自行車模擬實境訓練平台

金戈鐵騎

目前在市面上發售的自行車訓練台或是飛輪車，大多都是以直線前進訓練踩踏肌耐力為主。將一般的自行車放置於上面進行練習，或是直接鎖定於訓練台之上作為固定練習的平台(飛輪車)，都是目前自行車愛好者在室內控制訓練環境與時間、提昇訓練效率、健身、事前模擬騎行路況的最佳選擇，也因此在市場上擁有逐年成長的銷售。 而自行車訓練台型態大多為一體式，操控方式也僅能調整阻力，在騎乘上較無真實感。如果要模擬爬坡及衝刺動作的話，還要以自身的姿勢去做改變，在固定的基座上無法如同真實騎乘時車體的自然律動，使用上既不真實也不好操控，因此若能改善枯燥乏味的一般訓練台，並使用以極低的成本與硬體運算資源，結合虛擬實境軟體及動態體感裝置，讓訓練平台變得更加真實有趣方便。 本作品設計一套自行車模擬實境訓練平台，其內容包含前輪升降裝置、後輪阻力控制裝置、輪速感測裝置和整合街景服務之虛擬實境視覺介面，可真實呈現自行車在戶外騎乘的情況，改善在於室內訓練時的枯燥感。本作品透過輪速感測裝置偵測自行車的輪速，利用可調式電位計偵測自行車龍頭旋轉角度，藉以控制視覺介面上的自行車行徑速率及轉彎路線。本系統依照模擬場景之道路參數控制直流馬達調整前輪升降角度與調整後輪滾軸磁阻，藉以模擬道路升降坡時車體仰角與踩踏阻力變化的情形，達成真實還原戶外道路騎乘狀態。本系統也可與Google Map街景服務連結，在室內訓練時選擇預騎乘的路線即可進行實地模擬騎行。 本系統可以輕易安裝大部分市售的自行車，提供騎乘者在室內進行訓練時有更佳的騎乘體驗，除了不需格外注意戶外天氣變化、交通號誌及路況，還能享受行遍世界各地的體感樂趣。

空「屋」

益建士隊

創作主題: 空屋(Clean House,CH) 實用功能描述: 隨著產業發展，空氣品質惡劣成為人類面臨的一大考驗，PM2.5可說是名聲遠播無人不知。面對日益嚴重的空氣汙染問題，設置一台可以即時偵測室內外空氣污染的主機，並且採用無線模組來做為傳輸的媒介，結合綠能、物聯網的技術，將即時資料傳送至雲端及行動裝置並提醒使用者維護自身健康，經由主機所收集到數據自動判斷是否開啟空氣清淨機以延長濾心壽命減少廢棄物產生，空氣清淨機更搭載定時紫外線殺菌、負離子、陶瓷加熱器，建立模組化的遠端開關設計，整合抽氣式綠牆抽氣系統及自動植物水分控管，有效降低普通過濾設備無法處理的二氧化碳濃度。開發APP更方便操作，手機上也可以隨時更改成手動或自動模式，只要有網路就能進行操作，當然主機也會回傳操作程序給使用者，以便判讀是否有完成操作程序。 作品與市場相關產品差異: 作品用最直接的方式將室內外的空氣中PM2.5做比較，有時人類活動室內空氣反而比室外空氣差，就不需要開啟空氣清淨機，只需將室內空氣與室外空氣做交換，並使用主動抽氣式綠牆減低二氧化碳並可移除懸浮微粒(PM10)，除了能夠增加濾網壽命更能減少廢棄物的產生，市面上活性碳濾網跟HEPA大多都是不能清洗，需要直接更換，此作品長期使用更有利於消費者節省荷包。使用久當然會有孳生病原體的疑慮，此作品會定時使用紫外線對濾網殺菌，確保肉眼不可見的病原體不影響人身健康。 未來展望: 此空氣清淨設備透過物聯網將數據上傳至手機且能夠將數據轉成Excel給各個學術單位參考，當我們的作品安裝數量夠多時，就可利用大數據結合GPS、風力線，檢視台灣空氣品質現況，可用來預測PM2.5懸浮微粒移動方向，提早關窗預防，避免室內空氣遭受汙染，影響人體健康。 在講堂或者是教室，往往會因為二氧化碳濃度過高，造成大家精神狀況不佳，我們在未來發想上會再搭配CO2感測器，並且使用主動式抽氣式綠牆來改善這類問題。 在新聞上常常看到因為火災造成悲劇，為了防止這類的事情發生，利用原本模組，增加GPS模組，並且感應到溫度異常時自動發送地址與通報給消防局或警察局，並且裝設有連接網路的滅火系統，讓居家更安全。

HoloPro

HoloPro

作品簡介 目前的3D全息投影(3D Hologram)技術，利用簡單、可自製的塑膠片投影幕，配合經過特殊處理過後可四面播放的照片或影片，就能夠製造出裸視3D的效果。本作品以解決產生全息投影照片與影片的問題為目標，希望讓一般使用者也可以簡單製造出同樣的全息投影影片，讓3D全息投影技術可以更普遍地運用在生活當中。 利用程式將素材影片的處理過程自動化，只要在平常的生活環境中，利用簡單的設備以及手機，錄製一支目標物體旋轉的影片並上傳到伺服器，伺服器就會自動將影片進行處理，變成可以下載到手機的全息投影影片。 系統功能簡介 使用者在拍攝環境中，利用旋轉盤錄下3-5秒的物品自轉影片， 並上傳到FTP Server後即會自動運行python程式，捕捉物體的完整邊緣，為影片進行去背。去背完成的影片儲存於Server上，可供使用者於手機端下載，再透過手機上的APP，便可產生四個方向的全息投影圖。投影布幕部分加裝樹莓派，利用手勢的特徵下達指令讓觀看者在觀看時有更好的體驗，例如在停止的情況下轉動投影畫面來看物件各個部位的詳細狀況、切換播放影片、調整亮度等。 系統特色 本作品旨在達成3D全息投影過程的自動化，包含素材影片的自動化去背、以及全息圖產生與播放的過程，進而結合樹莓派的應用，透過樹莓派上的鏡頭進行手勢偵測，讓使用者能體感控制投影影像。 願景 在這個人手一台手機的時代，能夠使用手機簡單實現的全息圖投影無疑有著巨大的潛力，我們希望能夠藉由降低全息圖製作門檻，賦予其更高的價值。 有鑑於其全息圖的產生都是由專業人士經多道手續之後產生之影片，因此目前如果想要使用全息投影的使用者，只能透過搜尋網路上的現有資源，我們希望可以將拍攝全息圖的手續降到最低，讓所有使用者可以透過簡單的環境產生自己想要的全息投影影像。我們希望使用者能夠使用手機錄下物品影片之後直接產生全息圖，全息圖從製作到投影都在手機上完成，讓一般民眾也能夠在生活中使用自己的全息圖。

吉他教具

吉他男孩

許多人在決定學習吉他後，多半選擇依靠網路自學，雖然能夠省去學費的困擾，但自學往往會遇到看不懂和弦或是想跳過基礎練習等問題，導致在後面的學習上容易遇到挫折，最後放棄學習。 但如果能把常用的基礎和弦整理起來，透過直接顯示在吉他上的方式，就能夠讓使用者更直覺的學習，馬上就知道該按哪，簡單、直覺也讓新手們快速上手，讓他們在最短的時間那學會和弦，增加信心進而更有興趣。 於是我們決定在吉他上加裝LED矩陣，透過手機藍芽連線，使LED矩陣顯示和弦按法，讓使用者能夠更直覺的按壓和弦。 而在APP中的＂和弦練習＂功能收集了24個常用和弦，方便新手學習和弦，省去書本翻閱以及解決看不懂和弦的問題，使用者在和弦熟練度提升後，也能使用APP中的＂歌曲練習＂功能，讓使用者能夠透過歌曲練習的方式，再將所學和弦的按法做更進一步的運用練習，而在＂歌曲練習＂功能中也能依據使用者的程度來做速度的改變或是歌曲進度的選擇，讓使用者的學習能夠依據自己的需要做調整。 我們希望透過這樣的動態提示的方式，讓新手們在學習吉他時可以不用再透過黑白格子的和弦表來學習和弦，而是透過我們LED動態提示的方式來學習和弦；也希望能夠透過，和弦練習到歌曲練習，這樣循序漸進的學習方式，以及更加直覺的和弦顯示方式，讓使用者能夠更有更有效率來學習吉他。

VR虛擬實境騎馬復健系統

VR虛擬實境騎馬復健

　　本作品由屏東國仁醫院復健科醫生指導並提供相關醫療知識，國外在馬術治療推廣方面已有一定成果，尤其以德國最為著名，而馬術治療的研究以腦性麻痺患者為受試者的報告為主。據研究指出馬術治療對腦性麻痺患者的肌力、關節活動度以及平衡感等等有顯著之療效，不過台灣因場地限制、專業人士不足以及療程所需的高額費用，導致馬術復健較不盛行，再加上真馬即使經過嚴格的篩選、訓練，仍會存在些許不穩定的危險因素。 　　而本作品是以騎馬機替代真馬進行復健療程，騎馬機不僅能讓患者在復健過程中更加安全、穩定，我們為此與國仁醫院復健科醫生群討論，並設計三種最接近真馬走路時的頻率，讓治療師可依據患者的狀況隨時調整復健強度，患者家屬也不需隨時保護左右。如此一來，除了可以解決場地稀缺及專業人士的不足，且因一台騎馬機可提供多人使用，復健費用能夠大幅降低，後續的維護及複製推廣也較為容易。 　　為了解決復健過程可能會讓患者感到枯燥乏味的問題，本作品結合VR虛擬實境與360度環景之技術，將世界各地著名的建築地標模型製作成虛擬場景，並實際拍攝屏東琉璃吊橋、墾丁龍磐公園以及恆春古城等環景影片結合至作品之中，不僅能讓患者接觸可能平時不易到達的地點，也能藉由裡面的小遊戲與患者進行互動，增加患者願意回診、持續進行復健的意願。

虛實整合自行車隨騎

騎遊世界

我們提出基於物聯網(Internet of Things, IoT)技術之虛實整合自行車隨騎(Cyber-Physical Ubiquitous Cycling, CPUC)解決方案。能夠讓騎乘者使用智慧型手機，透過街景和VR達成環遊世界的體驗。在街景模式中，騎乘者可以選擇世界上任何喜好的地方，指定起始位置和目標位置來規劃出一條獨一無二的騎乘路徑。此外，騎乘者可以直接選擇一條推薦的自行車騎乘路徑來遊覽著名地標。在VR模式中，騎乘者可以選擇特定的騎乘路徑，其VR影片是由其他騎乘者分享或專業團隊拍攝而來，然後戴上置入手機之頭戴式裝置以360度互動視角享受VR 畫面的沉浸式騎乘。值得一提的是透過所提出的CPUC解決方案，可以讓使用者自由選擇任何騎乘的區域，包括行人專用或車輛禁止的地方都可以通過虛實整合騎乘來遊歷。就目前所知，CPUC是第一個解放時空限制的沉浸式騎乘系統，能夠通過所設計Fuzzy Control機制實現以更順暢與更靈敏的方式更新街景/VR騎乘畫面。除此之外，我們實作出基於Android智慧型手機和Arduino開發板的CPUC雛型系統，進一步驗證所提出解決方案的可行性和效能表現。實驗結果顯示我們所設計的Fuzzy Control機制優於Non-Fuzzy Control方法，能夠更順暢與更靈敏地更新街景/VR騎乘畫面。

索爾的風暴毀滅者

想不到名字可以這樣取

這項作品利用了 Unity3D 開發環境來設計遊戲，此遊戲是以電影復仇者聯盟為主題作為設計，並與我們設計的 tracker 結合製作成一款殺敵遊戲。 只有一種功能，但我們在Stormbreaker上加入其他sensor讓此握把對使用者有少許的反饋效果，並且將功能設計的接近真實體驗，讓使用者在虛擬實境中遊玩時就像在真實世界還能體驗到電影情節，即時的視覺及 觸覺功能，能夠更加融入遊戲當中。此作品由電腦遊戲及多功能手把結合而成，手把能夠提供低周波電擊來模擬 類似電流通過手觸感。另外手把中的電磁閥能夠給予在畫面中斧頭所做出的打擊之相應的模擬回饋。本系統適合學生族群以上，是以娛樂為主的體感裝置，也可以應用在VIVE Land等大型娛樂產 業等等。 1. 理論基礎以電影復仇者聯盟裡的一位主角-雷神的武器風暴毀滅者為造型，藉此可以體驗電影內容，再加入我們設計的遊戲介面還有其他的體感裝置，更能 深入電影的角色之中。 2. 我們的理念是想要讓VR不在只是限於畫面中，而是可以真的觸摸到實體。用這個理念結合VR虛擬實境，能在遊戲中真實的握到實體。我們將課程所製作的作品加上VIVE套件做開發。將tracker安置在我們所製作的特殊造型把，透過攝影機感知物件的方位模擬電影中的畫面，並且適時的給予手把反饋，讓使用者有身歷其境的感覺。

水下VR實境互動系統

水下世界

(一) 本計畫將開發9D的動感VR蛋型椅，蛋型椅以VR技術為核心，利用雞蛋型的9D動感座椅(故稱「蛋型椅」)，再搭配VR眼鏡，利用座椅搖動、環繞音效，將視覺、聽覺、觸覺融為一體，模仿遊樂場的設施，如雲霄飛車、自由落體等，或是一些較無法實際體驗的旅程。 本計畫將模擬潛水艇在海底行進的互動遊戲，水下拍攝海洋中保育類的大海龜或各種魚類之360度環景影片，讓體驗者看到海底世界的漂亮，並加上虛擬3D海洋生物進行互動，利用座椅搖動使體驗者體驗潛水艇在水中行進的真實感，進而學習到保護海洋的重要。 (二) 現在VR大部分都是陸地上面的體驗，極少數是做水下的，為了讓我們的動畫及體感更真實，我們特別到水下實際拍攝體驗，水下的的拍攝也特別難處理，因為水下無法透過高頻波及時將畫面回傳地面，導致無法指揮拍攝者，我們的影片也只能用來比對動畫，盡可能讓我們的動畫、體感更為真實。且在VR產業中也很少有大型的VR設備，透過國外的大型設備進行開發。 (三) 臺灣，是一個四面環海的島國，幾乎每個縣都有接觸到海洋，台灣的海洋環境充滿著多樣性，擁有如此高量及豐富物種的海洋生物類群，這麼珍貴的海洋資源卻在人類的污染及不當的捕撈下日漸殆盡，已經有許多以前常見的物種已經消失在海岸線之間，若能利用攝影機好好的紀錄這些珍貴的物種，如此我們將開發這款遊戲，讓體驗者學習到保護海洋的重要性。

台灣原住民VR生活館

賽德克

本專題針對虛擬實境(VR, Virtual Reality）技術為基礎，實作結合高中歷史臺灣原住民單元的互動式虛擬實境學習平台-「臺灣原住民 VR 生活館」 ，從原住民教材內容與系統開發實作進行規劃與研究。VR 技術的運用相當廣泛，除了可以用來當作遊戲互動設計外，也可以應用在實務教學上，讓老師上課時不再單調無趣，也能讓學生提升學習動機與興趣！ 本專題所規劃的「臺灣原住民 VR 生活館」，與高中歷史課程的第一冊第一章第二節教材內容做結合，由台灣原住民族文化作為背景，並以台灣三大族(排灣族、阿美族、泰雅族)為核心來介紹，將課本上的內容與知識，轉為虛擬實境互動學習內容。我們將系統設計為老師透過操作VR設備(Oculus Go)，透過互動式選單進行原住民教學內容的解說與指導，而學生則使用VR眼鏡(Cardboard)參與課程，隨著老師的解說進行虛擬實境畫面的導覽。 老師進入VR系統後可以導引學生探索臺灣原住民的生活，透過搖桿的操作從觀看台灣的樣貌開始，認識不同地理位置的原住民分布，同時利用地圖的互動效果加深學生的印象。教師點選文化特色博物館，進入導覽參觀，參觀內容包含不同族群的特色文物，如陶壺、雕刻、圖騰等等。教師點選參觀文化建築，則將切換至建築屋內，參觀建築物內的環境與特色文物。在教學結束時，教師能開放小遊戲讓各位學生體驗，學生使用Cardboard的按鈕與視線進行射擊小遊戲。

捷「報」頻傳

捷「報」頻傳

現今社會對於口語表達的能力越來越重視，無論是上台報告、演講或公司例會等，皆須透過報告闡述自己的想法及論點。因此，本團隊開發「捷報頻傳」系統中「出頭露面」、「扶搖直上」、「字字珠璣」、「溫故知新」及「知己知彼」功能，希望藉由訓練讓報告者可在有限的時間內，將報告內容條列式整理並講述給聆聽者，且台風表現也可完美展現。本系統運用Haar分類器技術抓取臉部的特徵點，辨識出報告者是否背向觀眾或評審，並使用深度學習技術偵測人體，且運用演算法計算出人體左右移動的距離，確認演講者的站姿端正並無左右搖晃，如有以上情形將會立即提醒使用者。本系統也提供錄製影音和計時的功能，讓報告者能重複檢視自己的回答內容及畫面，並抽取錄製影片中的音檔，利用回饋式深度學習技術語音轉為文字(LSTM)，並將文字轉換為文字檔，最後顯示結果於介面供報告者檢視報告的內容。另外，系統也會把每次的練習紀錄留存下來以提供使用者重複檢視，並顯示專業報告影片供使用者查看，藉由觀摩專業人士報告實例學習良好報告技巧。此外，使用者可將自己的報告影片上傳至本系統內的公開交流平台，讓其他使用者在觀看過後可以提供意見給上傳者，以此得到更多元的意見。希望藉由本系統讓報告者成為一個無論在任何環境下皆能掌控時間、擁有良好台風和內容充實的專業報告者。