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智能手套取代遙控器 慈濟提升無人機救災效率
新知
第1790期
智能手套取代遙控器 慈濟提升無人機救災效率
2023-12-20
【記者李雨羲綜合報導】無人機目前已被廣泛使用於不同領域,近年來各界也積極研究,如何將其妥善運用於急難救助上。慈濟大學醫學資訊學系學生團隊設計一款「智慧型無人機人體偵測與物聯網手套控制系統設計」,透過手勢動作操作,希望可以讓它更有效率地參與救災現場。 使用者可透過配戴護目鏡,藉著前方所裝設的螢幕,查看AI判斷過後的無人機鏡頭視角。 圖/李兆珩提供「因為效率低下,所以目前的救災現場鮮少使用無人機。」團隊學生、慈濟醫資系四年級李兆珩表示,現今的無人機若要實際應用在救援行動上,需要額外撥出一名專業人員固定使用遙控器操作。同時,由於必須雙手控制,即使發現救援目標,也無法迅速作出行動,得再另外聯繫位在他處的隊員趕往現場協助,反而拖延了時間。為了改善整體運作效率,團隊研發一款以穿戴式手套作為遙控無人機裝置的系統,「只需要用直觀的手部動作操作,無人機就會透過接收訊號自行運轉。」李兆珩表示手套人性化的設計,可以讓消防人員解放雙手,不再受到遙控器的拘束。此外,他們也在手套安裝狀態顯示燈,透過按鈕的方式切換遙控與滯空模式,讓使用者可以在滯空模式中更無限制的使用雙手。 使用者可透過手套上開發板的狀態燈判斷現下飛行機的操作模式,綠、藍、紅分別代表了飛行、滯空及降落模式。 圖/李兆珩提供在傳輸上,團隊則使用市面上空拍機附帶的Wi-Fi功能進行訊號收發,「每一個手勢會分別在感測器上,擁有自己對應的數值。」李兆珩說明,手套上的開發板會偵測手部動作,以此界定動作指令,並且利用Wi-Fi傳送至作為中繼站的手機,再將訊號發送至無人機。團隊學生、慈濟醫資系四年級李睿榆說:「若讓手套同時收發訊號,過於複雜的程式會讓整體動作產生延遲,反而失去效率。」因此在兩者之間加入中繼站,減緩延遲的問題。 使用者可透過八種不同的手部動作操作無人機的行動,以手掌攤平下壓為例,則是控制無人機向前飛行。 圖/李兆珩提供此外,團隊將AI模板植入無人機的鏡頭,藉由深度學習,偵測視野之中有無人類特徵存在。「我們利用圖像增強的功能,讓空拍機在各種情況下加強判斷可信度。」李兆珩表示在訓練AI的過程中,他們利用將圖像翻轉、挖洞等等,模擬災害現場可能出現的殘肢、建築物遮蔽的情況。透過加裝在護目鏡上的投影儀,將影像判斷結果實時呈現於消防人員眼前,隊員即可以顯示出的提示與影像尋找是否有尚未發現的救援目標。 圖為AI判讀過後的畫面,將其判斷可能為人類的物體框起,並在一旁標明數據可信度。 圖/李兆珩提供「一般來說消防員需要將情報回報給指揮官,並等待指令下達才可以有所行動。」現役消防員許先生(化名)表示,此研發雖然希望能夠藉由減少聯繫時間提高救援效率,但在災害現場若每個消防員都自主行動,在溝通不足之下,更可能會造成因混亂而整體效率降低的狀況。「除了第一視角以外,也可嘗試擴增視野讓消防員注意到更多狀況。」他更提到如果未來可以將單一視角擴大至360度,或許能取代目前額外設置的「目視觀察員」,讓飛手一人即可避免無人機發生衝撞機身等問題。
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 
無人機指引逃生路線 望提高隧道火災救援效率
新知
第1775期
無人機指引逃生路線 望提高隧道火災救援效率
2022-12-14
團隊領獎合照,右起為國立臺北科技大學工業設計系學生洪允昀、沈筠雅與指導教授王鴻祥。 圖/研發團隊提供【記者詹晶雅綜合報導】「隧道內為封閉空間,一旦發生火災溫度快速升高且濃煙不易消散,不僅危害生命安全,亦妨礙人員逃生。」國立臺北科技大學工業設計系學生洪允昀、沈筠雅研發「隧道消防無人機」,望能引導火場人員、車輛正確逃生,並執行初步滅火等任務。該作品在2022臺灣國際學生創意設計大賽中,獲得巴西中央設計協會特別獎。「隧道發生火災時,逃生引導與廣播系統回音導致資訊不清楚,無法掌控狀況及救援作業。」沈筠雅說明,由於隧道環境昏暗,加上火災造成的濃煙,民眾可能會因視線不清而往火源處逃生,導致危及生命。因此,團隊透過無人機的光源,指示民眾正確的逃生路線,倘若發生車禍,也能夠藉由投射燈光,提醒其他車輛保持距離以策安全。系統以隧道內原有的設施為基礎,除了使用車輛偵測器掌握車速和利用監視器監看畫面外,團隊也在消防栓上設置隧道消防無人機的基地,洪允昀解釋,「一旦發生火災與事故時,將會回傳情況至緊急應變中心,指揮中心將派遣距離相近的無人機前往事故地點勘查。」他進一步補充,無人機上會搭載裝有乾粉或泡沫的滅火粉匣,而基地將依照不同的火源類型自動更換粉匣,在消防員抵達火場前,能進行初步的滅火任務,「如因高溫危險導致消防隊員無法進行滅火,也可派出無人機前往危險地。」當今隧道火災救援尚未有無人機投入,消防員藍健綸認為團隊的點子十分新奇,不過他也提及,「乾粉的量夠嗎?如果量太少對於滅火也起不到什麼太大的幫助。」洪允昀則說明,雖然隧道消防無人機還未經實際測試,然而研究預想當火災來臨時,假設火源附近的無人機無法負荷滅火所需的乾粉或泡沫,可以從遠調遣閒置的無人機加入救火任務。目前法規對無人機的用途控管嚴格,通常只能用於拍攝,但沈筠雅強調,「長度超過8,000公尺的隧道全世界已有73條,而正在建造與規劃的有近百條,所以長隧道的防災應變處理必須預先提防與規劃。」此外,他也提到,此無人機雖以隧道為主,但只要是黑暗場所皆能派上用場,並希望能更進一步了解一線救災人員的需求,提高隧道的救災效率。
無人機搭載穩定光源 助空軍搶修機場跑道
新知
第1772期
無人機搭載穩定光源 助空軍搶修機場跑道
2022-11-23
空軍航空技術學院飛機工程系航空設施組學生團隊團隊合照,左起為成員李晨泰、鍾佾敬、李俊鴻、吳嘉哲、莊睿原、邴玉玲。 圖/莊睿原提供【記者詹晶雅綜合報導】「夜間跑滑道搶修是一個具有極高危險性和專業性的任務,唯有穩定光源才能增加搶修的成效性和機動性。」空軍航空技術學院飛機工程系航空設施組學生團隊著手投入「無人載具飛行器照明系統應用於夜間跑滑道搶修研究」,望能提供穩定光源提升修復效率。該作品獲得第13屆IIIC國際創新發明競賽金牌。團隊指導老師黃銘智說:「學生都是空軍基地設施工程第一線的督導人員,必須確保工程品質。」因此,研究以空軍機場為發想。團隊成員邴玉玲表示,發生戰爭時,任何在跑道上移動的人物都可能成為敵軍標靶,而台灣目前進行搶修作業所使用的燈車,雖能提供穩定光源,不過由於較為龐大且需仰賴人力駕駛,並不利於戰時的修復任務。為降低人員搶修時遭敵軍發現的風險,團隊將無人機搭載穩定光源,透過遙控把手遠端操控其到指定地點投射光源。此外,維修人員可從無人機的回傳影像中,確定損毀目標,再前往修復。 團隊嘗試運用不同燈具,搭載在無人機上,用於測量夜間光源亮度與照射範圍。 圖/莊睿原提供無人機架設光源時,因為風的不穩定性,常無法有效將光源投射在目標上。「我們原先欲使用三軸穩定器穩定光源及照射方向,後續礙於重量及裝設問題,所以使用減震泡綿(註)固定光源。」團隊隊長莊睿原介紹。儘管研究成功解決光源穩定性的問題,但邴玉玲也提到,跑滑道搶修作業至少需要四個小時才能完成,若要實際使用,尚需進一步探討無人機與光源的續航時間。註:減震泡棉具有止滑與防震作用,可用於通訊、電器等產品微小部件的貼合固定與保護。 團隊嘗試運用不同燈具,搭載在無人機上,測量光源量度與照射範圍。 圖/莊睿原提供現階段的研究著重於夜間探照,藉由無人機偵測跑滑道上的異物類型與影響範圍,再派遣人員進行修復。而團隊也試著提高無人機的運載能力,用以運送維修物資,降低搶修時間與提升人員安全性。莊睿原進一步補充,「未來山區及海上搜救時,有了無人機照明穩定度及持久性,希望可有效支援搜救任務之時效性,增加搜救之生還率。」 團隊利用自製燈具,搭載在無人機上,比較與市售燈具的差別。 圖/莊睿原提供現今國外已有部分實驗性的無人機投入救援行動,國立政治大學資訊科學系智慧無人載具實驗室研究員劉吉軒說:「它(無人機)需要軟硬體的整合,像是飛行載具、引擎驅動力、飛行時間、導航控制能力、AI人工智慧,還有電腦視覺等整合性的技術。」他也強調,研究若要應用於救災,除需考量無人機實務上的可行性外,影像回傳介面與遙控把手能否易於一線人員操作,也是一大關鍵因素。
太陽能系統自動蓄電 提升無人機續航力
新知
第1740期
太陽能系統自動蓄電 提升無人機續航力
2020-12-16
【記者鍾晨沅綜合報導】近年無人機蔚為風潮,不僅可見於攝影,也應用在貨運、土地探測等層面,然無人機續航力仍是一大硬傷。有鑑於此,國立宜蘭大學電機工程學系副教授劉宇晨帶領團隊研究「應用於無人機載具之高效能太陽能光伏充電器系統」,並於「2020能量轉換暨展覽會會議」(IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE USA)的學生專題展示競賽擊敗劍橋大學等勁敵奪下第一名。 國立宜蘭大學電機工程系團隊研究「應用於無人機載具之高效能太陽能光伏充電器系統」,於「2020能量轉換暨展覽會會議」(IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, ECCE USA)中的學生專題展示競賽擊敗劍橋大學等勁敵奪下第一名。 圖/團隊提供目前市面上無人機的續航力約為20至30分鐘,若要增加飛行時間,則會面臨電池過重,效率降低等問題。劉宇晨舉例,林務局在使用無人機執行中央山脈地行探勘時,因任務半徑受限於電池容量,相關人員需一直跟著無人機移動,待電量耗盡再更換電池,但若遇難涉入的區域,人工換電的方式則較不可行。因此,團隊將太陽能結合無人機,並利用多種技術使電池充電效率最大化。 無人機近年蔚為風潮,不僅可見於攝影,也應用在貨運、土地探測等層面 圖/團隊提供為在無人機頂裝上太陽能充電系統,團隊首先測量機頂可用面積,避免過大的充電系統影響旋翼運作,最終採用18顆「太空級」太陽能元件組成。團隊成員仲禹丞補充,相較一般太陽能元件,該種元件重量輕、面積小,且轉換效率達30.7%。儘管單顆元件成本高達1萬2000元,但受惠於其輕巧特性,無人機重量只增加500克,經團隊實測後,證實無人機飛行受太陽能充電系統影響甚微,整體效益提升。 團隊將18顆轉換效率達30.7%的太陽能元件設計成無人機載具使用的系統。 圖/團隊提供太陽能須利用轉換器轉換成電能,此次團隊採用最大功率點追蹤技術(註),設計適配於太陽能充電直流電特性的能源轉換器。劉宇晨表示,他們將近年興起的氮化鎵半導體運用在轉換器中,氮化鎵半導體因切換速度快,可提升電路效能、降低元件損耗,等於減少電路上產生的熱能,「這樣可以有效利用擷取到的太陽能,同時解決電路過熱的問題。」註:最大功率點追蹤是常用在風力發電機及太陽能系統的技術,目的是在各種情形下都可以得到最大的功率輸出。除轉換器外,令團隊最自豪的莫過於導入「電池平衡系統」,劉宇晨表示,團隊製造的第一代機器沒有裝設該系統,當部分太陽能板受到遮蔽而停止輸出,或是單一電池元件因充飽電遭擱置,皆會導致充電效率無法達到最大化。因此團隊設計讓充電效率較高的電池元件,能持續將能量轉移到其他電池元件的平衡系統,透過該機制擴充太陽能充電技術的轉換效率與充電時間。 團隊將光受到阻避而無法感光的部份關閉,避免持續運作造成電量流失,並在此技術下引入平衡充電系統,讓持續運作的太陽能板能共同為各模組電池充電,維持整體電池電量及電壓的穩定。 圖/團隊提供 團隊也針對電池電量不平衡的問題做出解套,該平衡充電系統可辨別各電池之電量,若其中一模組之電量充飽,則會調配充電速率,讓充飽的電池持續充電並供電給其他模組電池,直到所有電池充電完畢。 圖/團隊提供「比較多人會質疑,可以飛多遠、多少距離。」劉宇晨解釋,研發重點是讓太陽能無人機「自動」停下來充電後繼續運行,降低人為更換電池的不便。團隊也期許未來配合影像辨識和自動定位系統,讓無人機可以自行找到合適的充電地點,充飽電後繼續執行任務。在攝影工作室實習的學生虞成偉也表示,拍攝大範圍影片時,常需考慮無人機因充電往返使錄影不流暢,及後續的剪接問題,「如果能原地停下來繼續拍,(影片)一定很順暢!」
無人機飛高走低 飛手力克障礙競速爭高下
生活
第1737期
無人機飛高走低 飛手力克障礙競速爭高下
2020-11-26
【記者黑立安雲林報導】無人機穿越重重障礙物,機身突然拔高又急速下降,最後平穩地停妥在降落區。雲林縣政府22日主辦「第一屆無人機戶外障礙賽」,邀請無人機愛好者聚集於劍湖山世界主題樂園,一同切磋無人機操控技術,於場上較勁。 雲林縣政府計畫處處長李明岳到場頒獎,也承諾選手明年競賽將持續舉辦。 圖/黑立安攝依據比賽規則,參賽者需操控249公克以下的四軸無人機,在指定區域內起飛、降落,並依循賽道通過六種不同障礙。每位參賽者需在六分鐘內完賽,最終以完成秒數排名。根據目前交通部民用航空局規定,這類型的無人機不需註冊或通過操作證測驗,因此不只業餘好手,也有許多高中生、大學生前來參賽。 選手在報到時,需先將競賽用的無人機經過秤重,確定符合比賽規格。 圖/黑立安攝參賽者需操縱無人機繞過柱子、鐵圈、隧道等充滿挑戰性的關卡,尋找最短的飛行路線,盡可能快速地到達終點。國立成功大學航空太空工程學系研究所學生鄭傑丞從高中開始接觸無人機,曾參與國內各大相關競賽。他認為和其他無人機競賽相比,本次障礙物高低差大,控制時需克服視野的落差,操控較為困難,是這次的挑戰之一。 選手用目測式的方法進行操控,在第二關需小心翼翼的繞開柱子。 圖/黑立安攝現場操作無人機方式分為兩種,一種是參賽者目視無人機,跟隨在周圍控制方向。另一種是FPV(First-person view)模式,操作者在機身上加裝鏡頭,並另外架設螢幕觀看畫面,用第一人稱的視角操控飛行。本次比賽未規定操作方式,因此選手可以自由選擇較有把握的模式。拿下本次競賽第二名的王旭誠解釋,如果是戶外比賽,使用FPV模式需要擔心操作者觀看的螢幕反光,造成視野不佳,選手在飛行時需設法克服。雖然本次競賽無人機重量較輕,也不需考照,看似比大型無人機容易操作,然而飛行時需考量風向、陽光等天候因素,仍要克服許多困難。王旭誠補充:「如果有風灌進來的話,這種小型的無人機就會比較怕風,因為它比較小。」 許多選手在隧道的關卡常不小心與障礙物擦撞,造成機組損壞,因此需要格外謹慎地操控。 圖/黑立安攝除了娛樂用途,未來無人機也可能應用在空拍、發射通訊網路等不同領域。主辦單位邀請國立虎尾科技大學飛機工程系展示學生研發的太陽能無人機,比賽評審、虎尾科大飛機工程學系研究所學生謝佳興說明,他們的無人機主要功能為長時間在低空進行環境監測。他表示未來團隊會持續進行相關研究,將無人機應用在更多不同領域。 國立虎尾科技大學飛機工程學系學生,在比賽現場展示他們在「2020綠能無人機創新大獎賽」得到亞軍的太陽能飛機。 圖/黑立安攝本次競賽在雲林縣舉行,由於雲林縣氣候穩定、四周建築不高,提供無人機飛行的理想環境。除此之外,雲林縣許多大專院校設有相關科系,適合培育無人機飛行人才。雲林縣政府計畫處處長李明岳說:「未來我們希望這些喜歡無人機的年輕人,在國際上都可以取得很好的成績。」他盼能透過本次競賽引進國際標準賽道,提供更多國內選手磨練機會。雲林縣未來也將持續辦理競賽,並爭取舉辦國際賽,提供年輕選手更多舞台。
無人機攜AI判別圖像 及時救援溺水者
新知
第1730期
無人機攜AI判別圖像 及時救援溺水者
2020-10-01
【記者徐嘉璟綜合報導】無人機搭載的鏡頭偵測到溺水者,裝置就會立即丟下救生手環,並回傳GPS座標,協助救生員把握黃金救援時間。中華民國海軍軍官學校電機工程學系助理教授詹益東帶領團隊,將無人機結合多項人工智能技術,設計出「海上自主救生方案」,盼能避免落海死亡意外。該作品於9月20日,獲得首屆「智慧海洋黑客松」競賽第三名。 詹益東帶領海軍官校電機系同學研擬救生方案,在「智慧海洋黑客松」拿下第三名。盼能提高海軍在航行時,落水的獲救機率。 圖/詹益東提供此裝置會將拍攝到的影像,傳送至電腦做分析,判定是否有溺水者。團隊先是模擬溺水場景,拍攝不同泳姿和角度的照片,再利用AlexNet深度學習演算法,讓電腦學習判斷。海軍官校電機系學生黃俊豪補充,團隊亦使用資料擴增技術(Data Augmentation),對原圖做翻轉、縮放和調整光影,使資料圖庫從三千增至一萬張,如此一來,裝置便能辨識不同場景、減少誤差。由於溺水者附近的物體,如船、漂流木等,會加長AlexNet的判別時間,詹益東補充,故團隊加入YOLOv4即時物件偵測技術,便於快速準確地判斷畫面中的物體。裝置會先用YOLOv4找出疑似溺水者,再經由AlexNet判定是否進行救援,兩者搭建在運算模組上,並結合物聯網(Internet of Things, IoT)技術,以省去和雲端來回溝通的時間。 無人機偵測到溺水者,會立即傳送GPS座標到後臺電腦,幫助救生員監控水域。 圖/詹益東提供海軍官校電機系學生黃郁倫表示,在製作過程中,整合模組和無人機是最困難的部分。團隊必須想辦法平衡旋翼式機體的馬達,還要同時考慮負重,才不致無人機失衡墜毀。詹益東亦強調飛安的重要性,他說:「只要一個螺絲沒有鎖好,從天空上掉下來一個零件,都會傷害到別人。」目前,團隊希望先將無人機應用於陽光、風力充足的海邊,並架設無線充電站,以輪流充電和輪值的方式,解決續航力僅約半小時的限制。未來,則希望將裝置搭建於室內游泳池,不過,新北市三重國民運動中心游泳教練梁心慈指出,民眾在練習游泳時,會做出類似溺水的動作,可能導致機器誤判。並且,梁心慈也建議,水上活動不只有游泳,訓練運算模組時,應採納更多不同的運動項目和動作。有鑒於公共游泳池多採外包制度,廠商考量成本,更換新設備的意願通常不高。黃俊豪補充,AlexNet的準確率雖非最高,適合簡單的判斷,但其成本較低,團隊考量產品售價因此採用。目前無人機的價格大約訂在新台幣4萬5000元,團隊預計全台535間公共游泳池中,約有20%會採用此系統。
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。 
金工打造無人機 構築階級公平社會
藝文
第1717期
金工打造無人機 構築階級公平社會
2019-12-11
【記者吳曼嘉新竹報導】黑色的無人機發出馬達聲,螺旋槳不停轉動著,彷彿下秒就要衝上雲端。就讀國立清華大學藝術與設計學系碩士班的余囿辰舉辦個展《極速之境》,4日起在藝術空間「一攬芳華」展出。而展名「極速之境」為作者想像的虛擬世界,在此世界中,每個人都可以透過無人機競賽,獲得扭轉命運的機會。 〈F1系列-F1-R〉以一級方程式賽車的外觀為原型,並加入飛機機翼的設計。 圖/吳曼嘉攝擅長玩賽車類型線上遊戲的余囿辰,喜歡組裝鋼彈模型,他說:「我想進行新的嘗試,所以將賽車的速度感與可拆式模型融合在一起。」他以無人機為主題創作可拆式模型,並打造一個虛擬世界——「極速之境」。在那裡的每位居民皆擁有一台無人機,可以用來參加比賽,而獲勝者便能翻轉人生的境遇。「如果大家都能站在相同的起跑點,以這樣的基準出發,每個人的人生也許可以有更多的機會。」余囿辰說。他的堂弟由媽媽一手撫養長大,在求學過程中,堂弟需打工貼補家用,甚至於大學期間休學進入職場。余囿辰認為,中斷學業使堂弟失去階級流動的機會,因此他希望藉由建立虛構的極速之境,滿足在現實中受限於金錢而無法達成的事情,打造不分階級的公平社會。 《超系列》利用塑料管營造科技感,余囿辰正觸碰〈超系列-快銀〉的活動式機關。 圖/吳曼嘉攝余囿辰以銅為媒材,完成《機械系列》和《擬態系列》兩大主題的無人機作品。他表示,為了預防金屬氧化,一般做法是在金屬表面塗上銅油,他則選擇清大較少人研究的「模型烤漆」,成為他作品獨有的特色。一攬芳華店長蘇伊認為,余囿辰的創作手法十分創新,令他大開眼界,他說:「講到金工,我會直接聯想到首飾藝品,比較少看到有人用金屬工藝來做成模型。」 〈太空漫遊者系列-戰艦〉運用化學物質調成的染劑上色,使其呈現閃閃發亮的模樣。 圖/吳曼嘉攝余囿辰的不少無人機模型都暗藏活動式機關,在手指觸碰後,模型上的零件便會移動。但由於他的作品為手工製作,一旦模型的長度和寬度不合,將導致零件運作不順暢,使他必須重新製作模型,相對於以電腦繪製設計圖費工許多。他說:「草圖模型階段要重複做兩三次,才能確定它(模型)在活動時不會卡住。」 觀展民眾碰觸《擬態系列-拍動系列》,感受昆蟲展翅飛翔的姿態。 圖/吳曼嘉攝展場的其他作品需要靠手觸碰才會移動,但作品〈MODEL-ONE〉上持續旋轉的螺旋槳,則主動展現出無人機運轉的樣貌,令觀展民眾、實踐大學工業產品設計學系碩士班學生陳婉宜印象深刻。他補充說:「而且我覺得它的層次感特別多,每一個弧度都有一種風從前面往後吹的線條感。」 〈MODEL-ONE〉為展場裡最大件的作品,是一台裝有螺旋槳及前燈的黑色無人機。 圖/吳曼嘉攝
【專欄】百台無人機齊升天 虎尾科大團隊創另類夜景
生活
第1715期
【專欄】百台無人機齊升天 虎尾科大團隊創另類夜景
2019-11-27
【記者呂心喻綜合報導】國立虎尾科技大學操場上,觀眾紛紛仰頭驚呼。夜空中,數十個光點在140公尺的高度排出「Q版媽祖」、「螺旋槳」等圖案——閃爍並變換位置的光源並非螢火蟲,而是100台無人機。表演結束,飛機工程學系航空電子組學生戴祥印如釋重負並難掩興奮地說:「這是第一次成功!之前最多只飛成51台。」 100台無人機分別在天空變換位置,形成各式圖案,圖為無人機排成「螺旋槳」造型。 圖/呂心喻攝近年來應用於表演上的群飛無人機愈趨普及,為因應此趨勢,虎尾科大飛機工程系航空機電系統整合實驗室(AESIL)召集六位學生組成群飛團隊於校慶演出。團隊是為了這次表演臨時組成,實際準備時間只有兩個月。指導老師、飛機工程學系教授鄒杰烔在9月特地帶著隊長戴祥印與同系學生李溢豪前往拉脫維亞學習群飛操控軟體。表演準備工程龐大,除了要在地面上對齊矩陣位置,也需大量人力逐台校正機器,若有些許誤差,便會影響到飛行狀態。鄒杰烔說:「他們真的讓人引以為傲,六個人用僅僅兩個月時間完成難度那麼高的挑戰。」 無人機群飛的表演前後工作繁瑣,團隊需於賽後清點機器損傷情形,將機器歸位。 圖/呂心喻攝回憶起第一次試飛,同系學弟朱晨睿捏了一把冷汗:「35台一飛上去,馬上掉了七、八台,那時候心都在淌血,只好趕快停飛。」其餘隊員也分享緊張心情,他們表示,實際試飛僅不到十次,對表演成功並無完全把握。在前兩週的密集練習中,團隊時常在操場熬夜測試到凌晨,正式演出前三天更只各睡兩個小時。李溢豪透露,老師總會給予他們支持和空間,也陪他們熬夜、吃宵夜,師徒間因而培養出「革命精神」。他也表示,群飛表演絕非一人能完成,需要大家各司其職,「這個團隊少一個人都不行!」 無人機架上的燈板在漆黑的夜裡閃爍,當100台燈光同時亮起,現場觀眾紛紛發出驚嘆。 圖/呂心喻攝李溢豪曾在室內飛過十台無人機,與此次表演規模相比卻是小巫見大巫,「要隨時擔心這麼多(無人機),又是在室外,真的非常考驗專注力。」戴祥印則坦言,自己雖曾參與單飛無人機比賽,但群飛無人機完全是另一個領域,群飛易受訊號和風速干擾,須滿足條件較多。在過程中,他學會自己摸索並解決問題,「簡單說是要『天時、地利、人和』。」談話間,戴祥印自然地說出數句專有名詞,他笑著解釋,這些名詞已成為他生活的一部分。 隊長戴祥印(左)與搭檔李溢豪(右)為表演特地前往國外學習軟體,擔任中控並熟悉現場狀況。 圖/呂心喻攝戴祥印的父母當天從台北南下,就是為了看這場表演,他們也給予團隊極高的評價。戴祥印開玩笑說:「爸媽很支持我,反正我玩這麼多還是在班上拿第一名。」從毫無基礎到成功完成任務,群飛團隊在碰撞中尋找方向、累積經驗。朱晨睿直言:「有一種『別人不能做,我們做到了。』的感覺。」他們不侷限於課堂,勇於探索課外新知、挖掘各項潛能,期盼未來能將無人機飛得更高、更遠。 團隊表演後躺在操場上,以無人空拍機由上而下拍攝合影,可見團隊感情融洽。 圖/鄒杰烔提供
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