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「2020台北創新技術博覽會」於9月24~26日於台北世貿一館舉行,中原大學共參展8件技術,榮獲1鉑金,1金,1銀4銅好成績。

電子工程學系陳世綸教授以「移動平均低通濾波裝置與方法 (Moving average low-pass filtering device and method)」勇奪年度鉑金獎。本發明為一創新低通濾波器架構,此架構結合移動平均濾波的概念,利用前一次濾波的結果乘以一個倍率,再與新的輸入相加來近似輸入訊號的總合,如此可有效減少計算輸入訊號總合的數量。相較於傳統低通濾波器架構,本發明具有固定單一硬體架構可支援多樣輸入訊號之新穎性,與低成本、低硬體複雜度、高彈性與高效能之進步性。本發明有效節省平均約46%硬體成本,運算時間平均下降約9.6%,可廣泛應用於各式電子產品如穿戴式裝置、物聯網、手機、平板電腦等產品中。

電子工程學系黃世旭教授以「乘積累加裝置及其方法(Multiplication accumulating device and method thereof)」榮獲金牌。在數位訊號處理 (digital signal processing) 的應用中,乘法累加運算扮演著非常重要的角色。本發明專利技術針對乘法累加裝置 (multiply-accumulate device) 提出一創新的電路架構,將高位元的加法及累加運算整合於乘法器之部份乘積化簡 (partial product reduction) 過程,因而可減少加法及累加運算所需的進位鏈 (carry chain) 的長度。實驗結果顯示,我們經由減少進位鏈 (carry chain) 的長度,不但可以有效降低臨界路徑時間延遲 (critical path delay),亦可以大幅降低功率消耗。

機械工程學系丁鏞教授以「觸控反饋模組(Haptic feedback module)」技術榮獲銀牌,本發明專利為一薄型陣列式觸動力回饋振動裝置。利用數種薄型設計之壓電元件,結合特殊設計之貼附固定機構,使壓電元件產生之較大較佳之振動形變或模態,而能適當拍擊輸出板面,予(手指)受體產生明顯之力回饋感。數片矩形或圓形之壓電元件各貼附於配合之金屬振動板結構,以適當之排列貼附固定於被拍擊輸出板面。另配合例如面板操作,輕觸時,壓電片是以正壓電效應作為感測器使用,可立即感受外力,從而使驅動電路發送適當控制訊號,驅動壓電片使之產生之振動形變。故此種設計利用壓電正逆壓電效應,使之幾乎同時具有感測器與致動器之功能之智能材料。本發明件可提供觸控面板等裝置之局部或全區域產生有效的力回饋振動效應,且結構組件均極為薄化,且結構組件使用少,整體結構簡單。故具有製程簡化、低價格等優點。相當適合於電腦、手機等愈來愈薄型化之趨勢。

丁鏞教授同時以「壓電獵能裝置(Piezoelectric energy harvester)」獲得銅牌。

本專利為能產生高形變或高電壓輸出之壓電材料元件。當外力施加於壓電材料結構時,結構受力而產生形變,因壓電之正電壓效應(piezoelectric direct effect)產生電壓訊號。該複材結構重量很輕,可以承受相當大外力而不損壞且回復能力佳,另可依應用需求製成各種形狀,相當適合作為獵能裝置。此外,研發團隊還設計了一個無外接電源需求之自主電路能源管理系統,根據預先所設定之儲能或直接供應應用端所需能量對應之電壓準位,實施包括直接供應模式、供應加充電模式、以及電池輔助供電複合模式三種模式之自主式切換。目前所設計的獵能裝置尺寸適合放於休閒運動鞋或自行車腳踏板,以2Hz左右之操作方式推論,在一段時間內可產生約10mW之能量。

化學工程學系劉偉仁教授的「螢光玻璃陶瓷材料、其製造方法及包括其的發光裝置(Fluorescent glass-ceramic material, method for manufaturing the same, and light emitting device including the same)」技術為一兼具低特性溫度及高光學性質之硼酸鹽玻璃,此系列玻璃藉由添加功能性元素添加,有效地將玻璃轉換溫度(Tg)、玻璃軟化溫度(Td)降低至攝氏500 度以下,穿透率於可見光波段(390至780nm)達70%以上,於LED照明封裝上具備相當良好之特性。而目前市售之LED多以環氧樹脂及矽樹脂進行封裝,於高功率系統下將面臨老化及黃化等相關問題,因而降低其發光效率,若以此玻璃取代環氧樹脂及矽樹脂作為LED封裝材料,將可有效提升其熱穩定性及光學特性。此螢光玻璃陶瓷片未來有機會推廣到LED封裝廠、面板廠以及螢光粉的製造廠商,未來可用在照明與顯示以及高功率LED的相關產品。目前廠商實測結果顯示,透過藍光晶片與黃色螢光玻璃陶瓷片,可高達到~150 lm/W的流明效率,未來極具應用潛力!

生物科技學系吳宗遠教授開發之「重組桿狀病毒及其用於偵測節肢動物媒介病毒的用途(Recombinant baculoviruses and theis use in detecting arthropod born virus)」技術榮獲銅牌。本技術為針對具披膜之病毒研發安全與低成本之檢驗試劑。以安全的重組桿狀病毒取代待測試之危險病毒如屈公熱病毒、日本腦炎病毒或茲卡病毒等,另以重組桿狀病毒呈現技術取代重組蛋白做為抗原,減少了重組蛋白的生產與純化等生產成本,創新的技術思維使此發明具有極高的商業應用價值。

電子工程學系高慧玲教授單晶三族氮化物的形成方法(Method for forming single-crystal group-III nitride)」獲銅牌肯定。本發明採特殊轉印方式,將CVD 成長之單層二硫化鉬置於矽基板上,並於其上以低溫沉積單晶氮化鋁薄膜。由於單晶氮化鋁薄膜是氮化鎵磊晶之種子層,一旦能於矽基板上製作單晶氮化鋁薄膜,則以三族氮化物為主之高功率元件不僅可於成本較低之矽基材上研製,更可與當前半導體矽製程整合。由於本發明是一種「凡德瓦磊晶」概念的具體實現,其中二維材料二硫化鉬的成長及轉印技術,以及低溫單晶氮化鋁薄膜沉積的技術均已成熟,實驗數據的重複性非常高。商品化的實現只待大型機器之大面積製作,而由於製程與目前矽半導體相容,大型機器均已常見於各生產線上,因此預估並無商品化障礙。

 

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