在我高中時期,我們的科學展覽小組由小瑜、小夫和我組成。小瑜總是充滿創意,這次她提出了一個令人振奮的想法——利用腦波來控制物體的運動。這個想法如同一道閃電,瞬間引起了我們的興奮與期待。想像一下,能夠透過意念操控物體,對於我們這些熱愛科技的學生來說,無疑是一個充滿未來感的挑戰。
然而,隨著討論的深入,我們漸漸發現,這個夢想背後隱藏著重重挑戰。作為負責技術研究的我,開始進行了一系列的文獻調查,深入探索腦機介面(BCI)技術的現狀。根據我的研究,腦電圖(EEG)是一種主要的工具,可以捕捉腦波信號。儘管已有一些研究顯示,BCI技術在醫療領域有所進展,如幫助瘫痪患者控制機器手臂,但在我們的應用中,卻面臨著多重挑戰。
腦波信號的捕捉和解讀存在許多困難。首先,這些信號受到環境噪音和使用者的心理狀態影響,導致信號的穩定性和可靠性無法達到實際應用的需求。此外,將腦電波轉化為運動指令需要複雜的算法,通常涉及深度學習和模式識別技術。這些技術在當時仍主要局限於專業實驗室,距離我們的需求有相當距離。
更重要的是,儘管我們的學校正對面是慈濟醫院,能夠利用醫院的先進設備進行研究,但我們在製作成本和時間投入方面仍然面臨巨大的壓力。亞洲的父母普遍對子女的學業期望很高,尤其希望我們能夠考上像台灣大學這樣的名校。在這樣的背景下,追求一個看似不切實際的科學夢想,無疑會讓我們的努力遭受更多的質疑和壓力。
我整理了一份詳細的報告,分析了腦波控制技術的現狀與未來發展方向。在團隊會議上,我強調,如果我們選擇這一方向,將需要投入大量的時間與資源,且最終的結果能否達成仍充滿不確定性。這份報告讓團隊成員重新評估了我們的目標,並為接下來的決策提供了數據支持。
最終,小瑜在面對技術的局限和時間的壓力後,決定退出團隊。看著她懷著失落的心情,我感到一陣心痛。雖然她的想法充滿了夢想,但在現實面前卻無法實現。我的研究讓我們避免在不切實際的方向上浪費時間,這讓我暗自感到一絲欣慰。
隨著小瑜的退出,我們的物理老師開始關注我們的狀況。他提出了一個新的項目方向——關於「視覺錯覺」的實驗。他認為,作為高中生,我們的能力仍有限,因此這個題目既符合我們的技術能力範圍,又能夠讓我們發揮創意。
我們決定利用光柵的移動來創造靜態圖像動起來的視覺錯覺。具體來說,我們拍攝了一段運動的影片,然後將影片分解成多幀靜態圖像。這一過程涉及到數學中的向量運算和物理學的運動學原理,這不僅是理論的應用,還是對我們技術能力的考驗。
我主導使用 Mathematica 這款強大的數學計算軟體,這讓我能夠進行複雜的數據處理與可視化。我們需要計算光柵的移動速度與每幀圖像的錯位距離,以實現這個視覺效果。運用物理學中的運動公式 v=d/tv = d/tv=d/t,我們確定了光柵的移動速度,並精確計算了每幀圖像的間隔。
在拍攝階段,我們選擇了一個簡單的棒球揮棒動作作為主題,並在棒球場進行實地拍攝。這過程中,我們進行了多次的試拍與調整,確保每幀圖像的質量和連貫性。當我們最終完成這個展現視覺錯覺的作品時,那種成就感無法言喻。
這個項目雖然沒有腦波控制那麼前沿,但它讓我們深刻體會到,科學實驗不僅依賴於創新的構想,還需要與現實的技術條件相契合。這次科展的經歷告訴我們,無論是多麼大膽的想法,都需要考慮技術的可行性。透過精確的計算和技術實現,我們成功展示了科學的魅力。
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