平常聽音樂時經常有種似曾相識的感覺。為了描述這種感覺，我們展開了複音音樂片段相似性度量的研究。因為曾經使用過最長公共子序列實作卻效果不如預期，我們將音樂片段正規化後，視為座標平面上的時間、音高點對的集合，使用點對應與二分圖匹配的方法，定義兩個複音音樂片段的相似度為最大權重匹配的平均邊權。我們計算了資料集(JKUPDD)中相同、相異的音樂片段的相似性，調整算法中的參數，找出最適合的參數組合，並且透過音符之間的權重，畫出自相似度矩陣，發現樂曲中的重複片段。

本實驗之研究目的在找出繼光餅的最佳配方。以不同比例的麵粉、酵母粉和水溶液種類設計出三組實驗組、每組三種不同配方共7種(每組皆有一個原始配方)，找出麵粉和酵母粉及水溶液對繼光餅的影響。本研究使用電腦軟體imagej測量氣孔數量、砝碼加壓法測量其硬度及回彈度、體積置換法來測量體積的改變，以科學化數據觀察，量化紀錄資料比較繼光餅本體外型和品評口感，綜合比較結果，最後第一組實驗以高筋麵粉、第二組以五克酵母粉、第三組以鮮奶口味為本研究最喜愛的配方。最後無添加酵母粉及更改水溶液為高粱酒的繼光餅不受到大家的喜愛。

本研究使用電腦模擬藥物的對接技術，快速有效的預測新冠肺炎病毒潛力防護精油。第ㄧ階段研究依據化學分子分類蒐集82種精油成份，建立分子結構資料集與新冠肺炎病毒蛋白和人類受體蛋白ACE2共11種蛋白質結構資料集，使用AutoDock Vina 分子模擬對接技術，計算對接能量數值及溫度圖，預測潛力防護精油成分，並探討預測成效。根據對接結果數值，並與目前已發表研究成果交叉比對，預測效果達80%。因此第二階段以30種台灣常見精油之主要成分擴充精油分子資料集，進行分子模擬對接計算，預測具新冠病毒防護力的潛力常見精油。本次科展研究結果所得的潛力防護精油，不僅具深入研究價值，也為後疫情時代提供具高度參考性的生活防疫方式，用以保護我們身邊所愛的家人。

目前水冷散熱系統普遍應用在電腦CPU降溫中，雖然水的「比熱容」比空氣及大部分介質都高，但因水冷散熱系統內冷卻液的熱量，最終仍靠風扇送到機殼外，故CPU之最低溫度仍存在一個臨界值。本研究旨在對於「一體式」與「分離式」電腦水冷散熱系統及「熱電致（製）冷晶片」（Thermoelectric Cooling Module）結合進行模組開發設計，將此兩類相關元件搭配結合，以突破傳統水冷式散熱所無法降達的溫度。本研究將「致（製）冷晶片」之致冷端及水冷系統作結合，利用致冷端作為吸收CPU主要熱量，結果發現：與單純只利用風扇將熱量帶走的方式相比，本研究所開發之『第一代』一體式散熱模組與『第二代』分離式散熱模組皆成功地將頂級CPU之工作溫度再壓低，使電腦工作效率維持在最佳範圍。

本研究針對學習圖論演算法的需求，設計一套使用者友善的繪圖軟體Graphene。Graphene繪圖程式除了提供高可讀性的繪製結果，作為輔助繪圖的工具外，也可直接輸入競賽題目的文字格式測試資料產生繪圖結果，並結合現有繪圖演算法，改善、優化樹與類樹圖的繪製結果。此外，也加入時間軸、自訂外觀、參數調整、匯出圖片等功能，幫助學習者理解圖論演算法，亦可幫助教師製作教材，有助於圖論演算法教學。 Graphene採用的繪圖演算法以force-directed graph drawing演算法為基礎，實作節點的分布。然而初始的節點分布會影響繪圖結果，因此我們利用biconnected component、block-cut tree等圖論結構對圖的繪製進行優化。首先找出圖的biconnected component及關節點，重新定義block-cut tree裡的block，接著利用radial tree的布局方式配置每個block，再套用force-directed graph drawing演算法，得到最後的布局結果。如此可以減少不同block之間的交錯，得到較佳的結果。

本實驗主要在研究各項因子對氫氣火箭的影響，我們查了許多影片和資料，發現許多氫氣火箭實驗都沒有記錄各項因子的數據及比較，在歷屆科展的火箭實驗中，將氫氣作為燃料的作品也寥寥無幾，所以決定嘗試這個題目作為本實驗的研究主題。 我們的研究使用電解製造氫氣與氧氣，進行燃料、造型實驗，並用電腦計算出飛行高度，希望能找出最佳飛行高度因子。我們發現各種因子的飛升高度與質量、質心、燃料與造型有很大的關聯。 希望能藉由這些實驗讓人們更認識氫氣火箭，也能藉由氫氣火箭的飛行實驗讓大家更認識、更熟悉火箭之中的科學原理，讓大家對科學更有興趣。

本研究主要是希望將「無紙袋吸塵器」之除塵技術應用在室內空氣清淨之上。 首先，選定PM2.5為空氣汙染檢測標的。然後，利用電腦課學習之Arduino套件，編寫程式並組裝SHARP PM2.5感測器。 接著，探討無紙袋吸塵器之除塵原理，並改良結構以應用於空氣清淨。 研究發現：設計良好之「氣旋除塵筒」，確實有很好的清除PM2.5效率。清除PM2.5效率良好的氣旋除塵筒：1.能產生結構札實的氣旋結構、2.直式比橫式效率高、3.加長氣旋除塵筒長度能夠增加清除效率、4.抽氣孔與進入室內空氣孔分開，並將抽氣孔位於側邊可以增進清除效率、5.增加風扇風力也可以增加清除PM2.5的效率。

鐵路時刻表排點至今為止仍十分仰賴人工作業，且排班優劣對於乘客服務品質有顯著影響。本研究採用元啟發式最佳化演算法及模擬器進行旅客列車鐵路時刻表排點，旨在找出一份針對旅客需求、提升旅客運輸成功率且降低旅途時間的時刻表。我們提出一種班表編碼機制，可依此產生班表草稿。我們研發的模擬器可將班表草稿轉換為合法無衝突之班表。最後，透過登山演算法及基因演算法來搜尋班表草稿，並以模擬器評估優劣，我們實現了一個自動化排班系統。我們也以不同的乘客測資針對於不同演算法進行比較，並試圖找出表現最好的演算法。實驗結果指出我們的模擬器能有效率產生無衝突時刻表，且所提出之演算法操作相較現行班表可提升運輸成功率和降低旅途時間。

本研究以廢棄的蚵殼和回收紙作為研究材料，先將鍛燒後的蚵粉溶於水後，噴灑於手機螢幕與電腦鍵盤，並利用ATP生物冷光儀檢測微生物的殘存量，研究發現10ppm與100ppm濃度的自製蚵粉水在手機與鍵盤皆可達98.14%與96.08%以上的殺菌效果。之後再將自製蚵粉水與市售蚵粉水、自製文蛤粉水、水，在門把上做殺菌效果的比較，結果顯示殺菌效果最佳的是100ppm的自製蚵粉水，可達93.23%以上的殺菌效果。接著利用回收紙製作環保鞋墊，並加入自製蚵粉，用以探討加入自製蚵粉後的鞋墊中是否具有抑菌的效果，結果顯示加入5公克自製蚵粉微生物最佳可達89.5%的殺菌效果。

本研究以稠密式深度預測為基礎，進行環繞掃描３Ｄ還原建模。在這項研究中，我們擇手機作為唯一的外部數據提供設備。首先用手機同時錄影和記錄角度變化、位移數據後，我們同步各數據的時間點，並計算每一幀影像的位置，接著將拍攝的影像輸入深度預測模型轉換成深度圖並將其儲存為點雲，最後利用三維旋轉和平移矩陣將點雲轉回正確的位置以進行疊合。我們開發的３Ｄ還原建模系統能夠輸入影像、特定時間點的位置和角度變化來建立３Ｄ模型。此系統可以解決結構光掃描儀需要額外標記點的劣勢，且在機動性上較傳統的點對點雷射掃描儀更方便。我們希望可以在未來將這套系統集成為一個手機應用程式，方便使用者在手機上進行相關操作。

本次科展主題為探究屏東與臺灣其他地區海灘樣本的差異。我們選擇了具代表性的屏東地區海灘作為主要採樣點，利用數位顯微鏡比對外觀特徵，電腦影像軟體分析色調，透過篩網分析海灘樣本顆粒大小比例，並檢測其酸鹼性、硬度和KH等性質。 結果顯示，屏東和小琉球海灘主要由珊瑚、貝殼和少量有孔蟲殼體等生物碎屑組成，呈白黃色調；而臺灣其他地區的海灘沙粒主要由岩石碎屑組成，呈灰黑色。單位體積海灘樣本的重量測量結果並無明顯差異，水溶液的酸鹼值大多呈弱鹼性，TDS數值顯示不同區域的海水組成和溶解物有所差異，但屬於珊瑚砂海灘樣本的KH值平均超過10。這些差異是臺灣地理位置、河流侵蝕搬運堆積和沿海海流等因素共同作用的結果。

近年來由於電腦視覺的蓬勃發展，物件辨識模型被廣泛運用在生活中，例如自動駕駛、醫療影像、農作物檢測等等。對於要在戶外運作的模型，由於檢測物體的背景會隨著時間、地點、季節、光照強弱等因素不斷改變，通常需要大量且多元的資料才能避免模型過擬和，然而取得多元的資料需要花費大量的人力與時間在收集以及為這些新資料標籤。 本研究利用影像風格轉換模型作為資料增強的方法，將於晴天拍攝的街景圖轉成夜晚及雨天，使原本只有晴天的資料集有更多元的資料。結果證實使用風格轉換模型生成的影像訓練的物件辨識模型的準確率在某些情況下有顯著的提升。此方法的優點在於能夠快速產生多樣風格的資料，由於是對影像的風格做轉換，影像的內容沒有改變，因此能夠沿用原有的標籤，同時節省了蒐集及為新影像標籤的人力及時間。