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龍華科大創臉控輪椅 助手腳失能者自主行動
新知
第1776期
龍華科大創臉控輪椅 助手腳失能者自主行動
2022-12-21
臉控裝置及利用其之電動車由龍華科技大學電子工程系學生周家毅、劉堃葦、林宏柏、張岫昇、胡儀安、何慶福共同研發,該作品於高雄國際發明暨設計展 (KIDE) 中榮獲金牌。 圖/團隊成員提供【記者林玟君綜合報導】市面上的輪椅以手動和電動遙控式為主,需仰賴使用者的肢體操控,但對於手腳皆有功能障礙的人來說,仍須依靠他人的協助推動輪椅。龍華科技大學電子工程系學生團隊研發「臉控裝置及利用其之電動車」,採用非侵入式貼片貼於臉頰兩側,以肌電訊號(註一)控制輪椅移動,讓手腳有障礙的患者,能透過臉部咀嚼肌的不同咬合方式自主操控輪椅。註一:肌電訊號為人做動作時肌肉收縮所產生的訊號,代表肌肉活動的狀態。肌電訊號經過濾波特徵擷取之後,可觀察出動作型態。團隊成員周家毅表示,臉部有多種傳遞訊號的位置,「因為我們都會吃東西,咀嚼肌這邊的肌肉一定比較大,用咬合的話,訊號會比較明顯。」因此,團隊選擇將電極貼片貼於使用者的臉頰兩側,透過偵測到的肌電訊號傳遞至裝置的開發板(註二)控制輪椅行駛,當裝置分析出左右咬合的訊號後便會下達指令,「它會控制電動輪椅說你該前進或你該後退了,還是你該左轉或你該右轉了。」周家毅補充。 團隊使用可拋棄鈕扣式電極貼片,並將貼片貼於使用者的咀嚼肌處,再藉由偵測到的肌電訊號來控制輪椅移動。 圖/團隊成員提供註二:開發板為進行嵌入式系統開發的電路板,包括中央處理器、存儲器、輸入設備、輸出設備、數據通路/匯流排和外部資源接口等一系列硬體組件。為區分使用者日常生活的臉部活動,如大笑、吃飯、說話等,團隊運用能過濾雜訊的模組(註三)進行判別,周家毅說:「它(模組)可以做訊號的截取和放大,比較好分辨說訊號到底是有沒有咬合,有沒有想做什麼動作之類的。」另外,團隊也使用非侵入式電極貼片,降低使用者肌肉損傷和發炎的風險。註三:模組是指由數個基礎功能元件組成的特定功能組件,可用來組成具完整功能的系統、裝置或程式。模組通常都會具有相同的製程或邏輯,透過更改組成元件可調適功能或用途。「有時候我們一側的咬合肌收縮,對側通常也是跟著收縮的。」台北醫學大學醫學院副院長陳適卿認為,此裝置若要成為正式醫療等級的器材,仍須再做多重臨床驗證。對此,團隊指導老師張志聰回應,若使用者有意識地做左右咬合,即使會一同帶動肌肉收縮,但兩側力度仍相差不小,因此團隊以設定標準數值的方式辨別前進方向,「比如說能量是1到10,我們以5作開關,那你咬下去的時候,你右邊是6,左邊是2,那就會啟動右邊這個開關。」他解釋。 臉控裝置藉由電極貼片上偵測到的肌電訊號控制輪椅移動,利用判別左、右咀嚼肌的咬合讓手腳不方便的患者能靠自身力量操控輪椅。 圖/團隊成員提供考慮到在臉部貼上電極貼片較不美觀的問題,團隊計畫將貼片改良成口罩式的裝置,並以無線的方式接收訊號,提升整體裝置的舒適度。張志聰期望此裝置能與現有輪椅廠商合作降低生產成本,讓更多使用者的家屬能夠負擔,同時也節省人力。台北醫學大學生物醫學工程學系副教授林玨赫則建議,裝置能以使用者的需求為核心,針對個別使用者的殘存功能做設計,「像是對於舌頭功能比較好的患者,或許就可以用舌控裝置來推動輪椅。」
龍華科大改造通風球 以室內外溫差轉出電力
新知
第1769期
龍華科大改造通風球 以室內外溫差轉出電力
2022-10-26
【記者江昇綜合報導】「台灣是一個以火力發電為主的國家,但火力發電會有空氣汙染,也需要耗掉很多進口的燃料。」為追求環保、可自給自足的再生能源,龍華科技大學學生團隊研發「通風球液壓系統發電裝置」,希望以通風球的旋轉動力驅動發電機,達成自家用電、自家生產的理想。工業區的鐵皮屋為了散熱,常會在屋頂裝設數個通風球,透過室內、外的溫差及氣壓差,驅動主機球體旋轉,將熱氣從葉片縫隙排出,其過程不需消耗電力。團隊由此萌生發電裝置的靈感,「能不能增加一個再生能源(裝置),讓它在旋轉的同時,又可以發電?」團隊負責人、機械工程系學生劉耀全說明。透過與發電機連結,通風球能在保有散熱功能的同時,帶來額外的發電效益。此外,與傳統風力發電方式相比,該裝置無須依賴外部風力,當室內溫度高於室外即可穩定發電,對使用者也更加便利。原先團隊計畫替每一個通風球配置一台發電機,但若使用過多零件,生產和回收的過程都會對環境造成額外負擔,有違環保理念。於是,團隊便改以油壓管(註一)串聯各個通風球,將多個通風球的旋轉力量引導至同一處,藉此驅動油壓馬達發電。劉耀全自豪地說:「不管工廠有多大、有多少通風球,我們只要給它一台發電機就夠了。」註一:油壓系統可透過液壓油的壓力,控制機械裝置的施力大小與方向。不過,自動化企業負責人Jason(化名)認為,通風球發電裝置在節省電力支出方面的幫助有限,「台灣的電力費用相比國外是便宜的。風力發電最後還是要有穩定的風,另外儲電的電池也是一筆大錢。」Jason坦言,若非重視ESG(註二)企業責任,一般企業可能較無誘因裝設這項裝置。註二:ESG為三個英文單字的縮寫,分別代表環境保護(environment)、社會責任(social)和公司治理(governance)。為增加企業的使用意願,劉耀全希望藉由模組化設計,進一步降低製造成本,並提升其泛用性。指導老師蘇聖煌也表示,團隊現階段會先尋找願意試用該裝置的工廠,並積極參與各大科技博覽會,「如果反應不錯,就能一傳十、十傳百,把技術推廣出去。」期盼能將這項技術實際應用於工業區當中。
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。
真空封口機輕設計 改良漏氣笨重問題
新知
第1711期
真空封口機輕設計 改良漏氣笨重問題
2019-10-30
【記者張珮慈綜合報導】以真空方式包裝可隔絕空氣中細菌,防止食物變質、延長保存時間,但現有封口機較笨重,尚需連接電源方能使用。於是龍華科技大學化工與材料工程系學生張博勛、余柏均、邱柏維與周于濠發明「手持式真空封口機」,不受限封口角度與封口物大小且不用插電、能隨身攜帶。 平常保存袋裝食物的方式大都使用夾鏈袋或橡皮筋,但保存時間不長,且不易隔絕空氣中的細菌防止變質。 圖/張珮慈攝手持式真空封口機將真空與封口裝置設於機器上下兩端,操作簡易,如使用釘書機般壓著封口機,利用加熱絲,即一發熱元件,將袋子融為一體封口。而袋口最外側留約2.5公分的孔洞用於抽走空氣,裝置內以真空幫浦連接一條塑膠軟管,將袋口預留之孔洞平移至軟管口,抽至真空後再移回加熱絲下完成最後封口。 張博勛解釋,去年便已初步發明出此裝置,當時是以一根塑膠管插入未完全封口的袋中抽走空氣,再將管子抽出接著密封,但使用時只要包裝袋未完全貼合塑膠管,便會造成漏氣。為解決此問題,團隊經過多次改良後,才於今年研發出目前的真空封口機,並獲頒「2019甬台大學生創新創業交流賽」一等獎。 龍華科技大學化工與材料工程系學生張博勛、余柏均、邱柏維與周于濠發明「手持式真空封口機」,獲2019甬台大學生創新創業交流賽一等獎。 圖/張博勛提供現有的大型真空封口機使用時,須將包裝袋平整放置於加熱座上,確保封口線不起皺,因此應用上會受限於機器的大小與包裝袋開口的形狀,且操作時必須接上電源來驅動裝置,在沒有插座處即無法使用。而此裝置相較之下非常輕巧,其外觀設計如同釘書機般,長約3至4公分,「電源供應則以USB或無線充電至內部鋰電池,因此不需插電便可使用。」張博勛解釋說。 在外觀上,將真空封口機設計如同釘書機般,尺寸約為3到4公分,極易攜帶。 圖/張博勛提供張博勛說:「因團隊中成員有使用現行真空封口機的經驗,因此想試著發明更便於使用的裝置。」團隊由構想至做出成品,共耗費近一年的時間,其中歷經七次大小改良,除改善以軟管進行真空操作會漏氣的弊端,在封口處的加熱絲亦由一條增為兩條,可避免失誤且密封更加牢固。 由於團隊學生並非電機專業,指導教授宋大崙說:「研發過程困難的是,有些原理學生並不了解,必須從基礎開始學習。」例如如何使用焊槍來焊接電路、加熱絲的運用等,為了克服先備知識不足,他們於研發過程中不斷向電機工程系老師請益,在實際製作此裝置上下了極大功夫。 而團隊預計先了解此研發裝置在台灣市場的討論與接受度,並加以改良不足之處,期待未來能出口販售。民眾蔣嘉恩表示,現行真空封口機較笨重,此手持式裝置優勢在於好攜帶,但使用上還須取決電池續航力。「我平時不常使用,因此可能也沒有購買意願,但這項發明可應用在行李收納,對時常出國的人來說或許十分方便。」蔣嘉恩解釋說。
龍華科大推感應停車 E-Tag作業延宕惹議
校園
第1682期
龍華科大推感應停車 E-Tag作業延宕惹議
2018-10-04
【記者劉雨婷綜合報導】龍華科技大學學生9月25日在「靠北龍華」上發文,抱怨龍華科大這學期推動E-Tag管理機車停車,卻未在公告期限內完成金屬貼紙黏貼作業。資訊網路工程系學生阿偉(化名)認為,本次爭議在於學校資訊傳遞不夠確實,行政作業時程又太晚發布,學校更直接開放所有機車自由進出停車場,引起已繳交停車費同學不滿。龍華校方對此回應,黏貼期程延宕,主因是申請機車停車數量超乎預期。此外,為確保E-Tag貼紙能被感應,學校特地請廠商派專人為學生服務。由於人手不足,無法在預估時間內完成作業。目前已加強宣導,請尚未黏貼E-Tag的學生停在特定區域,便於廠商作業。校方強調,由於現行車位不足,導致過去使用一般停車證貼紙時,會出現沿用舊證、偽造貼紙等弊端,因此推行E-Tag管理仍有其必要性。 E-Tag是金屬感應式貼紙,工本費較一般停車證高,也須黏在特定位置好被感應。 圖/阿偉提供實際上,為管理龐大學生機車數量,使用E-Tag或其他科技系統管理校園停車事項,實為大專院校趨勢。高雄醫學大學從去年開始使用E-Tag,曾使用過一般貼紙停車證與E-Tag、高醫醫學社會學與社會工作學系的高凡璽分享,他認為E-Tag好處在於感應快速,讓警衛不用親自巡邏違停等雜務,節省人力資源,並可建置數位資訊,顯示停車位剩餘數量供學生參考。歸納採用E-Tag管理機車停車的國立中興大學、國立高雄師範大學、龍華科技大學、明新科技大學、開南大學等校之意見,普遍認為E-Tag能降低人力管理成本。數位化資訊可實質管控進出人車,降低機車遭竊或違停機會,又方便學生快速感應進出,保障學生停車權益。然而,E-Tag金屬感應貼紙工本費較高,可能導致學生額外負擔變大,且外在天氣會影響感應靈敏度,柵欄升降也需時間等待,利弊參半。阿偉表示,學校推行E-Tag應考量各校環境與行政制度的不同。由於龍華科大停車場位於一大陡坡上方,在排隊等待感應時並不安全。阿偉認為就地形而言,龍華科大並不十分適合E-Tag管理。國立中興大學因停車場只有單一出入口,又因在市區,辦活動時散場車輛龐大,導致E-Tag系統負荷不了而當機,因此在採用E-Tag管理一段時間後,又改回人力檢查制度。高凡璽也認為,雖然E-Tag方便,但建置時仍須考量學生需額外負擔費用。因此學校更應讓學生有發聲管道,才能讓停車制度達到最大功效。 校風應與學生多加溝通,才能讓機車停車管理制度效益最大化。 圖/阿偉提供
反射面塗料降溫 不燙手燈具延長使用壽命
新知
第1670期
反射面塗料降溫 不燙手燈具延長使用壽命
2017-12-20
【記者羅文妤綜合報導】龍華科技大學化工與材料工程學系師生於8日至10日參加「2017高雄KIDE國際發明暨設計展」,以創新「不燙手燈具」榮獲金獎及最佳工業設計獎。相對傳統燈泡溫度可高達攝氏100度,不燙手燈具表面的溫度僅有攝氏33度,除減少燙傷機會,也能延長燈具的壽命。一般鎢絲燈泡因反射面未經任何處理,導致光與熱容易聚焦在同一點上,造成燈罩溫度居高不下。燈罩在長期高溫下容易霧化,會影響照射範圍及亮度。團隊透過在反射面塗上高反射性奈米顆粒材料,讓光源散射後能有效降低整體溫度,再利用燈具外罩的透鏡重新聚集光源,使照明範圍更廣且減少死角。 應用於燈具反射面的高反射性奈米塗層,可解決傳統無鍍層燈罩高溫燙手的問題。 圖/陳昱佑提供團隊成員、化材系研究所學生陳昱佑表示,此次參展的示範作品是港口照明用的大路燈,較小型燈具更加頻繁使用,所以容易損壞。經改良後如需卸換燈座時,人員也不必費時等待燈具降溫。 團隊成員和廠商共同開發的燈罩實體,並於高雄國際發明暨設計展中向評審、觀眾展示。 圖/陳昱佑提供此項研發歷時兩年,團隊成員、化材系學生鄭竣庭提到,研發初期僅處理如何讓燈罩表面照射的更廣,後發現長時間照射使燈具十分燙手,所以結合兩項功能製作出不燙手燈具。目前團隊已申請專利,和廠商共同開發,成本也不比傳統燈具高昂,此項技術原理也可移植在其他各式燈具上,例如:車燈、工業用水銀燈、檯燈、日光燈。
首屆侍酒師盲飲競賽 餐酒搭配為獲勝關鍵
生活
第1607期
首屆侍酒師盲飲競賽 餐酒搭配為獲勝關鍵
焦點
2015-11-04
「第一屆全國青年侍酒師盲飲品評競賽」10月31日在台北西華飯店登場。 圖/趙安平攝【記者趙安平台北報導】如何能不看酒標,單憑觀察、嗅聞與品嚐,就能知道手上這杯酒的來歷呢?台灣亞洲葡萄酒學會主辦的「第一屆全國青年侍酒師盲飲品評競賽」10月31日在台北西華飯店登場,吸引全國18到30歲共78位青年好手參賽。選手須於20分鐘內「觀其色、聞其香、嚐其味」,辨別桌上四杯酒後作答。龍華科技大學觀光休閒系學生唐薇媛奪得總季軍,是大學生參賽者中成績最優秀的一位。參賽選手須於限定時間內,聚精會神體察酒的各種特性,或舉杯視其清澈度與色澤、或低頭嗅聞其香氣與礦石味,抑或是輕晃酒杯,察其濃度與酒痕,最後將酒滑入口中,細細品嚐其酸甜度及木桶味。藉由視覺、嗅覺、口感和風味評估,分別判斷兩支白酒與兩支紅酒的細節。現場裁判曾世豪認為:「喝出國家、年份不是重點,我們著重的是選手的分析能力與過程。酒的香氣表現、狀況分析才是評分的重點。」他也提到,選手對香氣描述的詞彙不夠熟悉,用字不精準,並期許選手能加強香氣細節的描述能力。評分裁判蕭希辰表示,選手在餐酒搭配建議的部分需著重邏輯,若能寫出菜餚名稱與風味,才是拿到高分的關鍵。裁判長、台灣亞洲葡萄酒學會理事長洪昌維在賽後講評時提到,選手普遍未能精準拿捏時間,往往花太多時間判斷白酒,導致在辨別更困難的紅酒時,因時間不足而失手。 選手在現場摩拳擦掌,等待鈴響以開始作答。 圖/趙安平攝此次贏得總季軍的唐薇媛今年4月參加「第三屆全國校際盃年輕侍酒師精英賽」總決賽時曾獲得個人組優勝的成績。唐薇媛認為,「侍酒師菁英賽」較著重侍酒服務,此次的盲飲競賽則考驗選手對葡萄酒的熟悉度,需花功夫去嘗試、熟記各種酒類的資訊,「將服務與品酒相互結合,就能成為一名優秀的侍酒師。」龍華科大觀光休閒系助理教授鍾涓涓帶領系上學生參賽,團隊獲得總季軍與紅酒組第一名的佳績。她說,本次選手一般對「建議搭配菜餚」較不熟悉,錯失些許分數。「若能增加臨場訓練,選手的表現就會更好。」她指出,侍酒師在台灣的起薪約莫是新台幣2萬8000元到3萬元不等,但若能加強英、法等外語能力,至新加坡、香港謀職,起薪則有新台幣6萬元以上。 龍華科技大學觀光休閒系助理教授鍾涓涓(中)、總季軍唐薇媛(左)與紅酒組第一名許伊禎(右)。 圖/趙安平攝隨著品酒文化在台灣日益興盛,侍酒師也成為台灣的新興職業之一。侍酒師一詞來自法文Sommelier,是昔日「為宮廷採購食物的官員」。受過專業葡萄酒或烈酒訓練的現代侍酒師負責餐廳裡的飲料服務,提供餐酒搭配建議並替顧客開瓶、醒酒、換瓶、倒酒,不僅要具備分析酒類的品質與風味類型的能力,更要負責選購、進貨與儲藏管理。台灣亞洲葡萄酒學會秘書長舒程表示,連續舉辦三年的「全國校際盃年輕侍酒師菁英賽」獲得廣大迴響;今年特別籌劃盲飲品評競賽,希望藉此推廣正確的品飲技巧,提升國內年輕侍酒師的專業能力。他說:「盲飲品評是一個健全侍酒師必備的能力,若台灣再不舉辦比賽,恐怕會遠遠落後鄰近的香港、新加坡等地。」舒程期許年輕選手繼續精進,技術成熟後能多到國外參賽,為台灣爭光。本次比賽也吸引來自日本、泰國、中國大陸等地的選手參賽,規模龐大。
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