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8.CH6科技與材料 - Coggle Diagram
8.CH6科技與材料
6-3 人工智慧的生活應用
AI定義：模擬、延伸與擴展人類智慧。具感知、學習、記憶、知識、推理與語言表達力
分類：弱人工智慧（專注特定單一領域）；強人工智慧（具全方位認知與自我學習能力）
發展歷史軌跡
黎明期（1950-1970）：圖靈提出模仿遊戲，奠定機器智能評判標準
低潮期（1970-1993）：發展出基於特定規則的專家系統
發展期（1993-今）：硬體算力（GPU）突破，推動深度學習與大數據商用
大數據特徵：海量數據規模、高流速、多樣性、真實性
前沿技術與生活實務
GAN技術：生成網路與判別網路對抗學習（應用於車流模擬、貨物運送、X光病灶輔助確認）
自然語言處理：文字與文法語意分析（應用於自動化文獻摘要、機械式智慧翻譯、多國語言即時隨身翻譯）
語音信號處理：拆解成最小語音單元「音速/音素」（語音辨識、語音合成TTS、聊天AI機器人、AI自動音樂生成）
全球性議題解決方案：利用AI應對全球暖化、預測傳染病傳播路徑、優化糧食分配、管理水資源與能源危機
影像處理之生活應用：生物特徵開機、面部辨識門禁、無人自駕車引導、室內空間智慧設計、醫學影像輔助診斷
6-2 奈米材料應用與生活
尺度定義：1奈米（nm） = 10^-9 公尺。表面積/體積比急遽增大，展現奇異光、電、磁、化學特性
自然界中的奈米機制
蜜蜂導航：體內富含磁性奈米鐵晶體粒子，感應地磁進行導航
蓮花效應：葉表面密布微米與奈米雙重乳突結構，具自潔機制，出淤泥而不染
商品應用：光觸媒（奈米二氧化鈦）殺菌防汙、PC奈米複合材料製防碎車窗、智慧醫療定點送藥膠囊
6-1 材料概論
金屬材料
鐵金屬材料：鋼鐵、不鏽鋼、鍍鋅鐵(白鐵)、鍍錫鐵(馬口鐵)
非鐵金屬材料：黃銅(銅鋅)、青銅(銅錫)、白銅(銅鎳)
生醫與航太應用：鈦基合金、鈷基合金（具高強度與生物相容性，製飛機引擎、人工關節）
高分子材料
添加劑：填充料、可塑劑、安定劑、固化劑、色料、潤滑劑
常見的熱塑性塑膠
聚乙烯(PE)：包裝袋、玩具、塑膠瓶、電線包覆、人造草皮
聚丙烯(PP)：編織袋、塑膠板材、耐熱家具、人造皮革
聚氯乙烯(PVC)：塑膠管、塑膠布、人工皮、鞋類、浴簾
聚苯乙烯(PS)：文具、發泡版、收音機外殼、塑膠杯
聚醯胺(PA/尼龍)：高強韌、耐磨，如漁網、齒輪、電器、鞋底、鞋跟
聚四氟乙烯(PTFE/鐵氟龍)：耐高溫、耐腐蝕、耐化學性、低摩擦、絕緣佳，常用於電線、絕緣、膠帶
熱固性塑膠
酚醛樹脂(PF)：質硬、電傳性低、抗化學程度高（電視、電話外殼、齒輪）
尿素樹脂(UF)：硬度高、耐磨、絕緣佳（桌面材料、碗盤、筷子、照明器具）
環氧樹脂(EP)：耐溫、耐候性佳、奈化學性及絕緣佳（高級塗料、接著劑）
聚胺基甲酸酯(PU)：耐磨損、耐撕性、抗化學性（高彈性泡綿、人造皮、坐墊）
6-4 材料科學與生活
文明變革：1750年第一次工業革命（紡紗機發明）引發結構性失業。資訊載具由真空管演進至積體電路(IC化)
生活與環保應用
日常生活：尼龍、達克龍提升衣物耐用度；光電材料研製CD/DVD；雷射材料用於外科手術與疾病偵檢
環保能源：推動資源性回收再利用。半導體材料商用化於太陽能熱水器、計算機、自駕車與無人飛機
航太國防：鋁合金與鈦合金製航太外殼；紅外線光罩材料提高雷達反制與夜視觀測精準度