ตัวอย่างบทคัดย่อโครงงานที่ได้รับรางวัลจากการประกวดโครงการ YSC 2006

โครงการ YSC 2006       

ตัวอย่างบทคัดย่อโครงงานที่ได้รับรางวัลที่ 1 จากโครงการ YSC 2006
สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์
โครงงาน วิธีการ Binarization สำหรับภาพจากกล้องเพื่อการรู้จำตัวอักษร
(Statistically-based Adaptive Binarization for Document Imaging)

ผู้พัฒนา นายณัฏฐ์ ปิยะปราโมทย์
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
โรงเรียนสารสิทธิ์พิทยาลัย จ.ราชบุรี
ที่ปรึกษา นางสาวนฤมล ปานล้ำเลิศ

**โครงงานนี้ได้รับ 3 รางวัล จากการประกวดในงาน Intel ISEF 2006 ที่เมือง Indianapolis มลรัฐ Indiana ประเทศสหรัฐอเมริกา ระหว่างวันที่ 7-13 พฤษภาคม พ.ศ. 2549 ได้แก่
1) Grand Awards – รางวัลที่ 4 สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ (Computer Science)
2) Special Awards – รางวัลที่ 1 จากสมาคม Association for Computing Machinery
3) Special Awards – รางวัลจากสมาคม American Association for Artificial Intelligence (For the best projects in the area of Computer Science with an artificial intelligence component.)


บทคัดย่อ
     กล้อง โทรศัพท์มือถือ และกล้องถ่ายภาพนิ่งในปัจจุบันนั้น มีความคมชัดมากขึ้น ราคาถูกลง และสามารถพกพาได้ง่าย แต่ภาพที่ได้จากกล้องมีคุณภาพต่ำเกินไปที่จะใช้กับโปรแกรมรู้จำตัวอักษร (OCR)         เนื่องจากสภาวะแสงในการถ่ายภาพ โฟกัสของกล้อง เงา และปัจจัยอื่นๆ
     จากการสังเกตลักษณะเฉพาะของภาพเอกสารจากสแกนเนอร์ ผมจึงได้นำเสนอวิธีการ Binarization ใหม่ซึ่งใช้การแบ่งบริเวณภาพเป็นส่วนย่อยเพื่อให้ความซับซ้อนในแต่ละบริเวณของภาพลดน้อยลง โดยใช้ค่า Skewness Coefficient เป็นเกณฑ์ หลังจากนั้นบริเวณที่ไม่มีตัวอักษรจะถูกแยกออกไปโดยใช้วิธี Difference of Gaussian ส่วนบริเวณที่เหลืออยู่จะถูก Threshold ด้วยวิธีการของ Otsu ซึ่งถูกปรับปรุงให้สามารถทำงานกับภาพที่มีตัวอักษรสีเข้มบนพื้นสีอ่อนได้ดีเช่นเดียวกับภาพที่มีตัวอักษรสีอ่อนบนพื้นสีเข้ม วิธีการที่นำเสนอนี้ได้ถูกนำไปใช้เปรียบเทียบกับวิธีการอื่นๆ ได้แก่ วิธีการของ Hui-Fuang, Niblack, และ Sauvola โดยภาพเอกสารถูกบันทึกด้วยกล้องดิจิตอลที่ความละเอียด 72 และ 120 dpi ขนาด 1600x1200 pixel โฟกัสสั้น
     จากการทดลองพบว่า ค่าความผิดพลาดจากการรู้จำตัวอักษรเฉลี่ยของวิธีการที่ได้นำเสนอนี้มีค่าเท่ากับ 14.59% ซึ่งสูงกว่าวิธีการของ Sauvola ที่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการทดลองเพียง 4.92% แต่วิธีการที่ได้พัฒนาขึ้นนี้สามารถทำงานได้เร็วกว่าและใช้งานง่ายกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องให้ผู้ใช้กรอกข้อมูลใดๆ เพื่อประมวลผล


      Camera phones and hand-held digital still cameras have simplified the recording of image-based information. However, due to lighting condition, focus, shadow, and many other factors, the captured image is too degraded to be used in other applications such as Optical Character Recognition (OCR).
      I proposed a new binarization technique based on region splitting with skewness coefficient measured by mean, median, and standard deviation as a criterion. The edge information, obtained from the difference of gaussian technique, is used to determine the text region. An improved version of Otsu's algorithm based on considering the sign of skewness coefficient, which can better handle text varying in color, is then used to thresholding the text region. In addition, the proposed technique has been compared with other methods e.g. Hui-Fuang, Niblack, and Sauvola. The test images were captured by digital cameras at 72 and 120 dpi with size of 1600x1200 pixels using macro-mode. The error rate was determined by measuring Levenshtein distance between ground truth data and recognized text.
     After conducting the experiment with many document images, the proposed binarization method improves the recognition from camera captured document image. Experimental results show that this allows decreasing the error rates of recognition from 40-90% to 20%.
 
สาขาวิศวกรรมศาสตร์
โครงงาน เครื่องช่วยบรรเทาปวดเพื่อสุขภาพ
(The Pain Relieving Belt for Health)
ผู้พัฒนา นางสาวปิยาภรณ์ อยู่สุข
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
โรงเรียนคลองลานวิทยา จ.กำแพงเพชร
ที่ปรึกษา นายสำราญ ศรเลี่ยมทอง

บทคัดย่อ
      เครื่องช่วยบรรเทาปวดเพื่อสุขภาพ ประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อใช้บรรเทาปวดให้กับผู้ที่มีอาการปวดหลังด้วยสาเหตุต่างๆ และผู้ที่ปวดหลังและ/หรือปวดท้องเนื่องจากการมีประจำเดือน โดยเครื่องช่วยบรรเทาปวดเพื่อสุขภาพมีส่วนประกอบ 3 ส่วน คือ 1.หม้อแปลงไฟฟ้า  2.ผ้ารัดหลังให้ความร้อนและสั่นสะเทือน  และ 3.เสื้อพยุงหลัง  โดยใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์ คือ ความร้อนช่วยทำให้การหมุนเวียนของโลหิตดีขึ้นและระบบสั่นสะเทือนช่วยเรื่องการยืดหยุ่นและการคลายกล้ามเนื้อ  และได้แบ่งการศึกษาออกเป็น 4 ขั้นตอน ดังนี้
1. เพื่อศึกษาหาความยาวที่เหมาะสมของลวดนิโครมกับความต่างศักย์ไฟฟ้า 10 โวลต์
2. เพื่อศึกษาหาอุณหภูมิที่ผ้ารัดหลังให้ความร้อนและสั่นสะเทือนสามารถสร้างได้ ที่ความต่างศักย์ไฟฟ้า 8, 10 และ 12 โวลต์
3. ศึกษาความพึงพอใจของอาสาสมัครในระดับของการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ที่ความเร็วรอบ 150, 189, 229, 253, 284 และ 301 rpm ตามลำดับ
4. เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องช่วยบรรเทาปวดเพื่อสุขภาพ
      ผลการศึกษา พบว่า ความยาวที่เหมาะสมของลวดนิโครมที่ความต่างศักย์ไฟฟ้า 10 โวลต์ คือ 450 เซนติเมตร และที่ความต่างศักย์ไฟฟ้า 8, 10 และ 12 โวลต์ อ่านอุณหภูมิเฉลี่ยได้เท่ากับ 48, 62 และ 74 องศาเซลเซียส ตามลำดับ  อาสาสมัครพึงพอใจการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ที่ความเร็วรอบ 253 rpm  และจากการทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องช่วยบรรเทาปวดเพื่อสุขภาพกับผู้ที่มีอาการปวดหลังและ/หรือปวดท้อง ผลปรากฏว่า สามารถช่วยบรรเทาอาการปวดหลังและปวดท้องได้ดี  นอกจากนี้ เครื่องช่วยบรรเทาปวดเพื่อสุขภาพยังสามารถประยุกต์ใช้วิธีการบำบัดแบบ Aroma therapy โดยการผสมผสานภูมิปัญญาไทยในการใช้ลูกประคบและสมุนไพรไทยร่วมด้วยได้
 
      The pain relieving belt for health is designed to relieve back pains, e.g., from muscle ache, strained ligaments and over-stressed muscles, as well as abdominal pains, e.g., from abdominal cramp, belly ache and abdominal and back pain caused by menstruation. The project originated from witnessing the severe pain of local women who do not have much opportunity to be treated by physical therapy, especially a hot massage therapy. The equipment is based on a concept that heating increases flow in blood vessels and that, in the meantime, massaging increases flexibility and relaxing the muscle.
      The pain relieving belt for health is composed of a control box, heating element, a vibrating system and an orthopedic back support. The equipment is designed in 3 models for different uses. The first design has a simple pattern of the heating element and a movable vibrating system. In the second design, the heating element is coiled around the vibrating spots to simulate massaging with a bag of heated medicinal herbs. The third design aims for a better stress relaxation in muscle by harmonizing the pattern of the heating element with the pattern of human muscle. Experiments were carried out on a group of local women with back and/or abdominal pains that required treatment. All volunteers preferred to make use of the equipment 3-4 days a week and all reported some degree of improvement. The most suitable temperature for the group tested was 75oC at the heating element and 40oC at the skin contact. The equipment is worn as an inner belt covered by a tight fitting orthopedic back support belt.
      To simulate a spa condition, the level of heat and the strength of vibration can be varied to suit the individual user. Typically, a therapy session may take 20-30 minutes and a timer can be set as preferred. For further applications, the heating system can be used along with aromatic herbal oils to release a fragrance to create the effect of an aroma therapy.
 
ประเภททีม
โครงงาน การศึกษาความเหมาะสมของการนำไส้หญ้าปล้องไฮมีนาชีน (Hymenachne pseudointerrupta) มาใช้ในการดูดซับคราบน้ำมันในแหล่งน้ำ
(A Novel Bioabsorbent of "Ya-Plong" as An Oil Spill Removal)
ผู้พัฒนา เด็กชายพีรจุฬา จุฬานนท์ เด็กหญิงจิตต์ศจี สิชฌนุกฤษฎ์ และนายตากเพชร เลขาวิจิตร
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3
โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห์ สิงหเสนี) จ.กรุงเทพฯ
ที่ปรึกษา นางพัชรา ภู่สันติสัมพันธ์


**โครงงานนี้ได้รับ 2 รางวัล จากการประกวดในงาน Intel ISEF 2006 ที่เมือง Indianapolis มลรัฐ Indiana ประเทศสหรัฐอเมริกา ระหว่างวันที่ 7-13 พฤษภาคม พ.ศ. 2549 ได้แก่
1) Grand Awards – รางวัลที่ 3 ประเภททีม (Team Projects)
2) Special Awards – รางวัลจากบริษัท United Technologies Corporation (United Technologies Corporation recognizes 8 projects for excellence in science and engineering.)


บทคัดย่อ
       โครงงานนี้เป็นการศึกษาความสามารถในการดูดซับน้ำมันของไส้หญ้าปล้องไฮมีนาชีน (Hymenachne acutigluma) ซึ่งเป็นวัชพืชชนิดหนึ่งที่มีน้ำหนักเบาและมีรูพรุนคล้ายฟองน้ำ รวมทั้งการศึกษาถึงกลไกในการดูดซับน้ำมัน  โดยได้นำไส้หญ้าปล้องมาศึกษาความสามารถในการดูดซับน้ำมันต่างๆ ได้แก่ น้ำมันดิบ น้ำมันเตา น้ำมันดีเซล และน้ำมันหล่อลื่น เปรียบเทียบกับวัสดุสังเคราะห์ที่ใช้กำจัดคราบน้ำมันในแหล่งน้ำ พบว่า ไส้หญ้าปล้องมีความสามารถในการดูดซับน้ำมันข้างต้นได้เท่ากับ 54.6, 87.7, 51.3, และ 80.1 g/g ตามลำดับ ในขณะที่วัสดุสังเคราะห์ดูดซับน้ำมันข้างต้นได้เท่ากับ 5.7, 7.0, 6.2, and 6.1 g/g ตามลำดับ หรือ ไส้หญ้าปล้องมีความสามารถในการดูดซับน้ำมันที่นำมาใช้ทดลองได้ดีกว่าวัสดุสังเคราะห์ถึงประมาณ 10 เท่า  และพบว่าทั้งไส้หญ้าปล้องและวัสดุสังเคราะห์ดูดซับน้ำน้อยมากเมื่อเทียบกับน้ำมัน คือ 0.8 g/g และ 0.3 g/g ตามลำดับ  และเมื่อนำน้ำมันต่างๆข้างต้นมาผสมกับน้ำในอัตราส่วน 1:1 พบว่า ไส้หญ้าปล้องดูดซับน้ำมันและน้ำในอัตราส่วนเท่ากับ 5.4:1, 34.8:1, 10.2:1, และ 17.1:1 ตามลำดับ ในขณะที่วัสดุสังเคราะห์ดูดซับน้ำมันและน้ำในอัตราส่วนเท่ากับ 4.6:1, 13.1:1, 4.1:1, และ 14.6:1 ตามลำดับ
       จากการศึกษาลักษณะโครงสร้างทางกายภาพในระดับเซลล์ พบว่า น้ำมันที่ถูกดูดซึมส่วนใหญ่อยู่ภายในช่องว่างระหว่างเซลล์ในเนื้อเยื่อ Aerenchyma ซึ่งเป็นส่วนประกอบของไส้หญ้าปล้อง และบางส่วนอยู่ภายในเซลล์ที่เป็นโครงสร้างของเนื้อเยื่อ หลังจากได้วัดขนาดช่องว่างในโครงสร้าง จึงสรุปได้ว่า การดูดซึมน้ำมันในโครงสร้างเกิด   จากแรง Adhesion ระหว่างโมเลกุลของของเหลวกับผนังของช่องว่าง นอกจากนี้ยังได้ศึกษาถึงลักษณะพื้นผิวของไส้หญ้าปล้อง พบว่า มีคุณสมบัติเป็น hydrophobic หรือเป็นแบบไม่มีขั้ว จึงดูดซับน้ำมันได้ดีกว่าน้ำ  ดังนั้น ไส้หญ้าปล้องจึงมีความเหมาะสมที่จะนำไปใช้ดูดซับคราบน้ำมันในแหล่งน้ำ รวมทั้งไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นวัชพืชที่ไม่มีมูลค่า


      This project studied the petroleum oil absorbability of the piths of Hymenachne acutigluma (locally named "Ya-Plong") and its absorption mechanism.
      Crude oil, fuel oil, diesel oil, and lubricating oil were separately absorbed by the piths comparing with the non-woven polypropylene absorbent web. The piths could absorb these oils at 54.6, 87.7, 51.3, and 80.1 g/g, respectively, while the web could do at only 5.7, 7.0, 6.2, and 6.1 g/g, respectively. The former was considered 10 times more effective than the latter. However, these two absorbent materials were not much different in their absorbability of water (0.8 g/g vs 0.3 g/g). It was also found that in the presence of 1:1 by weight of each oil and water mixture, the piths can still absorb oil to water ratio at 5.4:1, 34.8:1, 10.2:1, and 17.1:1, respectively, whereas the synthetic web absorb at 4.6:1, 13.1:1, 4.1:1, and 14.6:1, respectively. Based on the optical microscopic images, the absorbed oil was found in the intercellular spaces of aerenchyma tissue, a component of piths. The SEM micrographs of this tissue showed their porous structures which could cause the "capillary action" of oil absorption. The contact angles of oils on the surface were less than 50 degrees and the water contact angle was 124 degrees. Therefore, the pith surface can be wetted by the oils but not water because its surface is non-polar and it is thus compatible with non-polar liquid. This is confirmed by FT-IR spectrum exhibiting mostly the non-polar functional groups.
      The piths of "Ya-Plong" can be used efficiently in oil spill removal; moreover it is a biodegradable material and low cost.