抓取式家禽移除系統
111PA0002本案發明係開發一套禽舍適用之雞隻移除系統, 主要的雞隻移除系統包含3個部分,分別為深度相機(zed2 stereo camera, Stereolabs, America)、履帶車、機械手臂(UR5e, Universal robots, Denmark)。透過履帶車可以提高雞隻移除系統的機動性有利於在寬廣的場域進行移除病死雞的作業,像是規劃固定路徑定時定點在場域巡邏。當履帶車沿著規畫之固定路徑在場域巡邏時,則可透過深度相機收集場域的圖像資訊用於雞隻的辨識,並在偵測到死雞時,計算其三維空間的座標位置。當雞隻移除系統獲取目標物的座標位置時,可以控制機械手臂到達該特定位置進行死雞的移除。
水產養殖之水質調節方法
110PC0032本研究主要目的是發展與建立以金目鱸魚為目標的智慧化水產養殖系統,以支持向量機(Support Vector Machine)演算法作為魚塭環境參數調控,採五種水質參數:溫度、溶氧、pH、氨和鹽度。將金目鱸魚生長環境分成五個區間(較低、低、中、高、較高),實驗結果顯示,當採用高斯徑向基底核函數,並將訓練資料縮放至[0,1]且(C, γ)=(32768, 0.5)時有95.02%的分類正確率。本研究同時建立NI myRio-1900嵌入式系統水質環境調控系統,收集水質數據,以控制換水幫浦與水車進行適當水質調節,節省水質調控時所耗費的人力。
連續進料系統
111PA0007N一種連續進料系統,係由一入料裝置、一脫粒裝置以及一尋高裝置所構成;該一入料裝置係提供一成串果粒運用一該輸送帶來輸送能以面積遮斷一第一感測器訊號來控制一第一馬達的轉動,並以一低凹槽區以接納未與一枝梗分離的該果粒;該脫粒裝置以一同步裁切裝置於一支撐體上進行上下移動形成一最小工作間隙提供該枝梗通過,而該果粒受該最小工作間隙阻擋會與該枝梗分離並掉入一活動空間的果粒收集區;該尋高裝置分別設置於一脫粒裝置與該低凹槽區之間所形成的活動空間當中,為以一平臺相對該低凹槽區朝上下位移,使未與該果粒分離的該枝梗會被該平臺撐托與保護,其後分離的該果粒會掉落至該平臺下的果粒收集區,以完成分離步驟。
葉菜整株採收機
108PA0001本發明係一種葉菜整株採收機,包含有一機架、一滑座、一驅動裝置、二傳動件以及一線鋸,該機架設有一升降座,該滑座可往復移動地設於該升降座,該驅動裝置設於該升降座且可驅動滑座相對升降座往復移動,各該傳動件具有第一端及第二端,該等第一端與該滑座連接,使該二傳動件可受滑座驅動而相對升降座移動,線鋸以其兩端與二傳動件之第二端連接,使線鋸、二傳動件與滑座形成一環圈,並使線鋸可相對升降座往復移動。藉此,該葉菜整株採收機可利用線鋸深入土壤中鋸切葉菜的根部以保有葉菜的完整性,於採收同時可鬆動土壤,不僅利於採收作業,並能延緩葉菜的氧化速度。
蓖麻果實採收裝置、採收機具及採收方法
103PF0018本發明提供一種蓖麻果實採收裝置,其包括一第一刮取板組及一第二刮取板組,該第一刮取板組具有若干第一刮取板,該第一刮取板組的至少部分第一刮取板是位於一第一採收面上,該些第一刮取板在該第一採收面上可由下往上移動;該第二刮取板組具有若干第二刮取板,該第二刮取板組的至少部分第二刮取板是位於一第二採收面上,該些第二刮取板在該第二採收面上可由下往上移動,位於第二採收面上的各該第二刮取板是對應於位於第一採收面上的其中一第一刮取板,相對應的第一、第二刮取板之間定義一擺動通道而供蓖麻植株沿一採收方向通過該擺動通道。
應用於農牧設施之智能型監控系統
103PA0003本發明之應用於農牧設施之智能型監控系統包含若干傳感器以及若干環境控制裝置,其中各該傳感器具有一環境感測器、一定位單元、一處理單元、以及一無線傳輸單元,該環境感測器係輸出一感測訊號至該處理單元,該傳感器之定位單元係與至少一其他傳感器之定位單元訊號連接並輸出一相對位置訊號至該處理單元,該處理單元將該些訊號通過該無線傳輸單元傳送至該些環境控制裝置,該些環境控制裝置可判斷該些傳感器於該農牧設施內的位置,並且,與該些傳感器位置相對應的環境控制裝置更可調整環境參數,因而精準有效解決該農牧設施環境異常之狀況。
整合型生物感測晶片系統
DNA片段、抗體或抗原皆數奈米等級的待測小分子,在溶液中僅藉布朗運動與被固定於電極表面的生物辨識分子進行親和反應,這將造成較長的反應時間與較低的檢測靈敏度,為目前親和性感測器的發展瓶頸之一。本專利提出整合交流電滲流(AC-EOF)與電化學阻抗頻譜(EIS)量測功能於同一電極之生物親和性感測晶片的概念,並以DNA雜和反應與電化學阻抗頻譜EIS分析為例,探討合適之AC-EOF電控條件、檢測電極組尺寸和溶液組成對雜和反應與EIS檢測的影響。結果顯示在6.1 μS/cm液體中,在200 Hz與1.5 Vp-p的AC-EOF電驅動下,可使飽和親和時間能縮短至3 min以內,為靜置親和反應時間的0.033倍,其親和反應後由EIS量得之電子轉移電阻可達21.7±1.1 kΩ,為靜置親和電子轉移電阻的1.43倍。顯示該技術可縮短親合反應時間並提高鍵結效率。
閱讀詳細內容整合流體擾動之電化學生物親和性感測晶片及其操作方法
【整合流體擾動之電化學生物親和性感測晶片及其操作方法】該專利涵蓋非對稱型電極設計與電動流體控制參數。在低導電度溶液中,利用非均一性交流電場對電極組表面電雙層離子進行極化與驅動,使電雙層內的水合離子得以產生電動流體(electrokinetic flow)現象產生均一方向流(unidirectional flow)。該電動流體控制技術可使懸浮於生物樣本中的目標物快速傳輸到生物感測器之工作電極表面,得以提升免疫親合效率並大幅縮短所需的親合(affinity)時間,以在更短的時間(<10 min)內達到更佳的靈敏度與更低的檢測極限。
閱讀詳細內容結合交流電動流體控制與金電極製作免標定式電化學阻抗免疫生物感測晶片之技術
【結合交流電動流體控制與金電極製作免標定式電化學阻抗免疫生物感測晶片之技術】以下稱作該技術,該技術涵蓋可在高導電度的生物樣本中,利用非均一性交流電場對電極組表面電雙層離子進行極化與驅動,使電雙層內的水合離子得以產生電動流體(electrokinetic flow)現象產生均一方向流(unidirectional flow)。該電動流體控制技術可使懸浮於生物樣本中的目標物快速傳輸到生物感測器之工作電極表面,得以提升免疫親合效率並大幅縮短所需的親合(affinity)時間,以在更短的時間(<10 min)內達到更佳的靈敏度與更低的檢測極限。該技術內的免標定式阻抗型免疫生物感測技術為利用電極表面鍍金程序,製作高表面積化的電極以提升抗體的固定量,該鍍金技術可用於任何拋棄式電極表面。藉由特定的硫醇分子修飾技術,可先共價鍵結蛋白質A(protein A)或卵白素於感測電極表面,利於biotin衍生化後的抗體吸附,該抗體固定程序適用於任意抗體的固定。修飾與免疫結合過程可使用阻抗法檢測電極介面電學特性的變化,以量化免疫後之抗原濃度。該過程中各分子所需的濃度、比率、時間、試片製作環境控制技術與在口水中檢測液體配方皆為本實驗室的know-how。該技術對小分子抗原(Mw<1000)的檢測極限可低於1 pg/mL,對蛋白質如SARS-CoV-2 nucleoprotein,也可低於0.1 ng/mL。且該技術已被驗證可在稀釋10倍之口水中進行SARS-CoV-2 nucleoprotein的檢測。
閱讀詳細內容具有校正功能之感測裝置
一種具有自動校正功能之感測裝置,包括:一本體,其內部定義一感測空間,該感測空間係藉由一開口與外界聯通,以於感測時引入並容置一待測液體;一感測器,其係設置於該感測空間內部,用於感測該待測液體之性質;以及一校正液體儲存及輸送裝置,其內部定義用於儲存校正液體之一校正液體容置空間,且於校正時藉由一幫浦使校正液體透過一管路輸送至該感測空間,其中,該管路之管徑係自該校正液體容置空間至該感測空間逐漸縮小,且該管路彎曲以使該管路於感測空間之開口面對該感測器,以於校正時使校正液體於該感測器上形成一水層。
閱讀詳細內容免標定式阻抗型免疫生物感測器
免標定式阻抗型免疫生物感測晶片為利用電極表面鍍金技術,製作高表面積化的電極以提升抗體的固定量,該鍍金技術可用於任何拋棄式電極表面。藉由特定的硫醇分子修飾技術,可共價鍵結抗體於感測電極表面,阻抗檢測法可得知抗體介面電學特性的變化,以量化抗原濃度。該技術對小分子抗原(Mw<1000)的檢測極限可低於1 pg/mL,對蛋白質如n protein,也可低於1 ng/mL。
閱讀詳細內容使用聚陽離子材料提升以赤血鹽為電子傳遞物之血糖生物感測器的檢測特性
葡萄糖氧化酵素(glucose oxidase, GOx)與電子傳遞物Fe(CN)為目前可拋棄式第二代血糖感測器最被廣泛利用的葡萄糖催化材料,提高GOx催化速率、檢測線性範圍與抗血容積比(Hct)干擾為商業化血糖感測器的發展重點。 本成果發現以聚陽離子(polycation, PC)包埋一定比率之GOx與Fe(CN)時,可得最佳檢測靈敏度與酵素催化速率。此外,增加PC濃度亦會增加檢測靈敏度,並降低20-60% Hct對標準血糖檢測(40% Hct, 120 mg/dL glucose)的干擾至10%以內,顯示合適之最佳PC、GOx與Fe(CN)濃度比率,可獲得較佳之GOx酵素催化速率、靈敏度與抗Hct干擾之能力。
閱讀詳細內容氣舉式微藻培養系統
本研究成果係結合一氣舉式微藻培養系統與其所對應之培養技術,用於微藻大量培養之中繼培養階段;氣舉式微藻培養系統包括一以壓克力為主體之圓筒槽體,槽體直徑之設定是考量於高密度微藻培養時有足夠之光照,且具合適操作之高度;槽體內設置一氣舉式攪拌裝置可以較低之總耗能使藻水溶液呈循環流動,達到均勻混合狀態,且減少微藻細胞有自我遮蔽現象影響其生長,及有效增加氣體交換;此外槽體與底座之連結設計可方便槽體之拆裝與後續清理維護,其所對應之培養技術包括pH值、光照條件、營養液添加及溫度控制等操作技術,可提供微藻良好之生長環境,進而提高生產效率。
閱讀詳細內容農產品除濕乾燥之關鍵技術
乾燥是以加熱之方法移去水分的一種操作。農產品或食品乾燥之主要目的為延長貯存期限,防止發霉或微生物損害,以及改善風味等。一般常用之乾燥方法有日曬法、熱風乾燥法、冷凍乾燥法、以及低濕乾燥法等,各有其優缺點。日曬法受天候影響大,不穩定,且較耗人工。熱風乾燥法靠高熱之空氣將農產品(食品)中之水分帶走,但同時亦將香氣帶出,因之產品之品質(尤其是香氣較重之產品)會下降,使用此法成本較低,故為最普及之乾燥方法。冷凍乾燥法須先將原料凍結,再將凍結之冰直接昇華成氣體而移除原料中之水分,此法成本高,較少使用,適用於高價值之產品。低濕乾燥法是將農產品(食品)置於密閉之乾燥室內,利用除濕裝置(冷凝管排)將通過乾燥層之水氣冷凝後排出,乾燥空氣之溫度可由加熱器予以控制,通過乾燥層之空氣為低溫狀態,因之設定之乾燥溫度不需太高,此法主要優點為保留原料中之香氣成分不致被帶走,且乾燥時間縮短,故可提高產品品質以及降低成本,是一種效果很好的乾燥方法。 近十餘年來,本創作者曾做過許多農產品除濕乾燥應用實例之相關研究。例如將除濕乾燥技術應用於茶葉之乾燥,比傳統熱風乾燥方式而言,可以提高茶葉香氣品質,因之可提高售價,且又可縮短乾燥時間,亦可降低成本,故可以有效地增加茶農收入,又可讓廣大消費者品嚐較高品質之茶葉。此技術應用於蓮花茶之乾燥實驗結果顯示,它比傳統熱風乾燥所需之時間縮短許多(由48小時減至21小時),且品質比傳統方法有顯著的提昇效果。另外,此技術應用於其它農產品或食品(金針花、甘藍菜、荔枝、南瓜)、中草藥(紅棗、土肉桂、山藥、洛神花、蓮子)等之相關實驗,均証明有具體之功效。各個實驗均証明此技術確實具備提高產品品質(尤其是香氣及色澤之保存)、縮短乾燥時間、延長產品貯存期限、以及降低成本等功效。本技術可應用於農(漁、畜)產品及食品加工業、生物技術業、化工業、環工業、或任何需要乾燥之行業。 本項Know-how係提供農產品除濕乾燥之關鍵技術。Know-how之
閱讀詳細內容整廠系統建模節能評估技術
NMP 廢棄物的回收再利用是降低生產成本的途徑之一。蒸餾是將 NMP/水 /PR(镨)混合物廢料提取為純 NMP 的技術之一,但它需要大量的能量,因此建議採用熱集成來減少所需的能量。除了降低營運成本外,還建議將鄰近公司的熱蒸汽廢物作為再沸器和預熱的燃料。本技術之一可使用 Aspen Plus 模擬蒸餾,並分析總能耗、年度總成本和氣體排放。單塔蒸餾過程中的熱整合系統在 NMP/水/PR 分離過程中表現出最佳性能。此方案產量為658.025 kg/h,NMP 含量為 99.99%。與常規設計相比,該方案可節省61.83%的能源、58%的 TAC,並減少 61.84%的氣體排放和排放成本。另一個例子是污水處理廠的節能分析,使用曝氣系統的生物過程對能源的使用有很大貢獻,在本技術中可使用 GPS-X 7.0 穩態建模。每年測量的 BOD、 COD、總 N、N–NH4+ 和總 P 等參數的月度數據作為輸入數據,透過監控和數據採集 (SCADA) 系統,用於監控案例工廠的曝氣系統。選定的與生物處理相關的溶解氧和用電量的即時數據記錄在雲端伺服器中,並用於驗證和補償工廠內測量的現有數據。根據工廠2018 年月度能耗數據,利用GPS-X模型預測的節能率約為 20%,與全球工廠營運值(18%~21%)一致在50,000–10,000 CMD 範圍內。此外,每調整 1 mg/L DO 以適應污水排放標準,節能率約 5%~7%。
閱讀詳細內容薄膜水處理技術節能管理
生機系 施武陽副教授  施奈妮  江益賢 
水資源和能源是永續社會發展的關鍵,開發水資源和降低水處理能源消耗同樣成為聯合國 SDG 目標之一。目前海水淡化和再生水都廣泛使用膜處理程序,然而,膜結垢會導致跨膜壓力升高並降低膜的使用壽命,因此,訂定節能控制策略並估測膜系統中使用的膜壽命,對於確保這些系統的充分維護和長期運行至關重要。藉助搭配不同水質水量之膜最佳操作壓力建膜預測技術,可大大降低結垢風險、延長膜壽命並減少處理水所需之電能。具體來說,導入適應性控制演算法(ACA),根據膜流量數據及生命周期敏感的膜滲透通量為基礎,即時估測關鍵膜參數,並通過監控與數據採集系統(SCADA)即時更新膜參數,同時回饋計算即時水質水量條件下最佳化之操作壓力與純水或是稀有金屬回收率。本技術可與綠色能源結合開發整合於水處理系統之節能模組。
閱讀詳細內容多元電池管理軟硬體
生機系 施武陽副教授  羅宇連  江益賢 
對應國內電動農機市場的急速成長需求,本研究開發多源電池電能管理技術研究針對最重要的壽命安全性估測與降低放電深度延長壽命兩大課題,規劃電池整合超級電容設計串並聯電路架構由超級電容提供大電流充放降低放電深度延長壽命,滿足中大型電動農機之能量與功率需求並即時偵測循環壽命參數與熱係數確保安全性。其中,本團隊研究提出一種新型的雙源儲能架構比較以往的混合儲能系統可以更有效的利用超級電容的能量,透過本研究建立數種使用情境的想定切換超級電容器與回收電池的串聯或併聯之可能性,高效率的運用電池與超級電容的電能,本研究實現電能管理系統硬體電路架構之可行方式,針對數種不同中大型農用載具發展相應之雙源儲能系統。
閱讀詳細內容龍眼脫粒機
龍眼脫粒機係由一連續進料系統(含一平皮帶輸送機構及一枝條夾持及殘枝輸出機構)、一壓折脫粒機構、一枝條夾持及殘枝輸出機構及一果實收集槽等三部分所組成,其中該連續進料機構係由一平皮帶輸送機構及一組互相平行,反向迴轉之夾持皮帶所組成之枝條夾持及殘枝輸出機構,主要作為夾住果實枝條後,藉由該兩根螺紋反向旋轉之拉力將成串龍眼果實的枝條拉入,並於壓折脫粒機構處進行單粒化脫粒,該壓折脫粒機構係由上方的可動壓折刀片及下方的固定壓折片所組成,兩片的間距可依果梗直徑大小調整,可動壓折刀片由一馬達驅動一偏心螺桿傳動之,藉由上下壓折刀片將輸送進來的成串龍眼果實予以單粒化。脫粒完成之單粒果實隨即因地心引力掉下果實收集槽內。而脫粒完成之果梗殘枝則被殘枝輸出機構拉至機台側面排出機體之外,該連續進料系統係由小馬力之馬達驅動之平皮帶組成。
閱讀詳細內容果粒脫粒機
荔枝脫粒機係由一進料機構、一壓折脫粒機構、一殘枝輸出機構及一果實收集槽等四部分所組成,其中進料機構係由兩根互相平行,反向迴轉之螺紋桿組成,主要為夾住果梗後,藉由該兩根螺紋反向旋轉之拉力將荔枝成串的枝條果實拉入,並於壓折脫粒機構處進行脫粒,該壓折脫粒機構係由上方的可動壓折刀片及下方的固定壓折片所組成,兩片的間距可依果梗直徑大小調整,可動壓折刀片由一馬達驅動一偏心螺桿傳動之,藉由上下壓折刀片將輸送進來的成串荔枝果實予以單粒化脫粒。脫粒完成之單粒果實隨即因地心引力掉下果實收集槽內。而脫粒完成之果梗殘枝則被進料機構拉至機台另側的殘枝輸出機構排出機體之外,該殘枝輸出機構係由一馬達驅動之平皮帶組成。
閱讀詳細內容農產廢棄物堆肥化處理的前處理機械
生機系 王豐政副教授  尤瓊琦教授  何長庚 
本技轉案之Know-How介紹如下: 1.建立已經取得發明專利之ㄧ貫化農產廢棄物堆肥化處理機械系統之商品化零組件規格。 2.建立已經取得發明專利之ㄧ貫化農產廢棄物堆肥化處理機械系統之工程組合圖示。 3.建立已經取得發明專利之ㄧ貫化農產廢棄物堆肥化處理機械系統之標準操作與維修手冊。
閱讀詳細內容農產廢棄物堆肥化處理的前處理機械設備
生機系 王豐政副教授  尤瓊琦教授  何長庚 
本機械包括進料粗選平台、進料螺旋輸送機、雙軸輥壓碎裂、擠壓脫水等裝置。各部功能介紹如下: 進料粗選平台:具有可調整傾斜角度之進料作業平台,以人工篩選出雜質。 進料螺旋輸送裝置:進料螺旋輸送機及等距擋板之出料帶式輸送機。 雙軸輥壓碎裂裝置:具雙軸粉碎刀(5Hp,3相馬達及行星式減速機傳動),各軸上裝有26片切刀(切刀直徑198mm,厚度15mm,具有8個刀爪)用以輥壓碎裂農產廢棄物料至5~7cm 之長度。 擠壓脫水裝置:其脫水壓力可調與脫水均勻,使農產廢棄物含水率自70~90%wb以上能穩定減低至60%wb以下。 出料輸送機。
閱讀詳細內容應用於農牧設施之智能型監控系統
一種智能型自動監控系統,包含複數傳感器、一接收器、複數現場控制器,其中該傳感器具有一感測器偵測周遭環境參數並輸出感測訊號、一定位單元與其他傳感器之定位單元連結以進行定位並輸出定位訊號、一處理器將該感測及定位訊號由類比訊號轉換成數位訊號,以及一無線發送裝置將該數位訊號輸出至該接收器,該接收器可根據定位訊號精確掌控不同區域之環境參數,當環境參數不符標準或需求時,該接收器可下達指令給現場控制器以調整不同區域之環境參數至適當範圍或數值。
閱讀詳細內容葉菜割根收穫機
生機系 盛中德教授  黃明仕  施銘華 
本創作係一種葉菜割根收穫機,包含有一車體、一驅動單元、一活動架、一縱向輸送單元、一升降架、一切割刀具、二導引板以及二犛刀;其中,該驅動單元設於該車體且用以驅動該車體,該活動架可旋擺地設於該車體上,該縱向輸送單元設於該活動架上,該升降架可升降地設於該活動架之前端,該切割刀具設於該活動架底端,該二導引板設於該升降架之兩側,該二犛刀設於該升降架之兩側且位於該二導引板之間。藉此,該葉菜割根收穫機可避免機架遭田間土石或其他外物碰撞而損傷,亦可避免損傷周邊未採收的作物。 計畫執行機關∕系所:生物產業機電工程學系
閱讀詳細內容真空乾燥機中即時檢測農產品含水率的技術裝置
生機系 盛中德教授  黃明仕  施銘華 
本創作提供一種即時檢測真空乾燥設備中農產品含水率的技術與裝置,其包含有一機台、一秤重感測機構、一無線發射器以及一終端處理器。該機台具有一腔體以及一轉動架旋轉設於該腔體內部,用以輸送農產品;該秤重感測機構設於該機台之轉動架,該秤重感測機構用以供農產品置放及感測農產品的重量,以產生一重量資訊;該無線發射器電連接該秤重感測機構,用以將該重量資訊無線傳輸;該終端處理器無線連接該無線發射器,用以接收該重量資訊並轉換成一農產品含水率,讓操作者能即時觀察農產品的乾燥程度,節省取出檢測工序,且操作者在管理上更為便利。
閱讀詳細內容種禽辨識方法
生機系 盛中德教授  黃明仕  施銘華 
本發明係一種種禽辨識方法,包含有下列步驟:(A)一影像擷取單元擷取公-種禽、母-種禽、公-非種禽、母-非種禽之影像,並回傳影像至一處理單元;(B)該處理單元利用人工智慧的影像分析技術分析影像中禽隻之外觀特徵,建立公-種禽、母-種禽、公-非種禽、母-非種禽的四種選拔標準;以及(C)該影像擷取單元擷取禽隻影像,並將影像回傳至該處理單元,該處理單元比對該禽隻影像與選拔標準,判斷該禽隻係符合哪一類的選拔標準。藉此,藉由人工智慧的影像分析技術建構四種禽隻選拔模型,即可透過該種禽辨識方法,辨識禽隻的性別及其是否為生育性能優良種禽。
閱讀詳細內容葉菜整株作物採收機
生機系 盛中德教授  黃明仕  施銘華 
本創作係一種葉菜整株作物採收機,包含有機架、驅動裝置、以及切割裝置,切割裝置具有固定刀片、以及活動刀片設於固定刀片上方且可受驅動裝置驅動而往復移動,固定刀片具有第一主體設於機架、以及多數第一齒部設於第一主體之前側,活動刀片具有第二主體設於機架、以及多數第二齒部設於第二主體之前側,各該第二齒部係呈三稜錐狀,活動刀片往復移動的過程中維持貼抵於固定刀片。藉此,葉菜整株作物採收機可深入土壤中切割作物的根部以保有作物的完整性,且於採收的同時可鬆動土壤,利於採收作業,並能使刀具不容易鈍化。
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