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動態異常區域分析

隨著檢測儀器與偵測技術進步，現今研究人員可收集到諸多隨時間變化的空 間資料，例如各地空氣汙染濃度的變化、極端溫度的改變、晶圓平面上異常電氣 特性的分佈等，皆隸屬於時空型態資料。時空型態資料複雜度高，發生異常的區 域位置、範圍大小往往隨時間改變。有效鑑別動態異常區域在諸多應用領域極為 重要，可協助研究人員分析異常現象。本論文以多維主成份分析（Multiway Principal Component Analysis, MPCA）技術為基礎，提出鑑別平均值改變之異常時空型態資料之方法，並以K-means 分群演算法將具有相同特徵的資料分群，並以T-test 檢定各群平均值是否正常或偏移，進而判斷平面資料發生異常的時間點，並確定其異常範圍，達到鑑別動態異常區域目的。藉由模擬分析顯示，本論文之鑑別效果較單點檢測精準度高，文末以本論文所提之鑑別方法分析新墨西哥州男性甲狀腺癌異常發病率之動態區域變化。

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探討Kinect丟球體感遊戲之參數設計對上肢動作表現之研究

日常生活中許多動作必須透過上肢抬舉及伸展來執行動作，長期下來使用不當或姿勢不良，容易造成上肢肩關節痠痛，透過復健方式來治療上肢損傷，增加上肢動作和肌力訓練但是傳統的治療方式無趣冗長，且看不到自己本身動作姿勢是否正確，然而，Kinect的發展方便、成本低的3D人體運動捕捉系統，讓使用者自然地、方便地操作虛擬環境的角色進行身體運動，也使復健醫師可以了解病患復健過程中的成效，並加入遊戲元素於虛擬場景中，增加復健療程中的有趣性。因此，本研究發展出一套於虛擬場景中的角色(Avatar)結合Kinect動作捕捉上肢丟球動作，探討有/無虛擬替身、視覺角度(0°、22.5°)及目標物距離(3公尺、5公尺)不同參數設計下，對於上肢動作表現的影響；以及實際丟球環境與Kinect丟球場景，於不同環境下，對於上肢動作表現的影響。結果顯示，肩關節伸展/屈曲受到無虛擬替身、0°視覺角度影響；肩關節內轉/外轉受到無虛擬替身影響；肩關節內收/外展受到有虛擬替身、目標物距離3公尺影響；肘關節伸展/屈曲受到有虛擬替身、0°視覺角度、目標物距離3公尺影響。實際丟球環境中，目標物距離5公尺對肩關節伸展/屈曲、關節內轉/外轉角度變化有影響。實際丟球環境與kinect丟球環境於目標物距離3公尺，於kinect丟球環境對肩關節伸展/屈曲、關節伸展/屈曲角度變化有影響，而目標物距離5公尺，則是實際丟球環境對肩關節伸展/屈曲、關節內轉/外轉角度變化有影響。

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探討Kinect單腳站立訓練體感遊戲之人形框參數設計對高齡者平衡控制表現之研究

近年來，隨著醫療科技已開發國家皆漸漸進入高齡化社會，跌倒是造成台灣地區高齡者因事故死亡的第二大原因，然而造成高齡者跌倒的最主要因素為平衡控制能力退化，因此若能有好的平衡控制訓練方式，除了能提升個人的平衡能力外還能夠預防跌倒發生所帶來的嚴重後果。過去已有應用虛擬實境(Virtual reality；VR)與體感遊戲在輔助訓練平衡之研究並針對單腳站立人形框參數設計做探討，然而過去使用Animazoo動作捕捉器設備其價格過於昂貴一般人難以取得且需要耗費一段時間在做軟體設定工作；再者，評估方法，僅蒐集人形框與人模碰撞次數做為平衡控制數據，此方式無法表示受測者在不同人形框參數下之身體搖晃程度，另外實驗之受測者皆為年輕人無考慮不同平衡控制退化高齡者。 本研究以Kinect體感捕捉器為基礎發展平衡訓練體感遊戲場景，目的比較在不同訓練場景下，健康年輕人與高齡者進行平衡控制訓練時有何影響，以及不同平衡控制退化程度之高齡受測者在增加訓練次數後，平衡控制表現趨勢，本實驗設計四種參數，人形框大小、人形框框移動時間為1秒或2秒、抬腳角度為45度與90度與抬腳速度為1秒與2秒共八種不同的訓練場景，實驗時受測者站在測力板上觀看前方螢幕，Kinect驅動虛擬場景中的虛擬人模，將人模維持於人形框內，並探討在不同的參數設計下受測者COP移動軌跡與碰撞次數差異。 實驗結果顯示人形框四種參數對於年輕受測者的碰撞有顯著影響，而高齡者僅移動時間、抬腳角度與抬腳速度有影響。以COP移動軌跡結果顯示，年輕受測者之抬腳速度對於MDIST-ML與TOTEX、移動時間對於MDIST-AP有顯著影響；高齡受測者之抬腳速度對於TOTEX、移動時間對於MDIST-AP、MDIST-ML與AREA-SW有顯著影響，其餘則無；再者，高齡受測者在經由五次的訓練後無顯著的改善平衡控制表現。本研究技術可讓未來針對高齡者設計平衡控制訓練體感遊戲中參數設計做考量，以調整平衡控制能力訓練的困難度。

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以遠距連線Kinect體感電玩發展新一代高齡者關懷互動平台之研究

隨著時代快速變遷，以及工作機會與環境的影響，台灣家庭逐漸轉變為小家庭制度，高齡者往往由於子女到外地工作等因素而被迫獨居，導致高齡者與親人子女接觸的機會少後，容易造成心理的孤獨(Solitude)感。為了減緩高齡者心理的孤獨感，與子女進行遠距互動溝通是有其必要性的，遠距互動溝通可讓子女晚輩與長者相互溝通，分享即時的生活與心情，降低高齡者孤獨感。目前市面上常見的遠距互動溝通工具如手機、視訊等，然而，前述遠距互動溝通工具皆是以語音與影像為主，缺乏互動溝通過程中最重要的環節-肢體互動。 有鑑於此，本研究提出以Kinect遠距連線體感電玩為基礎，發展新一代高齡者關懷互動平台，可僅能突破現有的語音與影像之互動關懷方式，讓高齡者與子女晚輩於遠端連線的虛擬場景中，以Kinect體感裝置操控虛擬替身進行肢體接觸，並設計各種互動策略，讓進行不同困難度的肢體接觸，在有趣的電玩中同時強化高齡者與子女晚輩的互動關懷，降低高齡者孤獨感。 本研究發展高齡者關懷互動平台未來可推廣到居家、高齡者養護中心或日間照護中心等，提升晚輩與高齡者的遠距互動，溫暖高齡者的心靈。

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產品功能導向之綠色設計評估與綠色製造分析

隨著3C電子產品的製造技術逐漸進步，產品的功能也越來越多元化，相較於傳統的產品，已從單一化轉變為多功能產品。站在企業的立場，賺取最高利潤以及降低成本是很重要的目標，由於環保意識的抬頭，各國也相繼成立相關環保法規，因此綠色產品設計是不可或缺的。當企業設計一項具有競爭性的產品，必須同時在設計、環保以及低成本三大層面都要兼顧。 目前綠色問題之研究大多以環境評估因素選擇供應商，或是針對產品拆解及回收較多著重，鮮少研究探討如何評估及選擇在設計時可替代之原物料及相關替代製程技術，且整合設計、環保及成本三層面之研究也鮮少探討。因此本研究針對電子產品設計階段，在產品的功能選擇上進行評估，以綠色成本最小化，將每個產品零件進行綠色原物料選擇及綠色製程規劃。第一階段利用德菲法及層級分析法求算功能重要性之權重；第二階段藉由數學規劃計算綠色成本並加以分析與評估。最後，透過實例驗證本研究提出之功能選擇之設計決策，並探討產品零件所選擇的綠色原物料與製程，提供未來對於電子產品設計進行評估之依據。

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應用感性工程方法於產品設計及製程之評估

隨著科技的進步快速，電子產品普及化，導致電子產品汰舊換新的速度越來 越迅速，為了快速應對市場的需求，產品在初始設計就需全盤考慮其影響因素， 才能視不同情況快速判斷決策。又由於個人意識的抬頭，使用者對產品的要求， 不在只是產品的功能性，還有其外在美感，外觀已成為消費者購買的關鍵之一， 因此現今的產品設計，必須能夠同時符合消費者的感性需求和功能需求。 產品造型是影響消費者感性認知最關鍵因素，設計者必須了解消費者想要的 感性需求，將其導入設計決策，並清楚地了解，設計決策會如何影響尺寸、功能、 材料、製程、組裝。 本研究可分為三階段，第一階段主要是，收集產品資料和其感語彙。第二階 段，為利用感性問卷來評估並量化消費者的觀感，並利用數量化一類建立產品外 型要素與感性語彙的關係。第三階段是導入相關成本，並分析出各感性方案之可 行性和效益。建立設計原則，減少設計人員與消費者之間的認知差異，替設計者、 消費者、製造者，三者之間建立一個溝通介面。

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前置時間敏感需求下直銷通道策略分析

一般而言，直接銷售通道無須實體店面存在，相較於傳統零售通道來得更便利，且具有價格低與商品多樣化之特性，因此顧客對於電視以及網路購物之意願日益提升。由於現今消費者對於服務品質之重視，其中交貨前置時間又為重要之衡量指標，故產品價格不再只是消費者購買產品之唯一指標，因此本研究在符合條件限制下，建構一直銷系統模型，其中通道需求之特色在於同時將交貨前置時間與產品價格納入考量。 本研究之目的在以製造商總利潤最大為衡量指標，針對產品訂價與製造商銷售期數兩決策進行相關探討。因此首先透過例題設計與實驗了解直銷系統運作之行為模式。在訂價策略實驗分析中發現，訂價愈接近基礎價格，產品最佳銷售期數愈長、總利潤也愈高，同時可銷售期數範圍也愈廣，若製造商希望短期經營總利潤最大，則可選擇較低之期初價格。於敏感度分析中針對產品訂價與銷售期數進行探討，其中發現各項參數對於製造商決策有相當程度影響，因此根據實驗分析結果提供決策者在實際情況下最佳決策建議。

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發展一個LIT序列探勘方法於客製化路徑推薦系統

近年來，遊樂園在經營上面對許多嚴酷的同業競爭，而遊樂園的經營者要如何在這樣的瞬息萬變的環境中持續經營，並提供客製化及高品質的服務給顧客，已經成為經營遊樂園中一項重要的課題。為了滿足不同需求的顧客，本研究以顧客的觀點為基礎，發展出一套路徑推薦系統，讓顧客可以知道這些被推薦的遊樂設施是在哪個區域或屬於哪個主題。為了收集顧客遊玩的順序及其遊玩時間，在遊樂園裡所有的區域都被佈滿無線射頻識別系統。本研究主要可以分為兩個階段；第一階段中，會先將收集到的資料進行前置處理，將不合理的資料進行修改，接著利用本研究提出的 LIT-PrefixSpan 演算法步驟，探勘出高頻的序列樣式。在接續的第二階段，本系統為了推薦路徑的產生，會先依照顧客輸入預計離開遊樂園的總時間，進行序列樣式的篩選，接著將篩選出的候選序列樣式與顧客輸入的遊玩區域、遊樂設施及其停留時間，利用本研究提出的相似性比對方式，藉此產生最符合顧客個人需求的遊樂園路徑規劃。最後，本研究以東京迪士尼海洋遊樂園做模擬實例，說明路徑推薦系統的完整流程，並且加入使用者偏好差異對路徑推薦的影響及系統參數分析，以增進最終路徑規劃的品質。從實驗結果顯示本研究所提出的路徑推薦系統確實可以在符合顧客輸入的限制下，給予顧客完整且多元的路徑推薦。

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探討動態與靜態施力下平衡力與下肢肌群相關性研究

隨著年齡增長，感覺系統功能中的肌肉骨骼系統也會逐漸退化，使得肌力降低、肌纖維數目減少以及運動控制異常，而這些問題對於平衡的控制及恢復影響甚鉅，為了找出肌肉對於平衡的相關性，本研究針對二十四名年輕人，男性十二名、女性十二名，透過八種實驗站立情境，探討有無軟墊站立及有無視覺輔助時，下肢肌群對於平衡力的影響，同時量測一分鐘的壓力中心點訊號及肌電訊號，利用傳統分析指標、多尺度熵、希伯特─黃轉換及95%信心水準複數平面面積分析壓力中心點訊號及肌電訊號，分別探討不同情境下，兩筆生理訊號之間的變化與分析方法之間的差異，並且利用同步性分析探討肌肉與平衡力的相關性。 分析結果顯示COP訊號與EMG訊號的傳統指標都具有鑑別有無軟墊站立及有無視覺輔助的情況，COP傳統分析指標方面，以總距離TOTEX(單位：mm)指標為例，開眼靜態有軟墊值為9.41±1.49、開眼靜態無軟墊值為5.93±1.07、閉眼靜態有軟墊值為15.88±2.89及閉眼靜態無軟墊值為6.43±1.02，統計檢定有無軟墊站立及有無視覺輔助都具顯著性(p-value<0.05)，EMG傳統分析指標方面，以內腓腸肌的%MVC RMS指標為例，開眼靜態有軟墊值為6.18±3.36、開眼靜態無軟墊值為3.75±2.67、閉眼靜態有軟墊值為8.92±3.85及閉眼靜態無軟墊時值為4.50±2.82，統計檢定有無軟墊站立及是有無視覺輔助都具顯著性(p-value<0.05)，在多尺度熵分析方面則是COP訊號的鑑別能力較好，以左右方向(ML)的複雜度為例，開眼靜態有軟墊值為12.45±2.43、開眼靜態無軟墊值為14.92±2.58、閉眼靜態有軟墊時值為13.00±3.53及閉眼靜態無軟墊值為13.08±4.67，統計檢定有無軟墊站立或者是有無視覺輔助都具顯著性(p-value<0.05)，但趨勢與預期相反，有軟墊的複雜度高於無軟墊的複雜度，閉眼的複雜度高於開眼的複雜度，EMG訊號無一致趨勢，利用希伯特─黃轉換及95%信心水準複數平面面積分析可得到與傳統分析指標一致的結果，其中COP訊號的IMF4能鑑別有無軟墊站立的差異，平均頻率為2.28Hz，以開眼有無軟墊來說，有軟墊站立時95%信心水準的複數平面面積值為0.06±0.10，無軟墊站立值0.01±0.01，統計檢定達顯著性(p-value<0.05)，有無視覺輔助則是利用IMF5結果較顯著(p-value<0.05)，平均頻率為0.81Hz，EMG的影響都落於IMF2至IMF3，藉此方法更能確定有無軟墊站立及有無視覺輔助對這兩筆生理訊號確切影響的頻率範圍，最後，利用總體經驗模態分解法得知低頻範圍的EMG與COP平均頻率分佈較相似，在統計上無顯著性(p-value>0.05)，利用同步性分析該頻率範圍的兩筆生理訊號，結果顯示，人體平衡穩定時，EMG與COP訊號的同步性較低，數值約為0.006至0.008，相反的，人體平衡不穩定時，EMG與COP訊號的同步性較高，數值約為0.01至0.015，且在統計上具顯著性(p-value<0.05)。

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探討蹲式馬桶腳踝輔助工具對於平衡力與肌力之影響

使用蹲式馬桶經常造成下肢痠麻與不易控制平衡等問題，而對於老年人或未曾使用過蹲式馬桶之國外旅客也導致使用上的不方便。本研究目的為探討使用腳踝支撐輔助工具對於使用蹲式馬桶時之影響，並期望了解壓力中心點(COP)與肌電訊號(EMG)的分析中，歸納出較適合運用與分析此情境的方法。研究中共有32位自願參與實驗之年輕人，並進行蹲姿、蹲姿有輔具與站姿試驗，同時測量一分鐘的COP平衡訊號與左右側脛骨前肌與股直肌之肌電訊號。COP訊號與EMG訊號透過經驗模態分解法將訊號拆解，選取適當之本質模態函數(IMF)進行希伯特-黃轉換與多尺度熵(MSE)分析，並與傳統分析方法進行比較。 研究結果顯示，COP傳統指標之有輔具的平均移動速度比蹲姿減少約22%。而經過IMF2至IMF4訊號重建之複數面積，以AP方向之蹲姿有輔具面積統計上顯著小於蹲姿(女性:P-value=0.05，男性:P-value=0.06)，經訊號重建之MSE分析中，男性與女性結果從數值上觀察，男性使用輔具後平衡力提升6%，女性則下降6%。EMG訊號分析中，蹲姿肌肉負荷最大、蹲姿有輔具負荷最小，其中以脛骨前肌之變化較為明顯，使用輔具後之%MVC約可下降25%至50%，希伯特總能量與複數面積也可得一致性結果並達統計上顯著。使用輔具後，重心往前，使其脛骨前肌肌肉負荷減小50至80%MVC、股直肌負荷增加約46至57%MVC。性別與日常習慣可能是導致肌肉負荷與平衡能力產生差異的原因。