生活科技大透視：250種現代機器運轉的祕密

名人推薦：一把進入科技世界的鑰匙
黃能堂
國立臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系 教授

有人對科技產品趨之若鶩、時時追求科技時尚，也有人視科技產品如洪水猛獸、而採避之唯恐不及的態度。然而，在科技產品無所不在的現代社會中，不論你我面對科技的心態如何，都無法避免科技對我們的衝擊與影響。
在現代生活中的食、衣、住、行、育、樂各個層面，在在都與科技息息相關，科技提供我們生活上的便利、或協助解決我們所面臨的問題。例如，藉助便利的大眾運輸工具，我們可以在都會中悠游自在；搭乘高速鐵路或客運班機，我們可以...

第一章 居家

電力如何書送到你家?
為什麼壓力鍋可以很快把食物煮熟?
網際網路的世界到底有多神奇?
即使不出門，我們每天在家也會使用很多科技產品，
只要打開你的眼睛、動動你的雙手，
你也能透視他們的小祕密！

1家庭自動化
虹吸管教授，在智慧型房屋中，門窗為什麼會自動開關呢？
小雅，這一切都是家庭自動化系統的功勞！在智慧型房屋中，人們可以採用全自動的方式控制家中所有的電器，例如：暖氣、燈、電視和鐵門等等。

一旦有人闖入房子，【警報器】立刻發送簡訊或電子郵件給保全公司。保全人員和屋主透過網際網路，接收屋內攝影機傳來的影像，對房子進行遠端監控。

當屋主的車子接近時，車庫門就會自動打開。

所有電器都是由電腦控制，不過最終還是要服從屋主的命令！

屋子安裝的【觸控式螢幕】，可以控制所有的電器。
　
【空調】可設定啟動的時間及溫度。出門在外的屋主可透過電話或網路，從遠方啟動暖氣，一回到家就能享受理想的室溫。

院子的【澆水器】會在夜間自動開啟，並根據地面感應器偵測到的土壤濕度，噴灑適當的水量。

陽光太強時，【窗帘】會自動垂下來。屋主也可利用遙控器控制窗帘。
　
這是一間智慧型房屋，屋主可以跟房子「溝通」喔！

房間有人時，燈才會亮；早上醒來時，燈光會比較柔和；假日外出時，燈還會隨機開關，製造出有人在家的假象。

電腦偵測到食品上的電子標籤，得知【冰箱】內有哪些食物，然後比對記憶體中的資料庫，列出可用的菜單以及缺少的食物。

【主電腦】可接收遙控器、感應器、甚至網路傳來的訊息，然後對所有家電發出指令。

自定行程：自行預設一連串的工作流程。
1 起床行程
啟動咖啡爐、拉開窗帘、打開收音機。
2 離家行程
關掉暖氣、關燈、啟動洗碗機、打開車庫大門。
3 電影之夜行程
拉下螢幕、降下投影機、調整室內光線。

知識加油站
早在西元1958年的電影「我的叔叔」中，就已經出現智慧型房屋了。但電影的結局是：所有屋主都變成主電腦的奴隸呢！

未來
未來的房屋不只是智慧型房屋，而且非常環保的房屋，不但非常節約能源，甚至可自行發電呢！


2 自動大門
油菜教授，學校的大門好聰明，居然會自己打開和關上耶！
阿泰，這些會自動開關的門叫作自動門！它們是由門上的控制器所操控。當你按下遙控器，就可以啟動控制器，執行記憶體中的開門行程。

1 遙控器發出代表開門指令的無線電波，由門上的天線接收後，再傳給【控制器】。
2 控制器就會啟動【馬達】，拉動操縱杆，把門拉開。
3 開門幾秒鐘後，控制器又對馬達發出【關門】指令。
4 關門的過程中，如果紅外線感應器的【光柵】感應到物體通過，控制器會立刻停止關門，再度啟動開門行程。
紅外線感應器可監測自動門周圍的情況，保障人車安全。
5 等到門關好了，控制器就會回到【最初的待機狀態】，等待下一次的指令。

控制器會思考嗎？
控制器不是真的會思考！控制器的記憶體記錄了很多指令，例如：「關門後，要回到最初的待機指令」；或是「關門的過程中，如果光柵感應到有物體經過，就再度啟動開門行程」。自動裝置的「智慧」，只限於執行這些預先設定好的指令。
知識加油站
房子的不同入口通常會裝設不同種類的門，例如：鐵捲門、吊門、軌道門等等。不過只要是自動門，開門的行程都相同，只是把門打開的方式不同。
另類應用
房屋的遮陽棚也可裝設自動化系統，利用感應器偵測日照和風的強弱，再啟動相應的行程。例如：如果太陽很大、風又很弱，就把遮陽棚打開；如果太陽不大、風又很強，就把遮陽棚收起來。
科學教室
3自動化技術
所有的自動化技術都有三大結構，分別是控制器、感應器和驅動裝置。控制器負責接收從感應器所傳來的資訊，經過判斷後，對馬達、燈光等驅動裝置發出指令；這個過程就像大腦接收從皮膚、眼睛等感官傳來的訊息，經過思考後，再對身體各部分發號司令。
工廠自動化控制
在右圖中，三隻機器手臂一字排開，把巧克力裝進盒子裡，每隻機械手臂負責裝滿一排；方法是先夾起下方台子上的巧克力，然後放進上方盒子的空格中。
這組自動化系統可以24小時運作，每分鐘可裝完24盒巧克力。
工作人員可以透過【控制介面】來調整機器運作的流程。　
1 機器手臂有【攝影機】作為【感應器】，負責拍攝巧克力的分布狀況。
2【控制器】由攝影機傳來的影像，計算出拿起巧克力的最佳路徑。
3 控制器命令機器手臂的馬達，按照最佳路徑運轉。
2 全自動洗衣機
只要把髒衣服放進全自動洗衣機，設定好洗衣行程，就能輕輕鬆鬆的把衣服洗乾淨！
1 【感應器】負責偵測洗衣蓋有沒有關、水量多少。
2 【控制面板】有許多預設的洗衣行程，每個行程都是一連串完整的指令。
3 洗衣時，【幫浦】、【電阻器】和【馬達】會按照行程啟動和關閉，帶動洗衣槽運轉。

3 自動照明設備
自動照明設備必須具備兩個條件才會啟動：天黑了，以及有人經過。
1 晚上，【感應器】偵測到有人經過，立刻通知控制器。
2 【控制器】會把燈打開，同時啟動定時器。
3 【燈光】會持續一段預設的時間。
　

第一章 居家

電力如何書送到你家?
為什麼壓力鍋可以很快把食物煮熟?
網際網路的世界到底有多神奇?
即使不出門，我們每天在家也會使用很多科技產品，
只要打開你的眼睛、動動你的雙手，
你也能透視他們的小祕密！

1家庭自動化
虹吸管教授，在智慧型房屋中，門窗為什麼會自動開關呢？
小雅，這一切都是家庭自動化系統的功勞！在智慧型房屋中，人們可以採用全自動的方式控制家中所有的電器，例如：暖氣、燈、電視和鐵門等等。

一旦有人闖入房子，【警報器】立刻發送簡訊或電子郵件給保全公司。保全人員和屋主透過網際網路，接...

第一章　居家生活
1家庭自動化
2 自動大門
3自動化技術
4 電
導電性
5 鎖
6 警報系統
7 吸塵器
8電動機
9 燈
10 多媒體機上盒
11 電視
12 平面螢幕
13 CD和DVD光碟機
14 光和雷射
15 喇叭和麥克風
16 家庭劇院
17 數位相機
18 記憶體
19 電腦
20 微處理器
21 滑鼠和鍵盤
22 印表機
23 掃描器
24 數位化
25 網際網路
26 石英錶
27 電池和電池組
28 電視遊樂器
29 擴增實境
30 遙控玩具
31 電磁波
32 壓力鍋
33 咖啡壺
34 烤麵包機
35 簡單機械
36 微波爐
37 電磁爐
38 洗碗機
39 冰箱
物質的三態變化
40 水龍頭、存水彎和電熱水器
41 馬桶
42 中央暖氣系統
43 暖氣機
44 電子體重計
45 吹風機、牙刷和噴霧罐
城市生活
46 行動電話
47 MP3播放器
48 自動販賣機
49 拆除建築物
50 垃圾車
51 工程作業機械
52 消防車和消防裝備
53 電扶梯
54 電梯
55 自動化櫃台和條碼
56 金融卡
57 提款機
58 電子書
59 互動電子白板
60 聽診器、耳鏡和血壓計
61 機器外科醫生
62 眼鏡和助聽器
63 顯微鏡
64 醫學影像
65 發電廠
能量
66 家庭用水
第三章　休閒生活
67 直排輪和滑板
68 球
69 計時
70 電子裁判
71 遊樂園
72 空氣槍
73 虛擬實境模擬器
液壓千斤頂
74 弦樂器
75 管樂器
76 合成樂器
77 聲音
78 風箏
79 帆船
複滑輪
80 水肺潛水裝備
81 滑雪板和固定裝置
82 壓雪車和造雪機
83 纜車和升降椅
84 聯合收割機
85 無土栽培
86 自動擠奶機
87 無線射頻身份驗證
88 天文望遠鏡
89 透鏡、稜鏡和反射鏡
第四章交通工具
90 登山車
運動平衡
91 汽車
92 安全氣囊和障礙物偵測器
93 混合動力車
94全球衛星定位系統（ＧＰＳ）
95 雷達測速照相器
96 交通號誌
97 加油站
98 列車
99 鐵軌和道岔
100 電話語音辨識
101 發動機動力船
螺旋槳
102 核子潛水艇
壓載艙
103 晶片護照
104 安全檢查
105 機場雷達
106 飛機場
107 飛機和滑翔機
空氣動力學
108 駕駛艙
109 彈射座椅
110 熱氣球和飛艇
111 直升機
112 火箭
113 太空梭

第一章　居家生活
1家庭自動化
2 自動大門
3自動化技術
4 電
導電性
5 鎖
6 警報系統
7 吸塵器
8電動機
9 燈
10 多媒體機上盒
11 電視
12 平面螢幕
13 CD和DVD光碟機
14 光和雷射
15 喇叭和麥克風
16 家庭劇院
17 數位相機
18 記憶體
19 電腦
20 微處理器
21 滑鼠和鍵盤
22 印表機
23 掃描器
24 數位化
25 網際網路
26 石英錶
27 電池和電池組
28 電視遊樂器
29 擴增實境
30 遙控玩具
31 電磁波
32 壓力鍋
33 咖啡壺
34 烤麵包機
35 簡單機械
36 微波爐
37 電磁爐
38 洗碗機
39 冰箱
物質的三態...