鈣及攜鈣蛋白調節酶(CaMKII)存在於大部分細胞中，研究顯示其在多種癌細胞中過度表現。苯基磺醯胺衍生物為CaMKII抑制劑的常見結構，而吲哚與靛紅是常見藥物結構，因此本研究參考文獻[1]，並擴展臨床尚未解決問題，優化此兩類衍生物以製成抗癌藥物。第一系列以苯基磺醯胺為主架構，改良文獻[1]中抑制效果最佳的化合物1，第二系列則修改吲哚與靛紅的取代基，設計出多種候選分子。初步利用分子模擬分析軟體(Discovery Studio)模擬蛋白質與藥物分子結合，考量結合能、結合方位、藥物取得及合成難易度，選定有潛力的WACY與CYWA系列結構進行合成。本實驗使用創新的步驟合成，簡易、高效率且符合綠色化學，再經核磁共振與高解析度質譜儀驗證得出高純度產物。最後根據生物檢測發現WACY-2對乳癌細胞毒性高和對於一般乳腺細胞和乳癌細胞的選擇性都較市售抑制劑KN-93佳，而WACY-6對CaMKII抑制效果為WACY系列最佳；CYWA-2, 3, 6, 7對乳癌細胞的毒性和對CaMKII抑制效果又優於KN-93與WACY系列許多。本研究成功製備出符合理論計算預期且抑制蛋白質的效果較KN-93佳的化合物，未來極具潛力作為抗乳癌的標靶藥物。

本研究最初的發想來自於任天堂寶可夢遊戲中的招式「水電砲」，對其感到好奇的我們便想藉由操作實驗來模擬其中的情形，並對於此招式能否在現實中實現，及其達成效果的可能性，提出質疑與猜測。 我們測量不同型態的出水裝置、不同流速的水流、觀測不同噴射距離，也調整電壓大小，發現這些變因都與水電砲的可行性有關，且意外發現流速會影響水柱的型態(連續柱狀還是出現水花狀態)，同時也對結果有顯著的影響。但也發現出水裝置的水壓、承受水電砲攻擊的導體厚度皆與測量結果無關。透過研究的進行，我們也了解許多尚未聽過的有趣知識，譬如關於流體的伯努利定律；導電率是什麼；什麼程度的觸電會造成傷害，綜合以上知識讓我們得到了想要的答案。

動物的移動過程並非連續，而是呈現經常性行走與停頓的「間歇性運動」，停頓頻率依物種而異。前人研究發現，間歇性運動可助動物恢復體力、增加對環境的感知、及減少被天敵的測知。蚤蠅是已知展現間歇性運動的動物中停頓頻率最高的類群之一，基於前人研究，我們推測蚤蠅可透過間歇停頓來達到更好的運動表現。為探討蚤蠅的高頻率間歇性運動，本研究運用高速攝影機，以每秒960幀的速率來拍攝腐肉蚤蠅、蟻客蚤蠅、及有翅蚤蠅的間歇性運動行為。數據分析結果顯示，所有蚤蠅的停頓時長與下一步的移動距離、移動時長、平均移動速率呈低度相關。藉由測量每次移動路徑方向的轉動角度，並進行種間比較，發現間歇性運動可透過增加轉角或頻率，來增加路徑的多變性。最後，當天敵存在時，蟻客蚤蠅的間歇性運動移動時長增加，頻率下降，或可減少被捕食的機會。

釉藥為陶瓷藝術的核心呈現，本研究利用釉藥作為媒介，融合資訊工程的隨機森林演算法主題進行釉藥燒製後成果的預測。從陶藝釉藥的公開網站篩選釉藥配方及圖片色標建立數據庫，後續能進行未燒製前配方成果的模擬建模。 利用已發展千年的釉藥調製技術和材料，以塞格式、一維二元…常見調釉藥比例的方式，同時記錄大量釉藥數據庫，結合現代科技分析方法快速模擬成品樣貌，未來可應用於磁磚或是釉料產業的釉藥顏色矯正。 釉藥具有高度藝術及商業價值。本作品以東方傳統技藝結合現代機器學習的演算法。數據庫的建立用於結合眾多陶藝家製釉經驗，來達成預測釉燒後的釉色。故此作品的未來發展有極大的前瞻性。

彗星離子尾受太陽風吹拂後，使其帶電粒子受力而改變噴發後的離子尾軌跡。C/2021 A1 Leonard的影像就可明顯看出它具有波狀的離子尾。我們透過影像軟體擷取彗尾影像的座標並將其代入分析軟體。依序分析2021年12月21日、12月31日與2022年01月02日的彗尾結構，利用不同的波函數擬合彗尾形狀並扣除擬合線，嘗試找出不同的彗尾結構是否具有相同週期或非週期的特徵。同一天內的不同離子尾去除穩定與漸進變化的週期後，發現具有相似形狀的變化區，應該為共同影響的非週期性因素，這個影響因素可能為太陽風的各種物理量(如：風速、磁場強度、質子密度等)。接著利用星圖軟體和數學幾何軟體推算出彗尾與其波結構的實際長度，並與太陽風資料互相比對。將三天的太陽風磁場南北分量(Bz)與各自的最後分析圖進行對照，發現兩者有高度相關性，推論太陽風磁場南北分量(Bz)的非週期變動是影響彗星離子尾不規則變化起伏的主因。

這是一個歷時兩年半鑽研兩共邊三角形外接圓各種有趣關係的探究之旅，透過GeoGebra的輔助，經由(1)觀察圖形及數據形成猜想(2)幾何論證猜想為真的探究歷程。 我們首先探討兩共邊三角形外接圓的圓心位置、半徑、半徑和及連心線的關係，發現並證明出等腰三角形中圓心位置具特殊性、兩外接圓半徑和R1＋R2與連心線─O1O2的長度都跟動點D的x坐標呈現函數關係且圖形為雙曲線的一支；據此討論出兩外接圓面積和與原三角形外接圓面積關係，同時發現∆AO1O2～∆ABC且AO1OO2四點共圓。在研究連心線時也發現，當動點D移動時，─O1O2的中點形成一條直線；每條連心線皆與以頂點A為焦點，(BC) ⃡為準線的拋物線相切。最後得出若任意∆ABC的頂點A到─BC的距離相等，連心線─O1O2所包絡出的拋物線皆全等。

2021年國際科展中，有作品探討鉛直與水平排列的支配數，而本研究從五子棋的想法出發，將前述研究進行重要的延伸與改變，探討在a×b棋盤中，「米」字方向無p子連線時，所需的阻隔數最小值。由於有界棋盤比無界棋盤複雜許多，因此我們先在無界棋盤中找出符合阻隔限制的「完美型態」，並找出存在至少一種「完美型態」的p值集合Ω。研究發現，只要是可以表示為p=6k-1或p=6k+1(k∈N)的正整數p，皆可以型態DT(p,d)阻隔。接著我們推廣至有界棋盤，先探討所有p值的f(a,b;p)上界與下界，再針對Ω中的p值做討論，利用「任意1×p區域至少有1個阻隔」的性質導出「完美型態」下長或寬為kp(k∈N)的下界，並找出非常接近f(a,b;p)的上界。我們也將二維的探討方式與結果延伸至三維，找出所有p值的f(a,b,c;p)上下界與可使阻隔型態DT(p,d_R,d_h)為完美型態的p值集合。另外我們也找出嚴格對角拉丁方陣可對應成「完美型態」之必要條件。

本研究結合奈米技術及生物醫學，創新以牛血清蛋白為載體，以一步法合成全新CuxFe3-xO4@BSA-IR780(CFO@BSA-IR780)多功奈米複合材料。材料鑑定由TEM、UV-Vis等儀器進行組成及性質分析。 材料中BSA賦予其優異水溶性；鐵離子有益在腫瘤觸發內源性H2O2產生活性極高的氫氧自由基，進行化學動力治療(CDT)。且光敏劑（IR780）讓材料呈紅色螢光，在近紅外光照射兼具光熱(PTT)與光動力治療(PDT)特性。 然而腫瘤內源性穀胱甘肽(GSH)過量會消除自由基，限制CDT/PDT效果。因此材料摻雜銅離子，藉氧化數變化增強療效。 後續更將CFO@BSA-IR780實際運用於细胞測試、螢光顯影與MRI檢測，確認低毒性、治療效果佳，並率先結合兩種診斷。成功發展具CDT、PDT、PTT及腫瘤顯影之多功奈米複合材料，以多種方式提升效率並降低傷害，提供醫學新興之藥物材料。

在本實驗中，我們亟欲了解木星大紅斑其周圍不穩定之形成機制，意即探討大紅斑渦旋本身與其周邊風切帶之互動情形。第一、我們討論了風切帶之形成：有別於前人研究，我們使用全球準地轉淺水模式，在準地轉平衡的狀態下，渦漩會逐漸合併並緯向延伸，最終得出行星風系條帶狀僅為低頻波所產生之效應，且自轉越快帶狀越明顯；第二、透過克希霍夫渦旋理論，大紅斑始終能保持橫向的橢圓形結構且長軸不會旋轉係因為風切帶之加速效應；第三、我們使用淺水模式進行模擬實驗，發現大紅斑之非對稱西側擾動形成原因有二：一為大紅斑對風切帶之加速，以及木星低緯度風速較快加上風切帶之間具有渦度梯度形成之正壓不穩定效果。二來緯度越低則行星渦度越低，慣性不穩定易形成，即力學能差異越大不穩定越易形成，而此部份我們也以水工實驗展示。

臺鐵太魯閣號於 2021 年 4 月撞擊滑入軌道的工程車的事故，是 60 年最嚴重一場意外。 北捷文湖線也曾有大型招牌掉落事件，顯示軌道安全的重要性。本研究參訪高鐵、臺鐵、北 捷和新北捷-淡海輕軌，將四大軌道公司的異物偵測系統做探討。採用 Yolo 系列物件偵測演 算法，進行模型訓練，設計一套「高效能 AI 軌道異物偵測系統」。將攝影機架設在車頭，並 加裝望遠鏡頭，達到遠距離的預警。採用可見光攝影機與 AI 物件偵測的技術，並應用內嵌 系統 Jetson TX2，讓列車提前確認是何異物，提升安全性，採取不同煞車措施，降低誤點率。 以台北捷運文湖線為實驗場域，測試各種天候條件，如：晴天、雨天、傍晚等。也在不同場 域實測如：臺鐵內灣線、淡海輕軌。本系統平均準確率 95% mAP 與運行的幀率達 40FPS， 能縮短辨識時間，讓駕駛能立即反應和提前預警，達到保障人車安全的目的。

本研究由骨硬化症(osteosclerosis)個案報告開始，進行基因變異的探查，先針對骨生成主要調控機制WNT pathway上的SOST、LRP5、LRP6基因，進行基因定序與分析。在此3個基因沒有發現異常位點後，轉而以全外顯子組定序(whole exome sequencing)，進行次世代基因定序(next generation sequencing)。結果顯示病患帶有CTNNB1 c.1982G>A (p.Arg661Gln)之異合子(heterozygous)誤義變異(missense mutation)，並證實是CTNNB1基因的原發突變(de novo mutation)，該突變影響後續蛋白質表現，影響了ICAT對WNT/beta-catenin訊息傳遞鏈的抑制，繼而穩定beta-catenin，造成骨質異常增生、並導致全身骨硬化。此案例為全世界第二例、亞洲首例的CTNNB1基因功能增強突變(gain-of-function mutation)的病例報告。

腦部腫瘤是沉默殺手， 藏匿在腦中數十年。 一旦發作，通常都會造成巨大的影響。雖有數種高階儀器，可以檢測。但檢測過程繁複、 等待時間以及價格， 對於民眾都是不小的負擔。 腦部腫瘤的診斷方式為： 神經內、 外醫生會用筆燈對患者做初步的瞳孔光反應檢查。 藉由患者瞳孔縮小的速率，判斷是否要安排進階的檢查。但此行為仰賴醫生的經驗，沒有統一的方法及數據可供判斷。 本研究設計一款成本約$1,300 元， 重量僅 159 g，圓柱直徑與柱高皆約為 7cm 的隨身裝置。 藉由 MCU 控制攝影機， 頂部 1.44 吋 TFT 螢幕可即時顯示患者眼部狀態，檢查結果計算後， 也會立即顯示在螢幕上。除提供醫護人員即時數據化的解讀患者狀態。更協助醫護人員在做瞳孔光刺激檢查時，有科學化的標準。