理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    腳底壓力辨識系統對於穿著不同鞋種的機器學習與特徵組合之研究
    (2023) 許家維; Hsu, Chia-Wei
    物聯網應用在近年生活中越來越廣泛,像是智慧型手機、智慧手錶與電腦等,皆讓人類的生活更加便利,為了快速且更安全的身分認證來解鎖相關設備,生物辨識技術扮演了非常重要的角色,此技術相較於傳統文字密碼而言,不易被偽造且安全度較高。在過去的腳底壓力分析的研究中,大多皆以赤腳為主要實驗條件,對於在多鞋種相關的條件下研究較少,其使用成本較高的設備進行研究,因設備成本較高對於腳底壓力辨識技術廣泛的應用較為困難。本論文主要在探討受測者穿著多鞋種的情況下,使用腳底壓力辨識技術搭配機器學習與特徵進行身分辨識,最終分析不同機器學習與多特徵組合之辨識率、訓練時間和鞋種。實驗結果顯示使用隨機森林 (Random Forest, RF)在多鞋種實驗中可以達到最佳辨識率77%,訓練時間為2.83秒是所有機器學習中訓練時間最快;其在單一鞋種實驗中可以達到86%辨識率並發現慣用鞋能有更高辨識率。
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    腳底壓力辨識系統結合機器學習之分析與研究
    (2019) 陳建翰; Chen, Chien-Han
    由於近年來生物辨識技術的興起,讓認證方式不再同於以往的帳號密碼,不僅使生活更為便利且其安全程度也更為可靠,不過在廣大的生物辨識市場之中,系統成本與辨識度考量下要如何達成平衡一直都是辨識系統難以普及化的重點議題之一,在過去研究發現,系統在特徵提取的結果與系統著重於機器學習效果的比例較少,在訓練時所耗費的成本也較無研究。本論文主要在於研究探討分析腳底壓力資訊取出特徵,並與機器學習搭配組合,創造出快速取得腳底壓力資訊且快速訓練且擁有高準確率的系統模組,接著並進一步根據系統辨識率與感測器感測狀況來調整數量達到節省成本的目的。實驗結果顯示我們所開發的系統不僅在辨識結果上有不錯的成績,在訓練處理時時間與辨識時間上也能達到良好的效果,成本上也比先前的便宜,並獲得對此系統普及化與實作上有助的資訊。
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    以簡易且低成本的多掛載基之紫質於作為高效率之太陽能電池光敏染料
    (2013) 安培; Ram Ambre
    以簡易且低成本的多掛載基之紫質於作為高效率之太陽能電池光敏染料 太陽能光敏染料技術為現今替代能源技術當中相當具有潛力的領域,現今有許多的研究學者都投入大量的心力專研於開發高效率的太陽能染料電池。此論文亦致力於設計並合成可以簡易的方法且低成本合成之紫質太陽能光敏染料。 本論文共分成六章。第一章為太陽能光敏染料電池之基礎介紹。第二到五章則是關於實驗結果之討論。而最後一章則為所有結果與討論之總結。 在第一章裡,為了要說明太陽能光敏染料的工作原理,其各個組成部位,譬如工作電極,光敏染料,電解液,對電極均有被敘述討論。各種影響效率的參數亦有所討論。並且目前此領域的發展及趨勢也有相關的文獻討論。對於各種高效率的釕,紫質,和有機染料也都有做文獻的探討。 在第二章節裡,我們合成並有系統的研究了一系列的紫質光敏染料,如 Zn3S1A, trans-Zn2S2A, cis-Zn2S2A, 以及 Zn1S3A。關於這些染料上 thienyl 和 p-carboxyphenyl 取代基的數目以及位置對於光電效應的影響,我們亦有系統性的討論。在這些染料中,轉換效率的Zn1S3A (3.01%) 和 cis-Zn2S2A (2.50%) 的轉換效率高於 trans-Zn2S2A (1.80%) 和 Zn3S1A (0.20%)。這結果闡明了關於 thienyl 和 p-carboxyphenyl 取代基的數目以及位置對於染料之電子結構,電化學性質,以及光電性質之重大影響。 第三章討論的主要是包含了由兩個推電子官能基和兩個拉電子所組成的紫質染料,其中包括 cis-Zn2T2A, cis-Zn2U2A, cis-Zn2S2A, cis-Zn2TH2A, cis-Zn2TC2A, cis-Zn2BC2A 和 cis-Zn2TPA2A 。這些由兩組推拉電子基所組成的紫質染料顯示出了當推拉電子基有所不同時,其電子注入電極的效率亦不同。此些染料中 cis-Zn2BC2A 擁有最高的效率, 4.07%。此外,此類由兩組推拉電子基所組成的染料表現出比單一拉電子基染力更高的化合物穩定性。 第四章中,我們合成了新的紫質染料Zn1T3A, Zn1U3A, Zn1S3A, Zn1TH3A, Zn1TC3A, Zn1BC3A 和 Zn1TPA3A 其在 meso 位置擁有三個 p-carboxyphenyl 以及一個推電子基。此些化合物的電化學和能階分布結果顯示他們適合用於太陽能光敏染料之研究。由衰減全反射紅外線光譜我們得知,此些紫質以兩個 p-carboxyphenyl 基掛載於二氧化鈦表面。儘管只擁有一個推電子基,但Zn1TPA3A (5.26%) 和 Zn1TH3A (5.36%) 確有筆掛載兩組推拉電子基的紫質擁有更高的效率。 在第五章中主要為討論新的單氧紫質及其鋅錯合物的合成,及其光譜鑑定;包括可見光光譜,質譜,核磁共振光譜,晶體。雖然此些單氧紫質及其鋅錯合物的效率非常的低,但他們讓環修飾的紫質類更往太陽能光敏染料跨進了一步。 最後一章即是概括並總結前述五章節。在所合成的染料中,效率的分布有低 (0.20% ,Zn3S1A) 有高 (5.36% ,Zn1TH3A)。我們的染料主要的優勢乃在於低成本,簡易的合成,以及較好的穩定性。此論文主要也是指導如何思考並設計此類低成本,高效率,且穩定的染料。