠離危險區域。 裝置能依據天色的狀況改變警示的光線,達到最大程度的提醒,在全時段及全路段保護用路人的安全。 圖/彭立勛提供臺灣警察專科學校交通管理科副教授王銘亨說明,大多數車輛只有安裝影像監視系統,死角處並無自動警示系統,且駕駛人容易忽略影像的內容,通常發現時已來不及。他建議,「此裝置若能依所測得相對的距離,由系統設定採取警示或自動煞車等功能,應可大幅提升該設備的實用價值。」彭立勛認為,裝置未來可以安裝在小型車、機車等交通工具,或是為其他具有危險性的工程機具客製化設計及應用,作普及化發展,打造更全面的安全環境。他說:「希望能夠和有這項需求的汽車廠商合作,並進行改良,將裝置安裝在出廠的汽車上。」團隊期望裝置讓汽車駕駛人提早注意到危險,避免意外發生,及時保持安全距離。
轉譯抽象原理 教具設計賽力推科普教育
生活
第1742期
轉譯抽象原理 教具設計賽力推科普教育
2020-12-30
【記者江俊緯台中報導】參賽者帶著小朋友們擲出模型飛機,並講解滑翔機原理。「2020第三屆全國科學教具創意設計競賽」民國109年12月27日在台中科學博物館舉行,競賽現場展示各式科學教具,參賽者向民眾講解使用方式及原理。不論成人或兒童都興奮地聚集在攤位前,展現出對這些教具的好奇心,比賽藉此引領大眾進一步探究自然科學,達到這次競賽目的。 科學教具的目的是使不同自然科學背景的人都能理解自然現象,因此透過實際手擲飛機使民眾瞭解滑翔機的實作與原理。 圖/江俊緯攝當日比賽分為兩部分,首先參賽者必須向評審簡報,內容包含設計理念、科學原理以及操作步驟;另一部分則是向現場民眾實際演示,並解釋科學現象。評審、逢甲大學光電科學與工程學系教授林泰生說:「科學教具設計的目的就是要讓老師及學生能夠應用,所以必須容易複製,不需花費太多時間與精神準備,且不可以太過昂貴,同時也必須能重複使用。」因此主辦單位規定每件成品材料費不能超過1000元。 評分項目分為兩部分,分別為書面審查和實品發表與演示,參賽者必須用簡報向評審說明教具設計的理念以及用途。 圖/江俊緯攝參賽者、國立中興大學物理學系學生吳宇森曾教導國中、國小學生,他知道若在實驗過程加入聲光效果,能吸引學生關注。且教具體積必須足夠龐大,使台下的每位學生都能看清楚步驟。除了引起注意,教具更能呈現抽象概念。參賽者、中興物理學系學生李敏綸表示他利用電腦展示物體運動軌跡,當感應器被拋出,電腦立刻繪出拋擲路徑。因軌跡通常用線性圖形表示,學生不易理解,透過教具可以快速了解看不見的物體運行軌跡,他說:「教具主要是將抽象的概念轉化為具體的表現,使學生能實際上看到。」 科學教具能使抽象的概念具體化,使學生眼見為憑,增加對科學原理的理解與印象。 圖/江俊緯攝除了吸引目光,設計教具如果結合生活經驗,更能使學生印象深刻。參賽者、台中市立大甲高級中等學校教師郭明憲這次設計風力發電機模型,由於大甲高中周邊有許多風機,學生常能見到,因此他以此發想教具,希望能增加學生的印象。他說明此教具能用於任何年齡課程,針對高中生可以同時改變多項變因,使實驗難度增加,例如改變風車葉片的數量、電壓、風力大小;面對中小學生則一次改變一項因素,便能降低實驗時的難度,以配合中小學生程度。設計教具須站在被教導者的角度思考,因此每個步驟都必須簡單明瞭。競賽現場國立彰化師範大學物理學系學生陳杰耐心地教導每一個民眾,他說:「面對不同教育程度的學生,必須用不同的方式講解同一個自然原理,例如面對小學生時,必須把所有公式和數字去除。」他同時提到,很多師培生容易忘記學生的程度不及自己,導致教授內容太過艱澀。自然科學有許多抽象觀念,透過教具輔助文字說明,能使學生更容易了解化學與物理現象的成因,且引起大家的好奇,進一步促進主動學習。林泰生表示,教具讓學生能眼見為憑,加深課堂內容的印象,若自然科學領域缺少了教具,自然課便會變得十分枯燥乏味。
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