
交換式電源供應器壽命預測(榮獲 2024 國家玉山獎)
電源供應器在工業常運用廣泛,為了得知剩餘使用壽命(Remaining Useful Life, RUL),透過暫態變化計算統計特徵,並透過機器學習技術訓練出一個回歸模型進行預測。
觀看影片國立聯合大學|材料與化學工程博士學位學程|博士
國立聯合大學|資訊工程學系|碩士
AI × IoT × 嵌入式 × 工業應用
在大學時進入資訊工程學系後開始撰寫網頁系統,學習了前端、後端、關聯式資料庫,為了存放網頁也就只好順便學習了伺服器架設與管理,為了讓外部瀏覽也就順便學習網路架構、防火牆設定。由於當時拜資訊及通訊技術所賜,物聯網開始蓬勃發展,所以也順便學習電子電路設計、數位邏輯、微控制器、嵌入式系統、韌體設計來結合之前所學的網頁系統做控制系統。後來因為想要讓作品更加精緻,所以學習了3D建模列印外殼、PCB layout將成果更加完整。後來因為機器學習的發展,學習了許多模型的訓練、設計及原理,包括特徵擷取、全連接層、卷積網路、長短期記憶等。不過這些都要感謝指導教授當初願意花錢買那些可能用不到的設備。
至於教育工作方面,博士及碩士期間曾在苗栗高商、苗栗高中、大同高中、聯合大學協助資訊課程;大學期間曾經在建功國小、頭屋國中、通霄自造教育及科技中心、彰師大協助執行能源教育計劃。不過大部分都不是出於自願的。
電源供應器在工業常運用廣泛,為了得知剩餘使用壽命(Remaining Useful Life, RUL),透過暫態變化計算統計特徵,並透過機器學習技術訓練出一個回歸模型進行預測。
觀看影片透過ESP32微控制器讀取慣性測量單元(Inertial Measurement Unit, IMU)中的資料,將六軸資料透過DMP(Digital Motion Processor)轉換至四元數(Quaternion)後並透過藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy, BLE)傳輸至電腦,並在Unity遊戲引擎中顯示。
觀看影片傳統的粉末冶金工廠的成型機的壓力表為七段顯示器,為了記錄壓力的變化使用傳統攝影機錄影,並即時使用傳統的演算法進行辨識數字,由於演算法時間複雜度極低,可以在嵌入式系統使用。
觀看影片建置一機構能夠利用形態學偵測出高速轉子中的裂縫,由樹莓派連接電子顯微鏡,每次取像後進行二值化與閉運算作為影像前處理,之後由霍夫轉換(Hough Transform)尋找影像中裂縫,最後用燈號顯示該樣本的好壞。
觀看影片藉由機器人搭配如同Scratch積木程式來學習程式邏輯,用簡單的方式引領學生入門,豎立正確邏輯觀念,當孩子的程式啟蒙老師,在心中埋下種子,等待未來踏入相關領域,得以加利用所學,更快成長茁壯。
使用長波紅外線(Longwave Infrared, LWIR)鏡頭取得Y16之影像格式資料,即可得到物體表面輻射,將人體皮膚發射率及人臉距離納入校正模型,若手拿咖啡等熱源也不影響測量體溫,能夠判斷體溫是否超過閾值,進而發出語音提醒。
使用支援UCV(USB video class)協定之可見光鏡頭取像後,使用物件偵測演算法SSD(Single Shot MultiBox Detector)偵測出有帶口罩之人臉,與two stage演算法相比時間複雜度低許多,更適合用在即時運算上。
該系統能夠透過網頁得知太陽能板發電狀態,並且控制負載輸出。透過最大功率點追蹤(Maximum power point tracking, MPPT)控制器上的RS485進行通訊,由於太陽能場域較大通常在無網路環境,故透過LoRa(Long Range)將訊號傳輸至有網路的場域後上傳。
智慧鏡可以透過臉部辨識進行身分驗證,根據個人的喜好顯示相關訊息,每次都會將驗證成功的圖片加入樣本中,讓準確率隨者使用次數提升,這些圖片也會進行臉部表情辨識,了解家庭成員情緒狀況,也包含發聲裝置閱讀新聞。
每塊模組上都有Microchip的PIC系列MCU,能夠接收UART傳送來的資料,經過處理後做出相對應動作,再把剩下的資料傳給下一個模組,每塊模組可視為資料中繼站,故理論上能夠無限延伸,可應用在控制設備數量較多的情境。
該系統能夠讓醫院不必人工確認病患所在位置,透過掃描病患手環上的條碼來登記病患目前所在位置,其他位置的醫護人員也可以隨時了解病患狀態,醫生可以用手機接收推播訊息判斷是否需要進手術房。
該系統可以讓用戶使用手機得知空氣品質狀態,並且畫出折線圖供用戶參考,硬體使用esp8366微控制器,使用UART協定與感測器進行通訊,將收到的數值解碼後使用MQTT協定上傳至伺服器,終端裝置訂閱該主題即可收到資料。
觀看影片藉由可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)來操控球場燈光,學生預借場地後,刷學生證後即亮起該場地燈光,伺服器後端透過永宏標準通訊協定來控制PLC腳位的邏輯狀態,PLC會連接到繼電器,繼電器即連接球場燈光系統,能夠控制燈泡的通路與斷路。
該裝置能夠透過esp8266對土壤溼度感測模組通電,透過回傳的電壓來判斷土壤濕度,使用者可以在手機上看到濕度的歷史數據,可以判斷是否需要給植物澆水。
此系統能夠讓參加研討會的人線上報名、上傳論文、下載發表證明與收錄證明、上傳繳費收據、設定收據抬頭及統編;而管理員可以統整匯出發表論文題目、作者等資料。以往的研討會行政人員都要人工彙整資料、製作收錄證明與發表證明、製作論文集隨身碟,而這套系統都可以自動產生,節省不少人力及金錢。
此系統能夠讓以往用紙本管理的健身房會員能夠用網頁紀錄,可以知道該學期的會員數量並計算收入、以及每個健身房使用人次、會員使用健身房的紀錄。也會產生紙本健身房證件提供列印,讓會員可以直接刷證件判定會員資格是否有效,減少人力資源。