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廢氣再利用! 元智以「TiFe基合金」純化氫氣自生電
新知
第1787期
廢氣再利用! 元智以「TiFe基合金」純化氫氣自生電
2023-11-30
【記者黎昕俞綜合報導】由於氫的分子結構不含碳,因此在未來減碳的趨勢下,氫能源受到廣泛關注。由元智大學機械工程學系副教授沈家傑帶領學生謝睿宇、曹珺傑及孫嘉宇,研發出「TiFe基氫氣純化發電組」,可在廢棄氣體中純化出氫氣,進而在燃料電池裡與氧氣反應產生電,榮獲2023台灣能「永續能源創意實作競賽」大專綠能創新組金牌。 元智大學機械系師生團隊,研發「TiFe基氫氣純化發電組」,榮獲2023台灣能「永續能源創意實作競賽」大專綠能創新組金牌。 圖/團隊提供在台灣半導體或電子業,生產過程中會產生含有雜質的餘氫。若將當中的廢氣去除,純化後的氫氣便可以循環再利用。因此,研究團隊自製儲氫合金TiFeNi,利用獨有的儲氫能力,將其置入「TiFe基氫氣純化發電組」,讓分離過後的氫氣可以重複使用,並與氧氣反應產生電。經實驗測試,該技術在廢氣中含有50%以上的氫氣時,能夠將其純化至可利用的濃度。 照片右方為「TiFe基氫氣純化發電組」燃料電池主體,將純化後的氫氣注入其中,與氧氣反應可以產生電。 圖/團隊提供由於氫氣與合金進行化學反應時,會放出大量熱能並分解成氫原子。就讀元智大學機械系謝睿宇將純化過程形容為跳棋遊戲,「當氫氣碰到合金表面的空隙時,會像跳棋般進入空隙裡面,接著滲入到更深層的部分,那金屬就會把它卡住,讓氫原子不容易跑出來。」接著,團隊對合金加熱產生分解反應,「氫氣在吸收能量後,可以擺脫合金的束縛,重新跑出來結合成氫分子。」元智大學機械系曹珺傑補充道。 研究團隊自製儲氫合金TiFeNi,可以將氫氣從工業廢氣中分離出來,並且再利用。 圖/團隊提供有別於市面上的儲氫技術需要存放在高壓鋼瓶,團隊使用的儲氫合金TiFeNi因壓力要求較低,不易有破損而大量放出氣體的危險,在使用上的安全性相當足夠。而且,相較起其他儲氫合金材料,因原物料價格高昂故成本居高不下,儲氫合金TiFeNi可大幅降低純化氫氣的成本。惟團隊坦言儲氫合金TiFeNi相較起來使用耐性更低,面對儲氫合金在純化過程中,雜質氣體會隨時間在合金表面聚集,造成阻擋氫氣無法進入其內部的問題。另外,如何讓每次純化氫氣的數量比以往更多,也是團隊目前研究發展目標之一。南臺科技大學化學工程與材料工程系暨研究所副教授蘇順發補充,可以嘗試進行氫氣與其他多種氣體的分離,例如透過化石燃料所產生的氫氣等。他建議道:「除了TiFeNi合金外,可以嘗試其他組合,例如將少數鐵置換成錳、鉻等金屬,試試其純化條件與效率。」 
仿雨傘設計可攜式風電機 南臺科大讓綠能走進日常
新知
第1786期
仿雨傘設計可攜式風電機 南臺科大讓綠能走進日常
2023-11-22
【記者邱昭華綜合報導】為了實現2050淨零排放,政府部門開始慢慢制定相關政策,希望將再生能源逐漸取代一部分化石能源。南臺科技大學機械工程系學生團隊設計「攜帶型便捷風力發電機」,讓一般民眾能利用綠色能源發電,享受其經濟效益以及帶來之便利性。此作品亦在臺南市政府經濟發展局主辦之「2023智慧科技應用創意競賽」,榮獲創新實作組銀獎的佳績。目前市售的居家風力發電機往往又大又重,並只能定點發電,且一般家庭很少會使用。因此,團隊希望設計出能隨身攜帶、隨時運作的風力發電機,讓民眾輕鬆享受綠能之便。「我們的風電機不受場地限制,架設的步驟簡單,重量也較輕。」南臺科大機械工程系助理教授陳宥任表示,這件作品不只能放在自家陽台,還適用露營等戶外活動發電。 「攜帶型便捷風力發電機」的零件可以拆卸,組裝後還能用手提,讓使用者方便移動其位置。 圖/許子羿提供為了讓風力發電機更便捷,團隊參考了雨傘的傘架結構,使葉片能夠輕鬆收起、攜帶。此外,團隊特別設計可拆式的主機盒,方便使用者收納。材質部分則以碳纖棒作為葉片支架,並使用傘布取代傳統的硬式葉片,整體結構更輕盈。製作上也兼顧安全性,南臺科大機械工程系學生許子羿補充道:「若是硬式葉片在旋轉過程碰觸到它會很危險,但是雨傘布材質相對軟,造成的傷害相對少。」團隊更納入物聯網智慧化設計,將風量監測資料傳遞到顯示板,使用者能立即了解發電狀況。 此圖為團隊利用電風扇的風對「攜帶型便捷風力發電機」進行實測,此風力發電機以碳纖棒作為葉片支架,韌度高且更具安全性。 圖/許子羿提供然而,機盒雖然是利用方便、簡易的3D列印技術製成,但是過程中需不斷調整參數,以提高結構的穩定度。提及現有的困境,許子羿說:「畢竟我們是用雨傘布,所以發電的效率比市面上的風力發電機來得低。」他表示雖然傘布軟、具安全性,但受風後會凹陷,不比硬式葉片有效,所以只能供應承載大約五伏特的電器,例如手機、小型燈具、掌上型風扇等。 此圖為「攜帶型便捷風力發電機」的主機盒,全部以3D列印製成。中間藍色螢幕則是顯示板,使用者可以透過它去監測發電狀況。 圖/許子羿提供具野營經驗的民眾彭開辰則提出疑慮:「發電功效應該滿有限,台灣大部分的山區野營沒有太多風,無法掌控風源,電源就不穩定。」他建議可以應用在海邊野營,風相對穩定一些。 談及未來改善的方向,許子羿認為可以再調整葉片角度與材質,提高發電效能,並將物聯網的功能擴大,做出一款應用程式,只要打開手機就能監測發電狀況。
龍華科大創智能補光機 即時打燈擄攝影師芳心
新知
第1754期
龍華科大創智能補光機 即時打燈擄攝影師芳心
2021-10-20
【記者許如鎧綜合報導】近年來,閱聽人對影片品質的要求日益提升,而光源正是影響畫面優劣的重要因素。龍華科技大學電機工程系教授葉明豐及助理教授張明弘率領PBL(Project-Based Learning)智慧機器人專班團隊研發「智慧型追蹤打光機器人」,能透過電腦程式運算出最佳打光角度,在2021台港澳大學生人工智能機器人邀請賽奪得最佳團體獎。 龍華科大PBL團隊參加2021台港澳大學生人工智能機器人邀請賽,從13支隊伍中脫穎而出,榮獲最佳團體獎。 圖/龍華科大PBL團隊提供該發明由三台機器人組成,利用領隊機上的鏡頭追蹤補光對象,並經演算法計算路徑及機械手臂的打光角度,隨後透過WiFi訊號傳輸給另外兩台補光機器人。操作者也可用手機操作補光機器人,達到理想的補光效果。團隊成員彭沛賢補充道:「目前是一機控制二機,未來會想增加成一機控制四機,讓拍攝時的燈光更全面。」此外,發明中使用的麥克納姆輪(Mecanum wheel)(註)可以讓機器人360度靈活作業,比一般輪型機器人擁有更多維度的操作選擇。註:麥克納姆輪,也稱艾隆輪(Ilon wheel),是一種全向輪,可讓裝配上此輪的裝置在有限的空間內實現橫移、斜行、旋轉等運動方式。 智慧型打光機器人可偵測目標、辨識並追蹤人臉進行補光,為拍攝現場帶來全新的可能性。 圖/龍華科大PBL團隊提供目前市面上的產品多為定點式補光燈,尚未出現能自主判斷並移動補光的燈光設備。因疫情關係,團隊尚未實際接洽攝影團隊拍攝,彭沛賢說:「也許在婚宴會館、婚攝、外拍上能夠應用到這項技術。」他指出,由於打光機器人的操作容易受拍攝環境影響,在婚紗攝影、外拍等環境穩定的場合或許更加適合使用這項發明。時常出入拍攝現場的國立政治大學廣播電視學系學生楊平宇說:「機器比人更精準更快。」他表示,機器若將光線角度運算完成,可能會在拍攝現場帶來一些便利性。同為政大廣電系的學生謝名鈞則提出疑問:「機器人的美感該如何設定?」他認為,燈光是否好看是相當主觀的事,在片場中人工智能運算的打光結果不見得符合導演的需求。 競賽過程中,團隊成員專注地操作智慧型打光機器人,向競賽評審團展示研究成果。 圖/龍華科大PBL團隊提供在拍攝需求蓬勃提升的時代,拍攝輔助器材也與日俱增,智慧型追蹤打光機器人具備機動性與打光穩定性,都為拍攝現場帶來全新的可能。然而,彭沛賢提到,受限於製作成本高昂、拍攝現場需求不同,若要將智慧型追蹤打光機器人推入市場,客製化將是更為可行的銷售模式。
生物DNA作光電元件 減電子廢棄物
新知
第1693期
生物DNA作光電元件 減電子廢棄物
2018-12-21
【記者徐卉馨綜合報導】智慧型手機、筆記型電腦,都是大學生常用的電子產品,高普及率隨之而來的是高汰換率,導致大量電子廢棄物被製造。12日科技部發表創新技術「光感DNA奈米複合物技術」,由國立清華大學光電工程研究所副教授洪毓玨與電機系研究團隊開發,從魚卵、魚膘中萃取DNA分子,將此可分解的DNA生物有機光電材料,應用於光電元件製程,可望減少電子廢棄物。 大學生使用電子產品普及率高,而手機與筆記型電腦均會應用光電元件。 圖/徐卉馨攝團隊將魚膘打碎後放入離心機,經多次萃取後取得DNA溶液,並在縮短DNA鏈長後,結合介面活性劑CTMA(Hexadecyl-trimethylammonium chloride, CTMA),製成新型介面活性劑改質DNA 分子(後簡稱為改質分子)。清大光電所學生楊梓鍵表示此改質過程使DNA分子可以溶於有機溶劑,以便後續的製程,清大光電所學生許峯銘補充,DNA分子原本不耐熱,經過此改質過程可提升其耐熱度、耐酸鹼度,增加應用性。 自魚膘中萃取DNA流程,果汁機打碎、離心機萃取反覆純化並乾燥。 圖/楊梓鍵提供改質DNA分子原料不限於魚類,可取用自各種動植物,而團隊使用易取得的魚卵魚膘,原料低價,可降低成本且用量省,清大光電所學生朱信諺說明,130公克的魚膘,便可供給團隊成員半個學期實驗所需,此技術具有低成本的特性。「鍍膜是光電元件的基本。」洪毓玨說,比較過去製作高聚合分子、金屬薄膜時須真空環境,DNA薄膜的鍍膜過程採用傳統旋轉塗佈製程,改質DNA 分子溶液滴在旋轉台上的玻璃薄片,使其製成均勻平整的薄膜,可在室溫下完成,具低耗能的優勢。 DNA溶液滴在旋轉塗佈機轉盤上的玻璃片,使其成均勻薄膜,製成DNA元件。 圖/楊梓鍵提供洪毓玨說明,DNA的特性可以跟有主動性功能的分子結合,應用在發光、感測,改質DNA 分子可應用在奈米到微米等級光學薄膜、太陽能電池、感測器及發光元件,團隊已應用於製作記憶體元件。他進一步指出,製作半導體有一定步驟,此技術並不是取代掉傳統製程中步驟,而是平行發展的另一套從原料萃取到元件製作的完整製程,並且此改質DNA分子可在改質的步驟,配合終端產品的需求,希望部分產品可採用這一套以生物原料為主的製程。許峯銘補充,以半導體為例,過去極少應用到有機材料,製程中也容易使製作人員接觸到有毒的化學物質,而製程中材料若改為有機材料,應用此改質DNA 分子,則可減少有毒藥品的使用。比較傳統矽或鍺金屬元素殘留於自然界中,此改質DNA分子作為生質材料,在自然界中可分解,故此技術還具低汙染的特性。電子廢棄物的問題隨著亞洲各國人數逐年增多、電子產品消費量大而愈見嚴重。根據《科技新報》報導聯合國大學(United Nations University, UNU)2017年《區域電子垃圾檢測》研究指出,亞洲12國電子垃圾量 自2010到2015年,激增 63%,台灣也製造出大量的電子垃圾,2015 年人均垃圾產量在19公斤左右。新型介面活性劑改質DNA 分子,若廣泛應用到光電元件的產品,如團隊製成的記憶體、液晶、LED等,其可分解的特性,可減少電子廢棄物的產生。
突破風向限制 O-Wind「轉」出風力發電新紀元
新知
第1690期
突破風向限制 O-Wind「轉」出風力發電新紀元
2018-11-28
【記者王昱翔綜合報導】台灣陸域共建有348台風力發電機(後簡稱風機),然由於傳統風機僅能透過來自垂直扇葉方向的風力發電,且其噪音擾民,目前僅集中分布於西部海岸。英國蘭卡斯特大學(Lancaster University)團隊開發「O-Wind」球型風機,以球型設計兼顧多方向的入、出風口,使風力發電機得以應用於風向多樣的都市環境。「傳統風機只能在風向穩定的開放區域正常運作,無法適應風向混亂的環境。」蘭卡斯特大學學生亞辛.諾拉尼(Yaseen Noorani)表示,尤其在建築林立的都市,更容易因建築物阻礙,導致風的流向混亂,而傳統風機的龐大體積及噪音,則使其設置地點更加受限。為此,蘭卡斯特大學團隊設計小型風機O-Wind,除了能夠藉由不同方位的風力發電,還可設置於都市住宅。此項設計於15日獲得James Dyson設計大獎的國際冠軍。O-Wind球體各處遍布著大小各異的入、出風口。諾拉尼解釋,透過大入風口與小出風口的設計,使風吹拂O-Wind時,會形成兩端的壓力差,促使O-Wind轉動,進而帶動內部的發電機組。而O-Wind機身則可透過繩索或金屬軸於其上下固定,使風機能在與地面垂直的軸線上旋轉。諾拉尼提及,目前理想上希望採用金屬軸固定,假如用於固定的材質強韌度提升,O-Wind將可以承受更高的風速而不毀損。 O-Wind上有許多不同大小的入、出風口,使其可以接受不同面向的風力旋轉發電。 圖/James Dyson設計大獎提供「人們可以設置於陽台或屋頂,生產自用的再生能源,或提供給國家電網系統。」諾拉尼表示,O-Wind的較小體積除了方便於都市中發電,同時也不會產生傳統風機的低頻噪音。不過他坦承,以O-Wind目前的設計,若製成如傳統風機的大型體積與發電規模,可能會降低其發電效率,團隊目前仍嘗試改良O-Wind的發電量。諾拉尼表示,目前O-Wind已成功申請專利,不過目前還未確定商品化的進程。另外,他提及,由於洋流與都市的風類似,流動方向皆不固定,故O-Wind的技術概念其實還可能應用於洋流發電,但尚需進一步研究。 O-Wind改良圖(由左至右)。團隊最初是以風力飄移的構造設計,逐步修正後才成為可以接受多方向風力的發電機。 圖/James Dyson設計大獎提供針對此設計,國立中央大學機械工程學系教授洪勵吾說:「小型風機的概念就是在不適合裝置大型風機的小地方利用風力資源。」他認為,O-Wind能夠運用任何方向的風旋轉,是良好的設計,且若透過多機並連,即可增加其發電量。不過洪勵吾也指出,由於O-Wind的風向流道複雜,且可能產生阻力,故仍須經完整的實驗測試才能判定其發電效率。
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。
程式結合單眼 系統助居家復健
新知
第1641期
程式結合單眼 系統助居家復健
2016-12-15
【記者陳亭蓉台北報導】國立台北科技大學電機工程系學生設計出「運用單眼視覺伺服控制之老人復健系統」,透過程式設計,搭配單眼鏡頭,追蹤長者復健情形,並準確偵測動作的精準度。該系統不僅突破以往雙眼鏡頭才能測讀物體遠近的限制,更將價格壓低至傳統應用系統的兩成,在「2016全國大專院校產學創新實作競賽」中奪下「最佳創新獎」。此系統主要針對長者上肢的復健,連結單眼攝影機和電腦,透過「影像辨識」功能,感測使用者的上肢復健情形。程式系統藉由「視覺伺服控制系統」的運算,即時判別使用者的手部姿態。另外,系統也搭配擴增實境(Augmented Reality, AR),提升復健的趣味性。精靈寶可夢(Pokémon)在電腦螢幕上跳躍、移動,使用者須調整手部動作,做到指定的復健動作即可抓到精靈寶可夢。如此反覆訓練,不僅能為使用者設定多種目標動作,達到良好運動效果,也能增加復健的樂趣。 使用者手持附著感測標籤的裝置,在連接網路單眼攝影機的電腦前做復健動作,電腦上則顯示目前復健動作的畫面與三維資訊。圖/陳亭蓉攝傳統的復健治療只能在醫院中完成,且須在專業人士的協助下才能進行,但這樣不僅耗費大量的人力資源,還必須採購相關儀器設備,並編列維護經費。為了讓長者在家就能復健,團隊突發奇想,將市面上應用在擴增實境遊戲中的「體感偵測器Kinect」影像辨識概念,導入復健系統中。系統利用「單眼攝影機」測量物體遠近,突破現今Kinect須使用三台攝影機投影的技術限制,創造雙眼視覺效果。「就像人的眼睛需要兩隻一起看,才能辨識物體遠近,但是我們利用程式推導,找出將單眼看到的平面轉為立體的方法。」團隊成員、北科大電機系學生許家瀛解釋,使用一台「單眼」即可大幅降低系統價格,相較於配有三台攝影機的Kinect要價新台幣3500元,此系統所需的網路單眼攝影機只需800元。許家瀛未來希望將此系統寫入行動應用程式(Mobile Application, APP),利用手機鏡頭辨識影像,不僅能將額外支付費用降為零,系統的簡化設計也能讓復健工具更便於攜帶。然而,目前此系統尚難以撇除光源影響,影像辨識仍有5%至10%的誤差。團隊成員、北科大電機系學生梁祐祥期望未來能使程式適應各種環境,以提高影像辨識度。北科大電機系副教授張文中指出,目前系統僅針對上肢復健,未來擬將偵測範圍擴大至全身,並期望增加跌倒偵測等功能。此外,該系統不僅能應用在老人復健上,其應用層面也可擴及其他年齡層。許家瀛舉行車記錄器為例,通常只能辨識平面的二維資訊,肇事後須請專家判定兩台肇事車輛的距離,但如能搭配此單眼伺服控制系統,即可立即判讀路間肇事狀況。
電子皮膚結合穿戴裝置 摩擦生電即時運用
新知
第1641期
電子皮膚結合穿戴裝置 摩擦生電即時運用
2016-12-14
【記者秦慈襄綜合報導】電子產品日新月異,但普遍仍無法克服過度依賴電池、材料堅硬過重等問題。國立中興大學材料科學與工程學系碩士生研發「電鰻般的自發電電子皮膚及在穿戴式鍵盤的應用」,元件材質輕盈、具彈性,且能即時自體發電。該作品於11月28日榮獲「2016全國大專院校產學創新實作競賽」綠色科技組第一名。「電鰻般的自發電電子皮膚及在穿戴式鍵盤的應用」是一項能即時自行發電,兼具彈性與輕薄特質的元件。當該元件與其他物品接觸時,其摩擦產生的靜電力將直接轉換成可利用的電力能源。電量則依照觸碰的力道、時間長短變化,如拍打時能一次供給較多電量,輕觸則較少;而放在包包任其與物品碰撞也能累積電力。「像是急需使用手機時卻電力不足,或汽車遙控器突然沒電時,」發明學生、中興材料所碩士生蕭勇麒表示,相較於堅硬厚重、有自燃風險的行動電源,該元件輕薄可壓縮、不占空間,可配戴於手臂或置放在背包中;且由摩擦產生的電力安全又環保,能夠隨時發電、即時供電。 「電鰻般的自發電電子皮膚及在穿戴式鍵盤的應用」具高彈性與輕薄特質,伸縮時仍可發電。圖/賴盈至提供目前此元件可同時驅動32顆以上、電壓0.7伏特的LED燈。將此元件與LED燈置於警示背心上,對於需在夜晚執勤的警察,或是夜間騎士而言,配戴極為輕巧便利。只要行動時穿戴上背心,衣物與此元件持續摩擦,便能不停提供LED燈電力。 「電鰻般的自發電電子皮膚及在穿戴式鍵盤的應用」元件配置於手臂上,可即時發電、提供電力。圖/賴盈至提供發明學生、中興材料所碩士生黃鼎宸表示,「我想發明出實際可以『用』的東西。」因此,元件在應用上的另一特色為「電子皮膚」。未來若將該元件與生物醫學科技結合,連接上大腦神經,便能應用在義肢或機器人上,賦予它們近似人類皮膚所擁有的觸覺感受。若應用在科技產品上,也可望能研發出可任意彎曲、變形,且重量極輕的3C電子產品。「這是一項首度結合電子皮膚與靜電發電機概念的新產品,」指導教授、中興材料所助理教授賴盈至表示,不像火力、核能發電會造成環境汙染,摩擦靜電力將會是環保能源的主要發展趨勢之一;未來研發也將嘗試以風力、海水等永續自然資源作為摩擦力發電的能量來源,期盼能打造低成本發電技術,因應能源短缺的問題。
健身機搭微循環系統 發電同時顧健康
新知
第1630期
健身機搭微循環系統 發電同時顧健康
2016-09-28
【記者楊采翎台中報導】在手腳並用的發電健身機上踩踏,即可從電子儀板上清楚看到運動的速率、發電瓦數、發電量等資訊。弘光科技大學工學院與寧茂公司產學合作,研發「發電健身機」,運動的同時達到發電效果,再搭配「人體微循環系統」,監測血流循環效率,進一步分析身體健康指數。 發電健身機兼具運動及發電功能,踩踏速率越高、重力越大,發電率越高。 圖/楊采翎攝人體微循環系統使用雷射都卜勒血流計(Laser Doppler Flowmetry,  LDF),利用雷射探頭的紅外線光照進人的微循環系統,流經微循環的紅血球會反射紅外線光,使都卜勒血流計接收端收到雷射偏影,藉以監測循環系統的狀況。弘光科技大學工學院研究團隊以平均年齡20歲的大學生的肩頸微循環率為標準,至國立台灣體育運動大學台中校區進行測量,肩頸的微循環率數值約落在60到80,常人若低於60則可能有微循環不良的情況。 人體微循環系統監測肩頸循環。 圖/弘光科大提供弘光科大職業安全與防災所碩士張靜妙說,當初藉由老師引薦,與寧茂公司共同合作設定發電健身機的阻力,並透過人體微循環系統的監測,在人體運動心跳標準的安全範圍內達到發電功能。 發電健身機電子儀板可顯示發電效率。 圖/楊采翎攝參與這次產學合作的寧茂公司員工表示,在為期四周,一周80分鐘的健身運動過後,下班後居然不顯疲態,同時督促自己運動,也達到成就感。環境與安全衛生工程系教授賈台寶提到:「這次產學合作參與健身的22個員工,總發電量8度。」雖然發電量不高,卻讓員工在運動同時,親身體驗發電辛苦與用電量過大等問題,和以往僅接受節能宣導的推廣相比,可說是自發性參與節能減碳。發電健身機目前已上市,期望更多綠能產業能被大眾接納,永續地球能源。
智慧咖啡杯紀錄完美比例 交大學生獲設計冠軍
新知
第1610期
智慧咖啡杯紀錄完美比例 交大學生獲設計冠軍
焦點
2015-11-27
交大團隊「土炮戰隊」獲得ARM創意設計競賽冠軍。 圖/蘇奕菲攝【記者蘇奕菲台北報導】第十屆ARM創意設計競賽,高達2000名學生以天馬行空的創意作品激戰。交通大學「Marketeal Labs土炮戰隊」研發的「SmartCup智慧咖啡杯」能分析咖啡甜度和奶精多寡,充滿巧思、奪得冠軍。亞東技術學院「Courage」及成功大學「仙人掌」分別以iBody Monitor與智慧腳踏車贏得亞季軍。土炮戰隊透過導電技術來計算咖啡內含的奶精和糖分比例,將數據儲存在手機應用程式中。當使用者倒入咖啡時,智慧咖啡杯會依設定的數據,提示使用者應多加奶精或是多加咖啡,到達黃金比例。「光是導電是沒辦法算出來的,需要許多數學演算法。」隊員、交大電機資訊系學生黃亦為指出,他們運用數位訊號處理、機器學習分類演算法及濾波等技術。研發過程中最大的困難是資料分析。隊長、交大電機工程系學生黃煒程說:「我們是資料分析和數位訊號的初學者」,團隊花費需多時間研讀資料分析相關論文及論壇上的技術交流,藉以激發靈感。黃煒程說,設計過程必須從許多數據中發現特徵,起初經常判斷錯誤,造成團隊經常工作到半夜,「沒有訣竅,就是要不斷嘗試」。黃亦為強調,在學校以學習理論居多,此次競賽是與業界最直接的接觸,學習到更貼近生活的設計。黃煒程說,研發產品需要的則是整合性的能力,他透過接案子和設計電路來訓練自己。此外,他希望能拓展智慧咖啡杯的功能,測出更多成分,應用在食品安全領域。 亞東技術學院學生設計智慧醫療監測系統,榮獲競賽亞軍。 圖/蘇奕菲攝亞東技術學院的Courage團隊隊長鄧宇伸表示,許多人家中都有銀髮族,台灣人口也越趨高齡化,但市面上的照護系統缺乏整合,也無法長期記錄、觀察。「老人在家裡用的裝置有很多線,很容易造成行動不便,或是被小孩踩到。」於是他們設計出智慧型銀髮族照護系統「iBody Monitor」。iBody Monitor結合雲端資料庫和生理訊號擷取物聯網等技術。使用者戴上微小的無線穿戴裝置,系統便可擷取、記錄生理數據,傳送至雲端,進行長期監測,也可以隨時在手機應用程式觀察穿戴者的身體狀況,讓長期照護可以更即時、更省力。鄧宇伸指出,自己過去沒有接觸過美術設計,但本次應用程式的外觀設計也必須一手包辦。為了做出美觀的應用程式,團隊特別去學習Photoshop等軟體及配色技巧。甚至連穿戴裝置的外殼,也是向學校實驗室借用3D列印機列印出來的。鄧宇伸表示,自己平常就喜歡透過參加一些研討會來接觸不同企業,參賽後對於半導體更有興趣,希望未來能進入該產業。 ARM設計競賽現場,學生攤位前擠滿民眾。 圖/蘇奕菲攝
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