• 學位論文

應用於太陽光電能系統之降壓式串接降升壓型換流器

本文提出一應用於太陽光電能系統之降壓式串接降升壓型換流器，前級為降升壓型直流-直流轉換器，後級為全橋換流器，發展出可適用於廣域電壓輸入範圍之直流-交流轉換器。系統使用數位訊號處理器dsPIC30F4011作為電路控制核心，提供多組SPWM控制訊號並實現複雜的數學運算，可簡化硬體電路並降低成本。由於電路在同一時間僅單一功率開關作高頻切換，可有效減少切換損失。部分能量可直接傳送至輸出端，降低因能量儲存及釋放所產生的損耗，以提高系統效率。 針對本文所提之電路架構，分析其工作模式，設計控制方法並撰寫程式語言。經過模擬驗證後，實際製作一400W雛型電路並量測實驗結果，證實本文所提出之換流器其具有高功因、高效率、適用於廣域電壓輸入且有穩定的暫態響應等優點。

• 學位論文

應用對偶返馳式電路之高功因交直流轉換器

本文提出結合兩組返馳式轉換電路組成的高功因交流-直流轉換器。交錯式轉換器使用兩個功率場效電晶體作為主動開關。藉由電流流經轉換器之主動開關的本質二極體，無需增加輔助電路，使主動開關操作於零電壓切換導通(ZVS)，提升整體轉換效率。因交錯式之特性，輸出電壓漣波較傳統返馳式轉換器低，降低元件的電壓及電流應力，增加電路之可靠度。 本文詳細分析電路工作模式分析，並設計製作 200-W 轉換器之雛形電路。由實驗結果顯示，藉由主動開關操作於零電壓切換導通能有效地減少開關損失。整體電路具高功因之特性且電路轉換效率為93.25%。

• 學位論文

Sinulariolide透明質酸奈米團簇對肺腺癌細胞之抗癌效用

癌症是近年來國人的頭號健康殺手，尤其肺癌一直是癌症死亡率的第一名；肺癌分為小細胞肺癌與非小細胞肺癌，非小細胞肺癌其中的肺腺癌特別盛行於不吸菸的亞洲女性，因為其容易復發與轉移之特性而難以治癒，成為威脅國人健康的隱形殺手。以往研究多從天然植物藥草中萃取及開發具潛力之藥物用於癌症之化學治療，較少把研究焦點放在海洋生物上。Sinulariolide (SNL)係為從養殖型珊瑚Sinularia flexibilis 所萃取之化合物，文獻研究指出SNL已可有效抑制膀胱癌及皮膚癌細胞之增生。基於拓展其抗癌應用及改善抗癌藥物用量問題，本論文之目的與動機即針對目前越來越多的非小細胞肺腺癌來著手，以SNL為標的抗癌藥物試驗與開發對其治療之應用。吾人以高壓電場系統製備天然高分子/ SNL奈米聚合物，期能藉由此親水性之奈米聚合物改善SNL難溶於水、生物利用性低之缺點，提升SNL之臨床療效及降低使用劑量之實際問題。奈米微粒具有優異的表面積/體積比、擴散性佳等優點，形式上的應用也較無限制，因此被廣泛應用於各生醫領域。研究結果顯示能成功利用天然高分子包覆SNL成奈米微粒聚合物，其包覆率可約達90%，所製備的透明質酸包覆SNL奈米微粒聚合物粒徑約為33~ 77 nm；細胞活性結果測試得知SNL藥物的IC50濃度為75μg/mL。為了得知此奈米聚合物對肺腺癌細胞的毒殺效果與作用機轉，經由細胞培養結果顯示透明質酸所包覆SNL藥物濃度為25μg/mL之奈米微粒聚合物能於24小時內有效殺死A549 肺腺癌細胞，並達顯著上的差異。流式細胞儀結果：PI, JC-1及 Annexin-V結果顯示，透明質酸包覆SNL可降低所使用的SNL藥物劑量，且隨著SNL藥物濃度增加其細胞凋亡數目越多。西方墨點法之實驗結果發現透明質酸包覆SNL奈米微粒之細胞毒殺作用係與細胞凋亡之傳導路徑以及粒線體路徑相關。在以裸鼠動物作為in vivo研究實驗對象探討透明質酸包覆SNL奈米微粒是否可治療由A549 肺腺癌細胞所誘導的腫瘤，經由切除腫瘤組織之RT-PCR分析顯示透明質酸包覆SNL（濃度25 μg/mL及50 μg/mL）奈米微粒可降低腫瘤組織內細胞之survivin表現，同時相較於單獨使用SNL產生更明顯之細胞壞死的現象；初步結果顯示透明質酸包覆SNL奈米微粒不僅治療結果較佳，也可減少SNL藥物劑量。但在IHC實驗中並無明顯的毒殺作用產生。經由探討in vitro細胞實驗結果中，SNL於細胞週期前期顯示較明顯的A549細胞生長抑制，在毒殺的作用上則較為不明顯。且SNL藥物的IC50濃度高達75 μg/mL，顯示其對A549細胞毒性較低。SNL在針對A549細胞的直接毒殺及以A549細胞所引起的腫瘤的治療效果上並不明顯,但其在抑制A549細胞增生及腫瘤組織的生長有其一定的作用與效果。或許SNL藥物在肺癌上可作為控制腫瘤生長之輔助藥劑。當然，本研究還需更多後續研究以驗證此推論，最終目的是希望本論文的研究成果可朝肺癌治療臨床應用上來發展。

• 學位論文

六自由度感測器用於拳擊之紀錄及實作

出拳打擊的效果與出拳的加速度及角度有關。六、七十年代，李小龍在電影上以截拳道享譽世界，他出拳的距離不長，但是打擊效果卓著，這跟他出拳時的加速度角度有極大關係，這在近身肉搏時特別有用。另外，人們為了健身有許多拳擊有氧運動，這些拳擊有氧運動出拳時的加速度與角度不同，也會產生效率上的不同。另外，鋼鐵擂台的電影也給我們啟發，機器人模仿人類拳擊運動，進行拳擊運動，或者藉由VR模擬3D空間的虛擬世界，為使用者提供視覺、動態等多方面的高擬真感官效果。以上皆都需要將人類的拳擊動作數據化(例如，加速度與角度)。 　　本論文將出拳加速度及角度數據化，研究在何種加速度及角度下，打擊力量最有效果及有氧拳擊運動可以消耗最大的能量。利用了六軸陀螺儀及加速規，量測人類出拳加速度及角度變化，並加以分析及記錄。

• 學位論文

超寬頻之表面聲波元件特性分析

本篇論文主要是利用COMSOL Multiphysics多重物理量耦合有限元素分析軟體以3D模組來進行探討六種不同切面方向、與十八種不同傳播角度的鈮酸鋰材料在平板結構時之波傳特性，其結構分為兩種，一種為電極/ LiNbO3，另一種則為電極/ LiNbO3/電極。分析出具有最佳波傳特性時之平板厚度、模態與材料後，再探討指叉換能器在不同材料、厚度、金屬化率對平板結構的機電耦合係數、表面聲波波速與反射係數之影響。經過模擬後，可以發現在電極/ LiNbO3/電極平板結構下，當傳播模態為SH0、平板厚度為0.1個λ、基板材料為30°YX-LiNbO3、電極材料為鋁厚度為0.0075個λ及金屬化率為0.3時有非常大之機電耦合係數70.61%，等效速度為3803.59 m/s，反射係數為0.28，可做為未來在設計應用於感知無線電系統中所需的可調式寬頻濾波器之基礎。

• 學位論文

軟體定義無線電設計實例研究

個人行動通訊的興起，帶動無線通訊的快速發展，因此有限的通訊頻譜成為重要不可浪費的資源。為了防止頻譜的閒置浪費，可偵測頻譜使用情形的感知無線電(Cognitive Radio, CR)技術，近年來已成為熱門的研究課題。感知無線電是植基於軟體定義無線電(Software Defined Radio, SDR)而實現，SDR採用軟體設計方式增加通訊裝置可程式性，使其可運作在不同頻段以及調變方法，從事現代無線通訊系統設計。本論文採用美商國家儀器公司NI USRP-292x通用軟體無線電週邊平台重新建置六個SDR設計實例，提供step-by-step操作流程，進行原理剖析及其效能探討。 SDR設計實例涵括可進行調頻廣播(Frequency Modulation Broadcast)收音之FM調頻收音機、可偵測無線遙控器訊號進行簡報軟體換頁控制之無線簡報控制器、利用單一Walkie-Talkie進行錄音與原音播放之對講機原音回放、模擬智慧型手機簡訊傳輸功能之文字訊息收發器、結合Webcam進行遠端影像擷取與即時無線傳輸之遠距影像監控以及整合Alamouti時空區塊編碼(Space-Time Block Coding)、4QAM調變與最大比例合成(Maximal Ratio Combining，MRC)之22多重輸入/多重輸出(MIMO)通訊系統。

• 學位論文

工作於2.4GHz頻段之無線供電系統設計

本論文主要研究於 2.4 GHz 頻段之無線供電系統，乃由於近年來手機使用率及普遍性日漸提高，WLAN無線網路也逐漸普及的情況下，相對的手機耗電量也非常迅速但又不希望另加攜帶行動電源的情況下，有鑒於此此提出以WLAN無線網路作為供電能源的概念。 無線供電中可分兩部分研究，第一部分為天線接收部分，第二部分為電壓整流輸出部分，故文中分兩部分作為研究方向，分別為八單元八木天線之改良，其主要調整八單元八木天線之引向單元間距及長度以改進極化方向成為較高增益的天線，激勵單元的寬度增加又可使天線頻寬較為寬裕，透過網路分析儀量測下可得其2.45GHz反射係數為-40dB，阻抗約為52-j0.1Ω。第二部分整流輸出部分則改善末端之輸出電壓，採2或3階的倍壓電路增加供電的電壓，若直接串接在訊號產生器以14dBm下，其倍壓電路輸出可達11伏特，而在同樣條件下，透過天線輻射接收情況下，且天線與倍壓電路為不匹配之實際測量可達到直流輸出5.2 伏特。

• 學位論文

膝關節術後復健輔具之研製

人體下肢為輔助站立、行走、跑步、跳躍等活動，下肢結構由股骨(大腿骨)、膝關節、脛骨(小腿骨)、踝關節以及足骨等組成。膝關節位於股骨與脛骨的交接處是最頻繁使用的關節之一，在膝蓋關節除了股骨、脛骨還有髕骨、韌帶、肌腱、半月板等組織構成，膝關節不僅要負荷人體重量和正常活動，跳躍或落地時瞬間膝關節是承受人體重量的數倍壓力，同時也要應付突如其來的反射動作，在長期重複磨損下，會因關節過度使用而提早老化，在無任何預防保護下會有高機率使得膝蓋受到傷害，嚴重時可能需要手術來治療創傷，術後復健是大眾所關注的焦點，復健恢復程度好壞取決於患者對於復健的積極性，但是患者回診前的復健運動細節無法得知，醫師只能根據當時狀況做診斷，而患者最需要的是根據恢復情形給予最適當的醫療計畫，盡早讓身體失能者恢復到正常生活。因此本研究為監測復健運動資訊以了解復健有無成效，而構想一復健輔具能幫助患者復健評估，硬體架構由嵌入式裝置National Instruments (NI) myRIO結合三軸陀螺儀和三軸加速計感測器及個人電腦，利用感測器蒐集膝蓋關節運動資訊（活動角度及加速度），再利用Universal Serial Bus (USB)序列通訊將量測資訊傳輸到個人電腦中，由電腦將數據波形顯示及記錄。從以公開資訊中整理八種常見膝關節復健運動作為實驗測量項目，分別為「足踝運動」、「膝關節壓床運動」、「下肢屈曲滑行」、「坐姿舉腿」、「坐姿協助彎曲」、「抬腿運動」、「側身抬腿」和「站立後抬腿」，實驗項目分兩類情況，一類只用三軸陀螺儀感測器判斷膝關節活動角度；另一類是三軸陀螺儀感測器加三軸加速計感測器，偵測人體下肢運動角度及加速度，參考數據等級分為「待加強」、「尚可」和「良好」，其中足踝運動與膝關節壓床運動屬於無明確膝關節運動以不適用，剩六項以三軸陀螺儀數據呈現，分別為下肢屈曲滑行：待加強（15度至25度）、尚可（25度至45度），良好（45度至55度）；坐姿舉腿：待加強（30度至60度）、尚可（60度至75度），良好（75度至90度）；坐姿協助彎曲：待加強（40度至60度）、尚可（60度至90度），良好（90度至110度）；抬腿運動：良好（40度至50度）；側身抬腿：良好（40度至50度）；站立後抬腿：良好（40度至65度），後三項運動無膝關節活動而目的為增強下肢力量是以「良好」作為基準。實驗模擬結果中安裝感測器位置誤差及感測器晶片產生雜訊，是直接影響數據的因素，安裝位置則須維持在固定方向，而感測器晶片導致的累積誤差須仰賴程式上濾波雜訊處理，減少累積數值獲得更佳的數據。

• 學位論文

嵌入式系統實現於智慧型雲端監控之應用

本論文是以雲端監控為目的進行嵌入式系統的開發。選擇以Arduino Yun為發展平台設計一套智慧型雲端監控系統，在硬體周邊設置兩個紅外線人體感測器和一個攝影鏡頭，藉由紅外線感測可得知是否有人靠近，當接收到感測訊號時蜂鳴器會發出高低音頻的警示聲響，同時系統會發送電子郵件通知用戶端，用戶端在收到通知後，可以進行觀看拍攝的照片，並決定是否進行遠端串流監控來防範。由實驗結果可得知，監控系統不管日夜都能發揮即時拍照上傳的功能，而用戶端可以使用手機進行遠端串流控制。因此，能保證此嵌入式系統的即時性。

• 學位論文

簡易式居家行動輔具研製

台灣人口已逐漸邁入老化現象，根據經建會資料，2060年65歲以上老化人口占總人口比例，將由2012年的11.2%攀升至39.4%，顯見｢橘色科技｣的重要。本研究設計簡易的居家行動輔助工具，及Arduino單板控制器監測使用者的狀況，以達到及時求援與避免意外發生的目的。並以發光二極體發射光源、光源接收器及Arduino單板控制器配合使用，以達到避免傳統貼片偵測的方式。 本文已完成心跳檢測及透過Arduino傳送訊息到Arduino智慧型手機系統的製作。目前已將心律感測器加裝於傳統助步器，並透過Arduino經由藍芽模組，將監測值傳送至指定收件者手機，再搭配手機GPS功能，達到使用者健康及安全等狀況的掌控。 期許未來能將此裝置的功能擴充，並加裝至其他輔具，如行動輪椅，以達成行動輔具最大的功效。