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(上圖) 國研院儀科中心結合宇傑真空科技公司以及明志科技大學,開發將氮化鎵薄膜成長於矽基板之「二硼化鋯(ZrB2)緩衝層製程技術與設備」,可降低LED製程成本達30%,並延長LED使用壽命25%。

由國家實驗研究院儀器科技研究中心(簡稱儀科中心)主辦的「第6屆i-ONE國際儀器科技創新獎」,獲獎名單正式揭曉,由蘭陽女中及台灣大學團隊分別拿下中學組與專上組首獎。

(上圖) 第6屆 i-ONE 國際儀器科技創新獎中學組首獎,左起:Dr. J. Max Cortner、得獎人代表蘭陽女中團隊游子萱、譚寧、吳采庭。

本屆活動分中學組與專上組進行競賽。中學組由蘭陽女中團隊以「地震偵測暨防災應變模組」奪得首獎殊榮,旗山農工團隊的「創新架構之空氣品質監控系統」、達人女中國中部與大直高中國中部團隊的「可攜式液體鑑定儀」作品並列三獎,佳作則頒發給左營國中團隊的「遇見微型化學-改良製造二氧化碳的器材」作品。

(上圖) 第6屆 i-ONE 國際儀器科技創新獎專上組首獎,左起:Dr. Reza Zoughi、得獎人代表台灣大學團隊楊宇華、曾桓鈺。

專上組則由台灣大學團隊以「對隨機疊放工件之自動三維偵測辨識與檢測高智能化系統的研發」獲得首獎,南臺科大陳泓錡的「具五軸量測功能之可攜式微型三次元量測儀的研製」獲得二獎,中央大學團隊以「同時擷取二維萬點之頻譜量測儀」獲得第三名,中興大學與彰化師範大學團隊的「機械手臂精度量測之光學檢測系統開發」、臺灣海洋大學團隊的「微型鑽針芯厚之創新型快速暨精密光學量測自動化系統」皆獲得佳作獎。

儀科中心設置「i-ONE國際儀器科技創新獎」,選拔表揚國內外各中學與大專院校所創作之儀器技術作品。由國內產學界專家學者組成評選委員會,針對「創意性」、「學理性」及「可運用性」,經由初選、決選與現場評選三階段評比選出得獎者。本屆參賽作品水準極高,競爭角逐相當激烈,對於得獎者的肯定可謂是實至名歸。值得注意的是,以往獎項多數由研究型大學所囊括的情形,在本屆選拔中呈現了不一樣的態勢,本屆專上組二獎以及中學組三獎由技職體系的南臺科大與旗山農工獲獎,展現了我國技職體系素質與人才競爭力的提升。

本屆頒獎典禮特別邀請國際電機電子工程師學會(IEEE)儀器工程與量測科技支會(Instrumentation and Measurement Society, IMS)主席Reza Zoughi教授、IMS研討會主席J. Max Cortner教授以及i-ONE評選委員會召集人吳健雄基金會執行長林明瑞教授等貴賓與會頒獎。儀科中心主任葉哲良表示:國研院儀科中心為我國科技發展的技術先驅,有責為我國產學研界做出最大貢獻,每年舉辦「i-ONE國際儀器科技創新獎」,希望鼓勵年輕學子運用基礎科研知識,激發創意構想,為我國科技發展向下扎根。

 

【第6屆i-ONE 國際儀器科技創新獎得獎作品說明】

中學組第一名:地震偵測暨防災應變模組

得獎人:游子萱、譚寧、吳采庭、游子萱(同名)、葉怡君(國立蘭陽女子高級中學)

本模組利用智慧手機當振動偵測器,當地震過大,可以發出警報,或對電力或流體管路設施進行開/閉控制,減少地震造成的損害。其工作原理如下:
1. 利用智慧手機內建之振動感測器,當作地震波偵測器。
2. 偵測器測得震波後可及時透過無線網路傳送至電腦主機。
3. 電腦主機可同時監控多個手機所測得震波,並即時呈現於監控螢幕上。
4. 當地震波強度達到主機之設定值時,可自動發送訊號至控制板。
5. 控制板依地震訊號之強度,可以自動進行發出地震警報聲、即時斷電、中斷瓦斯或油料管路等防災動作。


 

中學組第三名:可攜式液體鑑定儀

得獎人:徐悠、王靖曈(達人女子高級中學國中部/台北市立大直高級中學國中部)

「可攜式液體鑑定儀」是利用不同的液體受敲擊後所發出的聲音不同,以此原理來鑑定液體的身份,且成功的製作了輕巧的「可攜式液體鑑定儀」,得以在不必開瓶的狀態下辨識出假酒、假油等各類液體。這是一種全新的液體鑑定法,方法及設備簡單,鑑別效果強大。未來液體鑑定儀還會不斷改良與演進,從第一代、第二代到第三代,希望能做出更實用且輕便易攜帶的液體鑑定儀器,解決魚目混珠的問題。


 

中學組第三名:創新架構之空氣品質監控系統

得獎人:吳海若、巫修全、胡暄禾(國立旗山高級農工職業學校)

本系統主要目的是實作一個空氣品質監控系統,並由一般的瀏覽器瀏覽網頁執行監控目的。將來希望進一步結合Webcam,撰寫程式做影像辨認用以判斷是否有外物侵入,並進行溫度、濕度、一氧化碳及二氧化碳濃度且配合資料庫 (SQLite) 記錄相關資料等功能,更可達成智慧監控之功能。本系統是利用 Raspberry PI 架設網站並利用其內建的GPIO (General Purpose Input Output) 或是串列介面,讓使用者直接控制硬體,搭配Python 可以撰寫更多程式,舉凡影像處理、資料庫等等程式,如此一來便可以達成空氣品質監控系統。


 

中學組佳作:遇見微型化學-改良製造二氧化碳的器材

得獎人:張以幸、柳為郡(高雄市立左營國中)

利用碳酸鈣遇到酸會產生二氧化碳的原理,把傳統實驗器材改成廢物利用的材料,以氣球或寶特瓶取代錐形瓶,以瓶蓋、塑膠管、止逆閥、針筒取代薊頭漏斗,反應物之一的大理石改為棉製藥材袋及粉筆灰,而另一反應物1M鹽酸則改為清潔劑鹽酸,組裝後就能更迅速地製造出二氧化碳。


 

專上組第一名:對隨機疊放工件之自動三維偵測辨識與檢測高智能化系統的研發

得獎人:楊宇華、阮泰宏、梁景文、黎孟忠、曾桓鈺(國立台灣大學)

本系統分為兩個光學非接觸式探頭與點雲輪廓姿態判斷演算法兩部分,第一部分為創新式探頭系統之設計與製作,分別投射雷射光斑及條紋結構光於工件上,以數位影像關聯法及相移法計算量測的深度。第二部分則是散亂堆疊物件之點雲輪廓姿態偵測辨識與夾取件瑕疵檢測演算法,先將深度資訊轉換為點雲資料,依序執行即時三維點雲之物件分割、偵測與辨識,由機械手臂夾取至結合絕對深度及相對深度的精密光學探頭執行瑕疵檢測 。


 

專上組第二名:具五軸量測功能之可攜式微型三次元量測儀的研製

得獎人:陳泓錡(南臺科技大學)

本作品目的為開發ㄧ低成本、具高精度、低觸力與五軸量測功能之可攜式微型三次元量測儀。在機台部分,採用拱型固定式橋架結構,將機台結構誤差降至最低。在量測方面,設計一掃描量測探頭,針對所選擇特定接觸力來設計微細樑相關尺寸,達成整體三自由度之特色。光路設計選用雷射二極體與PSD做為感測元件使用,採用伺服馬達驅動掃描量測探頭之AC軸,可達到獨立量測,使動態誤差降到最小,與三軸定位平台做座標定位,便能達到複雜曲面之量測。


 

專上組第三名:同時擷取二維萬點之頻譜量測儀

得獎人:樂明、陳宇恆、林芸萱(國立中央大學)

本儀器係利用相機捕捉光源在空間中的頻譜分布。其關鍵零組件在於佈滿黑色孔洞陣列之屏幕與Grating 。光源發出的光線經過佈滿黑色孔洞陣列屏幕產生許多光束,這些光束經過裝置於相機前方的 Grating 形成頻譜,並用相機一次捕捉影像,再進行餘弦三次方定理、餘弦四次方定理修正、灰階值與能量轉換、頻譜校正和屏幕暈影效應 (Vignetting) 修正,就可得到該光源之空間頻譜分布。


 

專上組佳作:機械手臂精度量測之光學檢測系統開發

得獎人:吳浩楷、李冠緯、陳峻涵、吳重諭(國立中興大學/國立彰化師範大學)

本系統為全面針對機械手臂關節軸精度所開發之光學量測系統,用其取代一般市面光干涉式量測系統。系統分為兩部分:
1. 關節軸重複精度檢測系統。
2. 關節軸角度定位檢測系統。
(1)重複精度檢測系統之探頭是使用兩組雷射二極體與兩組二維光位置感測器量測玻璃球透鏡在三維空間中的座標訊息,將玻璃球透鏡裝置於機械手臂末端點即可量測機械手臂重複精度。
(2)角度定位檢測系統之探頭是使用一顆雷射二極體與一顆一維光位置感測器,藉由反射鏡傳遞雷射光至感測器面上藉此量測機械手臂之角度偏差量。


 

專上組佳作:微型鑽針芯厚之創新型快速暨精密光學量測自動化系統

得獎人:巫建宏、邱正宇、王弘毅、粘擎(國立臺灣海洋大學)

本作品的硬體主要包含一光學測微計、一迴轉運動平台、一線性運動平台、ㄧ迴轉主軸夾頭、一機器視覺模組及一個人電腦。本作品藉由LabVIEW圖控軟體整合上述硬體,以執行微型鑽針芯厚的自動化量測程序。自動化量測的流程主要是藉由線性運動平台與機器視覺模組的搭配,以進行待測鑽針的定位程序與螺旋角測定程序,然後透過迴轉運動平台帶動光學測微計旋轉至一特定角度,再透過迴轉主軸夾頭帶動待測鑽針進行等速旋轉,並使光學測微計同步量測待測鑽針的截面寬度值與間距量,最後藉由光學測微計所測得的相關數據進行計算以獲得待測鑽針的截面芯厚值。