2007年3月8日 星期四

Homework 2

b94611001 歐陽太閒

P2.1:

a.首先是一個骨骼機構的Flash遊戲,人體機構可以進行千變萬化的運動,也讓人類得以在地球上生存下來,和其他物種競爭.

(from:wireframe)

b.人體能進行如此豐富的動作,是由於精細的骨骼和關節與肌肉在神經的控制下的互動結果.
而以機動學的觀點,這些骨骼和關節便是運動結和連桿.在人體上中以球形對和旋轉對居多.
而由於生物體骨骼生長的限制和生物進化的原則,最後人體的骨骼體系以這兩類簡單的結構組成.
如下圖:

旋轉對如指關節,膝關節等,球形對如髖關節等.
由這些基本的機構,人類可以抓握,跑步,抬頭等等,成為自然界最複雜的的生物之一.
而由於生物體骨骼生長的限制和生物進化的原則,最後人體的骨骼體系以這兩類簡單的結構組成.
頭頸關節

脊椎

肩關節

腕關節

髖關節

膝關節

踝關節



P2.2:

人類在進行發明的過程中通常經過一段無法解析的思維過程,然而在今日快速發展的社會裡,若完全依靠靈光一現進行研發,則無法預期成效,也是管理的大忌.故工程設計的有效訓練對一個有生產力的工程師來說是有其必要的.而若要進行可以預測的研發(也就是合成)則必須先進行分析的逆向工程訓練.以避免設計出不可行的方案,或重新發明輪子.

而一創造或發明如何合理化,可進入量產,則必須經過一連串的過程,例如若要發展一可在空中進行低廉,自給自足,大量長期氣候觀測的氣球,那麼問題需求可以模糊地定為在高空自給無人載具,並可承載精密觀測儀器.
其背景則為在衛星太過昂貴,而地面觀測又不全面的情況下,無人價廉的高空觀測器就是很好的替代品.
所以,此研發的目標便是低成本,高承載,自行存活的空中載具,
更進一步我們便可訂出其性能規範,例如承載可達20kg,可以自行定位在某一經緯度,可以在20~50km高的平流層以某種能源永久存活,並且有高度的安定性.

接下來,觀念例如:可能使用太陽能為動力,利用GPS定位,現有的合成纖維,和避免同高度飛行器撞擊的警示裝置,強力無線電,節能的定位馬達等便會出現,就可以開始進行分析和評估,而工程訓練的效果最會發揮於此過程,也是學習曲線的整合.例如若使用鈽電池可能成本太高,且有安全顧慮,而以飛船形式存在可能利於航行但不利定點等,便可淘汰掉大多數的方案,以便進行細部的設計,就必須結合各領域的工程師和電腦軟體進行分工,進行各部份的詳細規劃和成本精算,最後便可將幾個方案製作原型,檢驗是否符合一開始的性能需求,並且嘗試裝載部份儀器,以便進行量產前的修正.若有錯則回到前面的步驟.最後選出表現最佳的原型,進行大量生產.

以上的過程便是經過訓練,有管理的發明創造,可以避免無謂的研發成本浪費(如許多叫好不叫座的高科技產品),也可以避免無頭蒼蠅式的胡亂投產,使得績效低落.所以工程設計之訓練是絕對必要的.

P2.3:

%code:
M=1+10; %M=(學號最後兩位數字值)+10,
x=[1:10]; %x=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
y=x.^(1/M); %y= x^(1/M)
graph=plot(x,y);%用plot(x,y)繪出y=f(x)之關係線。
xlabel('x'); %圖表設定
ylabel('y');
title('Homework P2.3');
grid on;

%結果
M =
11
x =
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
y =
Columns 1 through 6
1.0000 1.0650 1.1050 1.1343 1.1576 1.1769
Columns 7 through 10
1.1935 1.2081 1.2211 1.2328

%圖表

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