98學年

上層分類：研究內涵 分類：98學年 發佈於：2012-11-21, 週三 23:48

鑽石針尖陣列場發射遮蔽效應之研究

　　　本本研究主要以熱燈絲化學氣相沉積法輔以自製硬陽極氧化鋁模板，製作規則鑽石奈米針尖陣列，並且藉由不同的模板，調整針尖間距，量測其場發射特性，討論是否有遮蔽效應存在。過程中以掃描式電子顯微鏡檢測檢測試片表面形貌、拉曼光譜儀檢測鑽石特性及以場發射量測儀檢測鑽石針尖陣列場發射性質。 特別的地方在於，本研究首創利用硬陽極氧化鋁板之阻障層成長鑽石針尖陣列，相較於以孔洞陣列製作出的結構，高度與規則度更為一致。由於鑽石難以於氧化鋁模板上成核成長，研究中配合以聚乙烯亞胺附著鑽石粉末之輔助成核方法，成功地製作出創新三角錐形針尖，其尖端半徑為15~30奈米，高度約為100~200奈米，針尖間距介於50~300奈米之間。 最後的場發射量測結果顯示，本研究所製作的創新三角錐形鑽石針尖結構，針尖間距與高度比於0.25~1的時候，有最佳的場發射起始電場(5.4V/μm)，其最大場發射電流密度值為8.4μA/cm2，並且證實在此種結構下能避免過去奈米碳管研究所無法避免的場遮蔽效應。

 

 

果蠅動態行為之影像追蹤研究

　　本研究主要是利用機器人視覺自動化分析昆蟲實驗平台，透過影像分析技術，進行複數果蠅位置追蹤及求偶行為辨識。藉由高斯混合模型進行外觀形態辨識，定義果 蠅性別、大小、面向方位、翅膀角度等資訊，並能辨識出位於側上壁之果蠅。透過運動模型預測與面向方位變化之限制，同時追蹤複數果蠅之位置。 利用質心位置之相對關係，將相連時完整的公果蠅影像取出，並藉由翅膀角度限制及身體大小限制，分析出正確的外觀形態。因此能有效地分析求偶期間，兩隻或三 隻果蠅相連時，其公果蠅之行為特徵。透過實際影像分析結果，能正確辨識公果蠅之振翅行為，以及公果蠅貼近母果蠅尾部時試探母果蠅意願之行為。其中振翅行為 之正確辨識率高達95.8%，且試探行為之正確辨識率亦近乎於90%。因此，能夠同時分析兩隻以上之果蠅求偶行為，進行更複雜之自動化生物行為分析，有效 降低人力成本及分析時間。

 

利用雙相機於移動平台上偵測並追蹤移動物體技術

　　本本論文主要研究有關於移動平台上以彩色雙眼相機偵測移動物，利用SIFT角點擷取器找尋左右影像中所具有的特徵點並結合視差、控制點、色彩分割技術以及極線幾何原理求取左右影像中額外的對應點，再結合雙影像可求取深度資訊搭配行車資訊並利用搜尋視窗概念找出前後影像對應點，最後利用轉移函數與背景消去法求得移動物所在位置。 不同於以往文獻利用至多三個轉移函數補償整張影像，本研究利用色彩分割區塊分別補償以提高轉換的準確率，同時影像中最難處理的大面積平滑區塊，本研究利用角點擷取器與視差概念成功解決特徵點不足的情況。並選擇最佳的轉移函數以完成轉換。 本研究以不同場景驗證演算法的適用程度，成功在景深變化劇烈的室內與戶外環境中找出移動物體，並於戶外成功偵測出具有雙人移動物。

 

擬球藻破壁實驗與模型建立

　　本研究使用裝載球型探針之原子力顯微鏡對擬球藻細胞進行壓縮測試，並建立模型來分析壓縮測試得到的力曲線，而模型為一內含不可壓縮液體之薄膜球體被另一球體與一無限大平板做壓縮。 實驗部分將擬球藻細胞滴在載玻片上，載玻片經過Poly-L-Lysine處理增加細胞黏附性，原子力顯微鏡掃描表面與壓縮測試的過程均在液相中進行，壓縮測試至破壞擬球藻細胞。模型部份假設細胞壁為薄膜，為均質、等向與彈性的材料，並且壁厚不會變化；球體內含不可壓縮液體以替代細胞質。模型推導套用薄膜理論以得到不同接觸區與非接觸區的統御方程式組，搭配對應之邊界條件。數值解法部分將邊界條件問題換成初始條件問題，接著引用四階Runge-Kutta法求解。最後將模型計算值對實驗力曲線擬合，以最佳擬合結果做分析。相對於現有其他文獻針對尺寸介於數十微米至厘米等級細胞的壓縮試驗模型而言，本研究所提出的模型可運用在微米等級的擬球藻壓縮試驗，並且成功地描述相對變形量0.25前力曲線的反應。