課程名稱

物聯網大數據智慧機器人創意電子設計(三) 

課程代碼

EL403D

學分數

2

教師授課鐘點數

2

授課教師

陳世綸

開課系級

電子二甲

必/選修

選修

1

服務類別

(可複選)

□教育輔導 ■資訊科技 ■創意設計 □社區營造 □行銷推廣

■社會服務 □國際關懷 ■文化典藏 ■環境保護 □其他 _____

2

計畫緣由

(服務方案需求評估等內容)

        近年來因全球暖化,全球氣溫逐漸升高,受自然迫害的影響也會隨之疊加,尤其是古蹟本身存在的時代久遠,當環境氣候劇烈變化時,就會留下不同程度的損毀,高溫對原先已經破損的古蹟地板,會更加加速材質的變質,因此發想如何利用熱影像的溫度變化來維護古蹟,由於古蹟建築與現代建築不同,內部往往複雜,並不易觀察受損的地板,因此結合近年因新冠病毒而被廣泛運用的熱影像,探討逐年升高的溫度對於古蹟建築的影響,其中又以最容易遭到陽光曝曬的地板區塊為目標,找出因高溫而變異的區塊,幫助安排需要優先維護的材質,此課程預期能降低維護古蹟修復相關產業的時間及人力成本。本課程與本校室內設計系朱禹潔老師進行跨系課程上的合作,透過與室設系相互討論後,找到人工智慧對古蹟維護的實際應用,對氣候變遷快速下日漸困難下的古蹟維護盡上一份心力。

3

計畫目標

        本課程的目標是在透過走訪各個合作機構,透過室內設計系提供的熱影像儀器獲取各個古蹟的影像數據,主要以混泥土地磚、柏油、紅磚及尺磚,這四種常見的古蹟材質熱影像與原圖,並將數據進行人工智慧辨識的訓練後,得到一個快速判斷高溫材質的自動辨識模型,幫助文化資產維護單位能更加有效率的進行處理,便於其在複雜的古蹟內部,快速找到高溫變異處,減少時間及人力的成本。兩系個別的主要工作分配如下:

1.室設系:與合作單位洽談拍攝事宜及訂定詳細時間、熱影像儀器的使用教學及拍攝目標設定、熱影像數據的整理。

2.電子系:影像處理演算法設計、人工智慧模型設計、應用系統操作介面設計、辨識模型介面使用教學設計。

4

合作機構

 接受服務之組織或社區名稱:中壢國小日式宿舍、中壢新街國小日式宿舍、中壢中平路縣府日式宿舍、中壢警察局日式宿舍群      

 服務對象:桃園市中壢區日治時期宿舍類文化資產,共4,服務人數: 30*3=90人次(非修課人數)

5

課程目標

建議對象:

* 適合未來預計將進行研究所的大二同學已累積實作經歷。
* 能夠專心投入專題,花費時間研究人工智慧模型,並且能夠與組員及帶領的學長姊相互討論如何優化模型的設計
* 願意加入服務學習,參與社會公益者尤佳。
* 配合走訪合作機構進行熱影像拍攝尤佳。
* 願意參與全國競賽者尤佳。
* 願意進行學術研究與論文發表者尤佳。
* 接受程式語言、影像處理、深度學習、創新演算法發展尤佳

* IC設計等相關特訓者尤佳。

本課程為實作課程,無固定上課時間與測驗,上課方式採用分組同學與授課教師約時間討論。

6

服務方案實做形式與內容

(請以「週」為單位,介紹18週上課內容)

週次

服務學習階段

說              明

1

課程說明

 

2

與服務機構洽談拍攝熱影像合作計畫

 

3

現場勘查

 

4

相關產業實際需求溝通

 

5

實地走訪獲取影像數據

 

6

影像處理演算法開發

 

7

影像前處理實現

 

8

人工智慧模型設計

 

9

期中考

 

10

人工智慧模型訓練

 

11

檢測結果數據分析

 

12

系統修正與校準

 

13

使用者介面開發

 

14

服務場域應用規劃

 

15

相關產業使用反應回饋

 

16

在實作基地舉辦成果發表會

 

17

未來方向討論

 

18

期末考

 

(請自行增列)

7

服務學習

總時數

課程總時數: 36 

學生實際服務時數: 24 

學生團隊數:共 3 組;共 9

接受服務總人次:   30*3=90人次   (受服務人數*次數)

8

預期學生專業成長描述

1.提升學生文化素養:帶領學生走訪各個古蹟,透過實地訪查合作機構,理解文化資產的重要性,獲得更多的應用靈感。

2.學生實際儀器操作:透過與室內設計系跨領域的合作,能夠獲得熱影像等相關儀器的實際操作經驗。

3.電腦程式與生活應用的結合 : 通過此課程的設計,學生們的成果有了一個實際應用的方向,使學生更能透過所學,回饋服務社會。

9

受服務對象之預期獲益

透過本課程設計的主要有三個預期受益,一是以同時間下、同種地板材質,找到材質中的絕對高溫處,以此顯示此材質不均勻受熱的地方,以此提醒修復產業更大問題前修復;二是以不同時間下多種材質,檢測材質是否長時間高溫,無正常放熱,此種情況下易造成危險,須及時降溫或修復;三是同時間、不同材質,哪種材質相對較高溫,以此幫助相關產業安排需要優先維護的區域,此計畫預期能幫助減少修復及維護古蹟的負擔。

10

評分標準

(請納入服務方案考評方式)

服務學習30%、規劃設計20%、期末報告40%以及出席率10%。

11

課程網站

建置中,後續提供。

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