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由EdouArd LuCAs 提出的「河內塔問題」:一平面上豎著A、B、C 三根木樁,其中的木樁A 由上而下套著由小而大的N 個相異的圓盤,如下圖: 假設我們想要將這幾個圓環由木樁A\r 搬到木樁C,而且搬動過程受到以下三項限制:一、一次只能搬動一個圓環。二、每次搬動都須由某根木樁搬到另一根木樁,圓環不能被暫時放到其他地方。三、對任何木樁上的任意兩個相疊的圓環而言,上面的圓環一定要比下面的圓環小。藉由這個基本的模型問題來推論出不同的變形問題,所以在下面的本文中介紹了四種推廣類型,而在推廣討論四的部分,由於時間的匆促,我們並沒有做出完整的推論,這是比較遺憾的部分,也希望藉此能引發更多的人對其餘不同的變形問題能做更深入的探討。
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智慧翻轉,創造「棋機」~人工智慧黑白棋App研發
本研究以MIT App Inventer 2積木程式實作黑白棋App。其中AI棋手程式的估值函數參數有位價值、翻轉數和行動力。位價值是由預編的位置價值表查找,翻轉數是核算該棋步的翻子數量,行動力是前瞻一步時我方與敵方的合法棋步數差值。App下棋操作介面的設計,具有人與人、人與AI程式及AI與AI對弈等三種執行模式。其提供完整的棋步紀錄、合法棋步的提示及回溯上一步等功能,方便學習者使用。以內建的AI棋手程式對戰作實驗,用勝率來評估人工智慧程度及優劣,並可藉以不斷的調校權值以達最佳智能。結果可知:具有棋局遊戲開局、盤中、終局三階段走法有不同加權者的AI智能較高。未來還可將遊戲樹等相關AI走法搜尋演算法加入實作。
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台灣2002年國際科學展覽會評審總評語
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The aim of this project is to eliminate the huge consummation of petrol in the field of transportation. This project will be based on the creation of an engine. It is not only economic but also, it does not pollute the environment. In order to think about the scientific strategy of this engine, I had a look at the work of many previous inventors who worked on a similar engine. But the engine I fabricated has as additions: - The use of clean energies (air, electrical energy and electromagnetic energy) - It is an engine the energy of which is renewable and it does not necessitate the intervention of man to give it energy .THIS MEANS THAT IT WORKS ALONE.
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觀察肥皂泡置於平行電板中時產生變形,本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現肥皂泡在電場下的形狀是橢球的一部份;肥皂泡在施加電場前後的高度比與寬度比是兩電極板間電壓的二次曲線,且離心率與電壓成正比關係。透過觀察肥皂膜的光學性質、分析皂膜受力以推測其電學特性,確定系統之電荷與電位分布,進而提出理論模型計算系統能量,解釋平行電板間肥皂泡之變形現象。
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不同形態鈀金奈米觸媒的探討及對直接乙醇燃料電池的應用
本實驗成功在水相以及相對低溫中合成均一度高的鈀金奈米觸媒,並藉由引入不同比例的界面活性劑到合成系統中,來促使不同形態的鈀金奈米觸媒生成。此種奈米觸媒於不同成分比例下可產生相異之催化表現,且具長時間穩定的優點,故為具潛力的燃料電池觸媒。 實驗過程除了探討不同形態的鈀金奈米觸媒的合成外,並進行CO電氧化、乙醇電氧化以及長時間穩定測試。由合成的結果可得知,不同比例的CTAB及CTAC搭配可以得到合金或核殼結構的鈀金奈米觸媒;電催化實驗中,首先藉由CO吸脫附電氧化求得觸媒的活性表面積後,再進行乙醇電氧化測試,進而發現以核殼AuPd為1:1活性表現最佳,較商用Pd觸媒高約4.09倍;長時間穩定測試中AuPd核殼觸媒比商用Pd觸媒有有約16倍的穩定度及容忍力的提升。本研究結果有助進一步利用鈀金觸媒改善純鈀在進行乙醇燃料電池上的應用。
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感覺對了嗎?高砂鋸鍬形蟲的溝通行為研究
高砂鋸鍬形蟲會溝通嗎?用什麼器官及如何溝通?研究發現高砂鋸會溝通。打鬥前,雄蟲與雌蟲分別以每秒2.93次及1.6次的頻率震動觸鬚,再以每秒0.47次及0.11次的速度向敵蟲伸吐口器,是為示威的溝通。 交配時,雄蟲與雌蟲會使用生長在頭部的觸鬚、小顎鬚及口器,以觸覺及非觸覺的形式傳遞及接收訊息;並透過生長在腹部下緣、腹部及頭部背板的表皮結構,以觸覺的方式接收訊息。 雄蟲打鬥模式可簡化為「插」、「夾」、「舉」、「拋摔」;雌蟲則為「下壓」、「夾」、「舉」、「拋摔」等四個步驟。交配模式可分成「觸動」、「觸刷顎點」、「觸動輕拍」及「交配」等四個階段。
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本研究主要要提升校園及社區綠色建築生活環境因子,依費氏數列奧秘,研究植物葉序的自然玄機,用以了解太陽光能營養植物成長能。依費氏數列奧秘得知,許多生物外部形態構成測量數,後數據減(或除)前數據,其間有—自然性正相關,且其間有恆等式產生,測量準確度很重要,葉柄、葉間距、葉面積,正逆旋轉90°、180°、270°、360°其間葉序重複關係,均有奧妙知識,為一項值得再深一層研究的價值。依風水法則提供學校居家軟硬體結構,不如法的規劃,提升綠色生活品質。且藉此研究期間,建立校園及社區同心家園庭園植物基因庫資料。以便全校師生導覽解說,社區民眾認識居家附近植物生態,加強環保生態保護知識。
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題目:美國的特種部隊,必須在伊拉克橫越一片完全沒有食物及水的沙漠,到沙漠的另一頭進行機密任務,橫越沙漠要花五天。一個人只能帶足夠三天的乾糧及水,可以多人幫忙進行,請問至少要多少人,才能使一個人橫越沙漠完成任務? 如果橫越沙漠要花六天,至少要多少人,才能完成任務?註1:不能有人餓肚子或餓死。註2:乾糧和水可以放在沙漠等需要的人取用,不會變壞。結論得到兩個數字關係(一)增加的人數順序1、3、9、27 2=1+1 5=2+3 14=5+9 41=14+27(七天任務人數)122=41+81(八天任務人數)(二)N 天人數=3 倍N-1 天人數-1 2=3×1-1 5=3×2-1 14=3×5-1 41=3×14-1(七天任務人數) 122=3×41-1(八天任務人數) (三)依次類推,我們得到任務完成的數字關係式。
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本實驗運用乾冰低溫特性,進行昇華、擴散及讓液體結冰的直接觀察研究。研究中發現乾冰置放在金屬材質上冷卻效應較佳;在木質桌面降溫的程度較低。乾冰邊角上因為二氧化碳冷氣流產生渦旋現象而讓水滴最慢結冰;又因為結冰順序的影響,造成冰滴尖端呈現向外放射狀現象。將蒸餾水、糖水、硫酸銅溶液及鹽水分別滴入四面乾冰牆中間,可以觀察到液滴快速結成斗笠狀、扁桃狀、鍋蓋狀及結晶花等不同變化。最後利用烙印原理,將不同的色素溶液滴入台灣形狀凹槽的乾冰上,有長出中央山脈的台灣、也有美麗的結晶花夜空,更進一步利用乾冰碎塊做出大海環繞的福爾摩沙。「漫步在雲端,乾冰塑台灣」科技與人文創意的連結,浪漫而炫麗地呈現在我們眼前。
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「危」風陣陣摧~探討微風對纜車的共振影響及改善方法
遇到強烈陣風為纜車停駛的條件之一,然而我們更想知道未達停駛之陣風是否也會引起纜車共振,造成隱憂?首先,利用樂高積木製作長短、角度不同的六隻吊臂連結自製車廂,取得擺盪時的張力變化、角度及角速度,更定義了擺盪指數=角度最大差值 ×角速度最大差值來比較吊臂的安全程度。再來,透過穩定遮風製造出不同頻率的陣風,得到陣風雖未達停駛標準,但若頻率接近纜車擺盪頻率時,確實能夠引發共振,其中以180度直臂最危險,來回角度高達80度。然而角速度愈大,造成的纜繩張力變化也大,致使塔柱負擔增加。最後,我們將吊臂改良為伸縮吊臂,透過無線遙控改變長度,破壞陣風的共振,成功在20秒內有效改善擺盪情形,以期爭取時間讓乘客安全到站。
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溫度的逆襲-探討逆溫現象對埔里盆地空氣品質的影響
我們發現埔里地區在106年1月到3月、107年3月到4月期間,的空氣品質較差,再將埔里盆地106、107年PM2.5超標的日子,與附近魚池氣象站資料比對,發現106年超標的日子中,有90%發生逆溫的現象,於107年有83%發生逆溫的現象,比較106年的3、7月逆溫現象出現的日子,發現當逆溫現象出現的時間越久,PM2.5就越容易超標。我們利用銅管和觀察箱,模擬逆溫現象下熱對流情形,在上熱下冷時(模擬逆溫)對流不易發生,不同層的溫度分層且不易平衡,在上冷下熱時,容易產生對流,不同層的溫度會漸漸平衡,但溫差小時會使平衡時間加長。在逆溫發生的空間注入煙霧,模擬煙霧流動的情形,發現,煙霧會下沉,不會對流,而使下層空氣更混濁。
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