阿簡生物筆記

用西谷米做捉放法

2026-06-02T09:47:09.580+08:00

感謝棋俊老師的創意，用西谷米來做捉放法活動果然好用很多。課本上是使用圍棋子，但有用過的老師都一定會發現由於故意或非故意的原因，棋子一定會越來越少。而使用西谷米，既便宜又好標記，每人能一組，就算掉了也沒關係。當然為了避免一開始就有人吃掉，不能先把其真實身分透露出來，只能說是白色小珠珠。一人給兩個試喝的小紙杯進行操作，兩個紙杯方便倒出處理，其中一個小紙杯底部事先倒一層西谷米，這樣的數量大約130個。就算30個人一人一組，用掉將近4000顆，一整包西谷米其實還不到半包。標記的方式就只要用色筆或螢光筆就可以。我的做法就是讓學生標10個，然後就可以實作捉放法。最後回收時，再把有標記的和沒標記的分開收回，沒標記的又可以再回收使用。

粉紅渦蟲養殖場

2026-05-26T11:11:29.861+08:00

國中生物會教到兩次渦蟲，一次在無性生殖，第二次在扁形動物。課堂上播放的影片總是讓學生一提到渦蟲就直呼「好可愛！」、紛紛說著想把牠「切一切」，甚至還有幾個學生興致勃勃地說好想帶回家養。聽學生說了幾次之後，我就隨口應了一句：「那我弄個數位板的渦蟲給你們養吧！」就像過去開發教學工具一樣，先在腦海中想好具體目標，接著透過 AI Agent 協作，這款療癒系的「數位渦蟲養殖場」就這麼來了！線上連結： https://chihhsiangchien.github.io/pinky-planarian/ 數位渦蟲的技術與特色這款養殖模擬器利用了物理模擬技術，呈現出渦蟲那種軟綿綿、四處游動的動態。在功能設計上可以進行餵食，觀察牠們長大，還可以切斷再生。網頁支援 PWA (Progressive Web App) 技術。使用者可以像安裝手機

用電腦顯示MLX90640熱像攝影模組的熱像

2026-05-26T10:33:00.832+08:00

幾年前買了一個熱影像攝影模組／紅外線陣列 MLX90640（110度版本），當時搭配 Wio Terminal 一起購買，主要是將影像直接放在 Wio Terminal 的小螢幕中顯示。那時的程式碼直接套用廠商提供的範例，也沒有深入去管它的運作原理。最近重新翻出這個有趣的機器，心裡冒出一個新目標：想要把熱影像直接在電腦螢幕上呈現。畢竟在教學現場或實驗演示時，這樣才方便直接投影到大螢幕上讓大家看清楚。稍微研究了一下它的規格，原來 MLX90640 的通訊方式是 $I^2C$。那基本邏輯就很簡單了：我只要用一個開發板負責透過 $I^2C$ 把 MLX90640 偵測到的溫度數據拿回來，再透過 UART 序列通訊（Serial）轉送進電腦，最後電腦端用 Python 來處理這些數據並即時繪圖就可以了！架構： MLX90640 (感測器) → [I2C] → Wio

無線傳電的Demo教具

2026-05-22T10:49:40.631+08:00

上週研習時，學校的君翰老師帶大家做了電磁學的教具，原型是其他老師去科工館看到的。原本的設計是透過繞線圈，觀察通電後的磁場改變如何使得指北針偏轉。四周有兩處缺刻的壓克力板，對於固定繞線圈十分友善。看著繞好的線圈，我突然有了靈感，好像可以把它改造成其他教具？於是，我跟同事要了一套他的材料，拿回來摸索一下，最後成功做出了一個「無線傳電教具」。無線傳電教具成果展示先來看看實際的展示效果。下圖左邊是發射線圈（加了一些電子元件，後面會詳細說明），右邊則是接收線圈，結構非常純粹：只有漆包線圈直接接上一顆紅光 LED 燈。實驗操作時，完全不需要任何實體導線連接，只要將接收線圈逐漸靠近發射線圈，右側的紅光 LED 就會神奇地亮起來！動態演示影片如下：自製電路佈線與製作細節這個無線傳電教具的核心在於發射端的「自激

科學魔法車的兩級 RC 弛張震盪器 (RC Relaxation Oscillator)

2026-05-13T11:42:00.001+08:00

我在學校有開一個給資優生的選修課，用的是科學魔法車，是教學生電子電路應用和寫程式。在這個課程中，用的是曹老師設計的教材，其中有一個電路很有趣，是我會多花一點時間給學生玩的，就是這個兩級 RC 弛張震盪器 (RC Relaxation Oscillator)用的就是一顆反向器IC 4069，藉由四個反向器搭建出來的高頻與低頻振盪電路，確定會發出聲音之後，下一步就可以把30 KΩ 和 20 KΩ 換成可變電阻，然後就可以任意用這兩個電阻創造不同的聲音。最後再把可變電阻換掉，變成兩條鱷魚夾。然後準備一張紙，紙上用2B鉛筆畫出筆跡，延伸到紙緣，用其中一條鱷魚夾夾住。另外一個鱷魚夾就可以在筆跡上面移動，就像是可變電阻那樣控制出不同的聲音。如果設計得當，甚至是可以創造出音階，好好唱一首歌曲喔。

用micro:bit玩體感遊戲

2026-05-12T13:08:00.000+08:00

前一陣子都在玩 micro:bit，嘗試用它來做各項應用。回憶起很早以前玩 Scratch 時，除了在電腦上直接按鍵控制角色外，也可以透過一些軟硬體套件配合，利用 Arduino 來連動。後來也有軟體搭配，讓 micro:bit 能夠控制 Scratch 角色。這讓我想到：我應該可以繞過這些複雜的套件，直接用 micro:bit 來控制網頁遊戲吧？技術原理與可行性結合以下三個核心特色，就能達成硬體與網頁遊戲的互動：感測器豐富：micro:bit 內建傾斜、加速度和光線感測器，能即時產生動態數據。多元傳輸介面：數據可以透過 UART Serial（USB 線）或藍牙（Bluetooth）傳回電腦。現代瀏覽器支援：目前的瀏覽器（如 Chrome）已支援 Web Bluetooth 或 Web Serial API，可直接讀取硬體資料。

【自製運動感測器】用 Micro:bit 測量槓鈴速度：挑戰 1000Hz 高頻採樣的底層開發實錄

2026-05-12T10:54:00.001+08:00

在我的重量訓練課表中，除了肌力訓練外，也會加入「爆發力（Power）」訓練，例如舉重衍生動作或壺鈴抓舉。雖然口語說爆發「力」，但在運動科學的定義中，它更精確的定義是「功率」。爆發力的物理本質爆發力並非單純的力量，而是功率的表現。我們可以透過以下公式來理解：爆發力（Power）是力與位移的乘積除以時間，即： $$ P = \frac{F \times s}{t} = F \times v $$ 其中 $F$ 為力量（$m \times a$），$v$ 為速度。換句話說，在處理特定重量時，若能產生更大的加速度與速度，或是在更短的時間內完成更長的位移，就代表爆發力表現越佳。測量技術的挑戰在運動科學領域，測量功率通常有兩種路徑：線性位移感測器 (LPT)：測量外部負載（如槓鈴）的位移，透過時間差分算出瞬時速度、加速度與功率。

數位電路模擬器

2026-04-23T09:10:00.001+08:00

上個月一個學生問了我CPU裡面是什麼東西，雖然我口頭上簡單說了一些，但是總覺得還想多一些細節描述。回來之後，就想應該可以找數位電路的模擬器來做個web介面來解釋看看吧。以前我修資訊二專的課程時，在學計算機組織的課程時，就自己找了Digital Logic Sim這個軟體自己玩了一陣子，最後其實是可以搭出CPU的喔，但就所有要自己純手工搭建。而既然我想要弄個web介面來展示的話，就想讓AI來幫忙建一下。先說結論，最後是有搭出來，但CPU模式還是沒完整成功，但至少前幾個步驟都還是不錯的。https://chihhsiangchien.github.io/CPU-sim/我覺得前面幾個step用來解釋內部元件是蠻不錯的。

科展海報設計線上工具

2026-04-23T08:22:00.001+08:00

指導科展的倒數工作之一，就是要指導學生製作海報。許多年以前，自己還是國中生的時候，是用一張大白報紙上面先用鉛筆畫格子，然後用麥克筆一個字一個字填到格子裡。後來出現「非常好色」這樣的軟體後，改成設計海報後再切分成多張A4紙來組合出海報。如今的作法則是用向量軟體在電腦上設計海報，再將海報檔案交給廠商做大圖印製。當我跟學生說要製作海報時，告訴學生可以用哪些軟體製作，例如powerpoint，不過今年學生倒是直接想用canva來製作，我覺得也好，可以共用也有許多範本可以參考，應該還不錯吧。但等到他們交出初版海報時，倒是嚇我一跳，居然一點都沒參考範本，幾乎就是報告文字白紙黑字直接複製貼上，且圖片還用低解析度，甚至尺寸還比書面報告小。想想也不能太苛責，畢竟海報設計若要憑空想像版面配置和色彩配置，也實在困難。所以後來又花了一段時間教他們修改與微調，總算是能夠見人了。交件後，我突然想到，如果來做一個科展

重回駭入小蟻攝影機

2026-04-19T15:07:00.002+08:00

最近想起家裡有一台將近十年的小蟻攝影機，突然覺得可以嘗試讓 AI 協助我，重新駭入這台老設備，認識一下嵌入式系統。工廠測試後門：記憶卡裡的祕密當年這台攝影機在社群裡引起轟動，主因是有人發現了一個「後門」：只要在 SD 記憶卡根目錄建立一個名為 test 的資料夾，並在其中放置 equip_test.sh 腳本，系統開機時就會自動執行它。當時的我並不清楚腳本背後的邏輯，但最近透過 AI 的協助解析，終於釐清了它的運作機制。這其實是小蟻韌體在開機時的一個「工廠測試後門」。只要系統偵測到特定名稱的腳本，就會以 Root 權限執行它，這給了我們完全掌控設備的機會。腳本核心功能解析植入永久服務 (Telnet & FTP)：在 /etc/init.d/ 建立了 S88telnet 與 S89ftp 檔案，確保設備重啟後依然能透過遠端登入。替換核心服務 (HTTP

ADS-B 物理學：利用飛機 DAPs 數據重建大氣剖面與飛行分析

2026-04-19T13:52:00.002+08:00

在上一篇《ADS-B 數位觀察：分析桃園空域航線、高度與信號傳播特性》中，處理了基本的航跡數據。本篇將進入大氣物理分析。用 R 語言對 DAPs 數據的處理，將每架飛機轉化為高空探空儀，重建出即時的大氣剖面。數據清洗：確保物理分析的準確性在進行物理計算前，必須篩選出可靠的樣本。在 dashboard.R 中，確保分析的是處於穩定巡航狀態的噴射機，排除低速或起降階段的干擾： # 篩選高速、高空且具備完整參數的樣本 df <- df %>% filter(!is.na(tas), !is.na(mach), !is.na(alt)) %>% filter(tas > 100, mach > 0.3, alt > 5000) 熱力學推導：從馬赫數找回氣溫高空感測最困難的是獲取準確的「靜溫」(Static Air Temperature)，利用真空速 (TAS) 與馬赫數 (

掃地機器人裡的 Ubuntu：用 Valetudo 實現完全去雲端化的 Linux 自走車

2026-04-17T15:50:00.000+08:00

多年前買了小米掃地機器人之後，我一直很好奇它到底在背景偷偷把什麼東西傳回伺服器。為了揭開這個黑盒子，我曾嘗試將電腦偽裝成 SSID 的 Gateway，透過 ARP 欺騙 (ARP spoofing) 的方式攔截封包。雖然成功拿到了數據，但除了目的地之外，封包內容依然處於加密狀態，難以直接解密。更令人不安的是，這台機器人傳輸封包的頻率極高，它可是一直傳、一直傳，這種「不受控」的感覺實在令人不爽。直到後來，我偶然發現了 Valetudo 方案，這才解決了我的隱私焦慮。技術核心：在機器人大腦裡植入「寄生蟲」簡單來說，Valetudo 就像是在掃地機器人的系統裡放了一個寄生蟲。它會攔截原本要送往遠端伺服器的資料，將其導流至機器人內部的本地空間處理，隨後便銷毀與雲端的聯繫。這讓你的掃地機器人徹底脫離雲端監控，變成一台純粹的區網設備。安裝流程與環境準備安裝過程其實不算複雜，但對

從雲端回歸在地：我的 Raspberry Pi 5 x Moodle 5.1 實戰之路

2026-03-31T15:58:00.001+08:00

我與 Moodle 的教學應用始於 2014 年。當時得益於學校資訊組長的協助，在校內架設了專屬伺服器，為全校提供數位學習服務。然而，隨著教育體系推動主機「向上集中化」，原本校內自主管理的 Moodle 隨之關閉，我的Moodle教學模式也因此中斷了一陣子。後來，新竹縣教網辛老師推動了「M3 教育雲合作備課平台」，讓我得以接續使用。但在使用過程中，我逐漸萌生了「自主掌控」的想法。為了追求更高的客製化自由度、能隨心所欲地安裝外掛或調整版面，我決定探索「自架站點」的可能性，重新找回對教學系統的完全掌握權。尋找最適合教學現場的方案起初曾考慮租用商業雲端主機，但考量到教學需求並非 24 小時高流量，高峰期多集中在「線上測驗」時段，商業主機的持續維護成本相對較高。我也研究過的 MoodleBox，雖然它開箱即用、極為便利，但其預設將樹莓派改裝為獨立無線基地台（SSID）的模式，與我

測距桿觀察海上物體有多遠

2026-03-31T10:28:00.002+08:00

去看海時，你會不會好奇那艘船有多遠？當我們站在岸邊或甲板上遠眺，如果要知道海面上的船隻或是其他物體的距離，光靠目測是非常不可靠的。這時候你需要一根「測距桿」來幫你測量距離。一、公式來源：Heinemann 的鳥類觀測研究這套精確測距系統的核心公式，源自於 D. Heinemann 於 1981 年發表在《野生動物管理期刊》的研究："A range finder for pelagic bird censusing"。這篇文章解決了海上觀測最大的難題：地球是圓的。在長距離觀測中，海平面會向下彎曲，Heinemann 引入了「視地平線」概念，確保了測量的嚴謹性。二、幾何推論：從「平面」到「曲面」 1. 基礎階段：假設地球是平的若海面是平的，我們利用相似三角形原理：眼睛為頂點，臂長與木桿構成小三角形，眼高與距離構成大三角形。比例關係為 $x

為Garmin手錶開發Poincaré HRV Visualizer 觀察自律神經的即時變化

2026-03-31T09:00:00.001+08:00

延續前一篇開發的「即時心率顯示圖表」並順利上架後，我打算重啟一個三年前的挑戰，在手錶上繼續開發心率變異性（HRV）的圖表。這項計畫的核心在於分析「連續兩次心跳的時間間隔」（RR Interval），藉此觀察人體生理狀態的微妙變化。目前主流穿戴裝置（如 Apple Watch、Garmin）都有內建 HRV 偵測，並以此推算使用者的壓力指數。（註：雖然在穿戴裝置上我們習慣稱之為 RR Interval，但由於手錶多是透過 PPG 光學感測器偵測血流脈動，而非直接量測心臟電位，因此在生理訊號處理上，更精確的說法是偵測脈搏波峰之間的 Peak-to-Peak (PP) Interval 或 NN Interval。）而我這次的目標，是直接利用這些心跳間隔數據，繪製出能展示心臟動態規律的龐加萊圖（Poincaré Plot）。什麼是龐加萊圖？假設我們測得的一連串心跳間隔（單位為

如何在 Blogger 中呈現數學公式 (MathJax) 與程式碼高亮 (Highlight.js)

2026-03-30T10:40:00.009+08:00

之前寫文章時，遇到公式或是程式，我向來都是隨便貼，但最近覺得好像可以用一些方式寫漂亮一點，而且現在還有 AI 協助做這件事。所以這篇文章就來看如何在 Blogger 的主題設定中加入 MathJax 與 Highlight.js，並提供完整的實作範例。步驟一：修改主題 Header 區塊請進入 Blogger 後台的「主題」>「編輯 HTML」，在 <head> 內加入以下設定代碼（此處已進行 HTML 轉義，確保範例不被直接執行）：  <script> window.MathJax = { tex: { inlineMath: [['$', '$'], ['\$', '\$']], displayMath: [['$$', '$$'], ['\\['

為生殖教學設計的互動程式

2026-03-29T11:33:00.004+08:00

也許每年都會新增一些吧？但就先把目前有的紀錄在這。https://chihhsiangchien.github.io/cellDivision/Index.html細胞分裂，這個就是純粹追求視覺效果了，點細胞，細胞就會分裂成兩個。https://chihhsiangchien.github.io/mitosis-meiosis/index.html細胞分裂和減數分裂動畫。10多年前我曾經用flash設計過類似的，但後來無法更新。現在就是用js重新來一次，反而可以增加更多功能，像是拖曳染色體、標記同源染色體...或是可以選擇多對染色體，看它們怎麼移動。這若用我以前的作法，根本做不到啊。https://chihhsiangchien.github.io/ChromosomeToDNA/index.html模擬DNA到染色體的互動程式，這個印象中以前有貼過。其實就是希望把課本上的

為恆定教學設計的互動程式

2026-03-29T11:14:00.002+08:00

最近終於有一點時間可以來回顧上學期末的恆定課程，那時候做了什麼有趣的互動程式。https://chihhsiangchien.github.io/breathing-mechanism/index.html呼吸運動的演示，可強調橫膈或肋骨的運動，看看胸式和腹式呼吸的差異https://chihhsiangchien.github.io/gas-exchange/index.html氣體交換https://chihhsiangchien.github.io/lung-visualization/index.html肺臟的3D模型https://chihhsiangchien.github.io/bird-respiration/index.html鳥類的呼吸方式這個就是下學期講到鳥類的氣囊時可以使用的https://chihhsiangchien.github.io/

為童軍活動設計的多種互動遊戲

2026-03-29T11:03:00.005+08:00

雖然和童軍一點關係都沒有...幾個月前被委託一項任務，是學校要辦理新竹市童軍大會，希望我可以幫忙出一個闖關站，讓參加的學生可以用平板完成數個遊戲。於是我就想到什麼點子，就來寫一個程式。寫了一大堆，但後來在闖關時其實只用了一個啊。來看看做了哪些遊戲可以玩。https://chihhsiangchien.github.io/taiwan-map-puzzle/index.html台灣地圖拼圖：看縣市的輪廓做選擇題https://chihhsiangchien.github.io/number-idiom-game/index.html數字成語遊戲就是填上成語的數字https://chihhsiangchien.github.io/hidden-symbol-game/index.html運算符號 https://chihhsiangchien.github.io/

為 Garmin 手錶開發即時心率變化圖表Real-time Heart Rate Graph

2026-03-29T08:50:00.001+08:00

幾年前，我曾開發過一個在平板上透過鏡頭觀測脈搏變化的 Web 程式

用 AI 讓 10 年前的小型電腦切割機在 Linux 重生

2026-03-28T10:10:00.000+08:00

許多年前在網路上購入了一台「理鋒科技小型電腦切割機」，當時環境還是在 Windows 下，廠商隨附了專用的驅動與操作軟體。但隨著我的工作環境全面轉向 Linux，這台機器便因為軟體不相容而長期閒置。最近因為臨時有割字需求，我開始研究如何在 Linux 下驅動這台老機器。從 Inkcut 到硬體限制起初我找到了開源專案Inkcut，它確實能讀入 SVG 並執行切割。但實際操作後發現一個致命問題：硬體緩衝區（Buffer）太小。當圖形較複雜時，硬體接收指令的速度跟不上軟體送出的速度，導致傳輸溢位，切割中途就會直接罷工。轉向底層：直接與硬體通訊既然 Inkcut 是將指令轉換為 HPGL 格式送出，我想：不如直接撰寫符合我硬體特性的指令發送器？透過 lsusb 指令，我確認了機器連接的晶片資訊： Bus 003 Device 052: ID 4348:5584 WinChipHead

久違了，雷文霍克顯微鏡的製作

2026-03-27T13:04:00.000+08:00

真的久違了，上次把我的單式顯微鏡材料箱打開來，已經是好幾年前的事了。這次重啟是因為輔導團的增能活動，我規劃了這個活動，以及用這個活動做AI相關的課程。以往我做這個活動，其實有一個不確定性，因為過去總說雷文霍克這樣製作顯微鏡，但其實科學家們並不確定，因為鏡片被緊緊鑲嵌在兩片黃銅板之間，孔徑極小，科學家過去無法在不破壞文物的情況下觀察鏡片的完整形態所以，大家只能猜測他的做法。不過2021年《科學進展》（Science Advances）的科學研究刊出了這篇文章，秘密揭曉！Neutron tomography of Van Leeuwenhoek’s microscopes〈雷文霍克顯微鏡的中子斷層掃描〉研究團隊決定使用中子輻射來進行非侵入式掃描，因為中子能輕易穿透金屬，並對玻璃產生良好的對比度，從而重建出精確的 3D 模型。研究人員掃描了兩台保存在荷蘭的原始顯微鏡（一台放大倍率 118x，

ADS-B 數位觀察：分析桃園空域航線、高度與信號傳播特性

2026-03-17T19:31:00.002+08:00

時隔兩週，其實我的這項用RTL-SDR V4收飛機訊號的計畫還在持續進行，甚至我還把收到的訊號轉送去Flightradar24與flightaware，當然也獲得了一些很棒的會員權益，基本上就是可以取用資料庫。對這有興趣的話，兩者的官網都有資訊，但前提是你用的是linux的機器才好操作。（像我就是在樹莓派上運行）從飛機收來的訊號不單是只有位置訊號，而是有這麼多不同的資料，但並不是每一台飛機都的資料內容都有這些，總之我是都即時用我房間的小天線，能抓都抓了。參數 (Parameter)英文全稱 (English Full Name)中文說明 (Chinese Description)$tTimestamp時間戳記 (接收訊號的時間).hexICAO Hex IDICAO 24位元位址碼 (飛機唯一識別碼).flightFlight Number / Callsign航班編號 /

使用RTL-SDR V4收飛機的 ADS-B畫出畫出航跡地圖

2026-02-17T16:13:00.009+08:00

10 年前寫過一篇文章《從飛機雲估測我和誰看同一片天空》，那時我的興趣全在天邊那些稍縱即逝的飛機雲。當時得拿著望遠鏡對照 FlightRadar24 App，手動確認自己的視覺極限，原來在新竹窗前，大約能觸及 80 公里外的北海岸上空。十年過去了，科技的演進讓我不必再肉眼捕捉飛機。現在，我可以直接在電腦前收集那些從萬米高空落下的無線電訊號。這一次使用的工具是 RTL-SDR v4，這根看起來像 USB 隨身碟的小東西，其實是一個強大的廣域無線電接收器。上帝視角：RTL-SDR 的神奇魅力這款裝置的核心是 RTL2832U，這顆原本由台灣瑞昱（Realtek）設計作為電腦觀看 DVB-T 數位電視的晶片。然而，因為它能將類比訊號直接轉為數位數據（Software Defined Radio, SDR），且價格極其低廉，意外被開發者社群開啟了「上帝視角」。軟體定義無線電 (SDR

內灣線一線九驛路線求解程式

2025-12-26T12:40:00.001+08:00

新竹縣政府幾年前打造了一個「一線九驛」的活動，將台鐵內灣線沿線的九個車站用許多文創的元素串在一起。這些車站包括竹中、上員、榮華、竹東、橫山、九讚頭、合興、富貴、內灣等。在搭乘這條路線時，我想到怎樣的規劃路線才可以每站都去走走呢？於是我就下載了時刻表，寫了一個程式來規劃行程。你可以輸入起站和終站(例如設定成同一站，就是回到原來的地方)，再設定幾點開始幾點結束，以及每站至少停留多少分鐘，程式的目的是在此要求下搜尋能到達最多站點的路線規劃。還可以設定一定要去哪些站，或是不需要去哪些站。在使用上時要注意，有些班次週末和週間會有差異，停開或增開，但我程式並未處理這部分。有興趣可以點選一線九驛求解器以程式的預設值來規劃，至少可以到達六站如果想要達到一線九驛都下車的話，結束時間就要稍微晚一點，例如像這樣