第53屆--民國102年

本研究主要是研究要如何蒸出好吃的飯。一開始我們查到四種煮飯方法，但是瓦斯、電鍋煮飯的技術有點難，第一次很難成功，電子鍋煮出來的飯又沒有我們去買蒸的飯那麼粒粒分明、那麼好吃，所以我們想研究如何用最方便的方法蒸出好吃粒粒分明的飯。 研究中為了把感覺變成科學的數字，我們設計了「自製測硬度器」、「自製測黏性器」，用科學的方法來測量飯粒的硬度、黏性。 最後我們不但找到蒸出「粒粒分明的飯」最簡單的方法、利用「改變蒸的時間」就可以輕鬆調整飯的硬度；冷飯也只要短短6分鐘就可以變好吃，而且我們還利用蒸飯多餘的蒸氣幫助加熱水來煮湯，節能減碳，飯還是「蒸」的最棒！

我們在亞卓市上找到了一個可以練習因數與倍數的遊戲，叫做「天使與魔鬼」。在研究過程中，我們發現天使要贏得勝利是很簡單的，而且我們找到了一個固定的步驟，仔細的跟著步驟思索，不但輕鬆獲得勝利，天使還可以挑戰得到這個遊戲的最高分。接著我們不斷的擴展遊戲的數字數量，結果發現天使與魔鬼的分數不但無法逆轉結果，真實得分反而相差越來越多，且天使與魔鬼的得分比例固定維持在約63%與37%〈或62%與38%〉之間。我們也改造這個遊戲，建立了新的遊戲規則，並做了一個遊戲盤。在這個新的遊戲規則裡，擔任先攻的天使與後攻的魔鬼都有獲勝的機會。無論先攻或後攻，我們提出一套步驟及原則，可以大幅提高獲勝的機率。

本文藉由研究LED的光學性質：發光光譜、吸收光譜、吸收光的電流電壓曲線；並測量由LED吸收可見光時的內部等效電阻，藉以評估LED作為太陽能電池的實用性。研究結果顯示LED在太陽能電池等效電路模型中的相關參數(填充因子，串聯電阻，分路電阻)，均能有效地將光能轉換成電能。接著利用下列方法：①加裝Fresnel透鏡聚光、②設計LED陣列的電路、③設計電能輸出入的轉換電路等方法，製作出利用LED在白天將光能轉成電能，在晚上將電能轉換成光能，而不需要另外輸入電能的self-powered LED lamp。

本研究探討「天然水草缸」是否能捨棄傳統配備，利用水草缸自身機制達到平衡。我們建立「養水作業流程」，亞硝酸菌（Nitrosomonas）6週的時間可培養完成，硝酸菌(Nitrobacter)8週能培養完成。但NO3-無法被分解。為了降低NO3-濃度，研究水草淨化水質能力，發現「優勢水草種植面積70％+水草修剪+每週換水＝高效能過濾器」方式取代圓桶過濾器。水草缸可增加魚類的耐寒能力。我們分析飼料成分，希望透過平日餵食取代外加水草液肥，但發現水草液肥並沒有考慮餵食飼料的問題，氮磷會重複補充。飼料中並無水草所需的鐵與微量元素，無法餵食取代施肥，並提出補充「非完全肥料」的概念。最後重新建立「高效能天然水草缸」，觀察歸納出天然水草缸與標準配備水草缸之間的優缺點比較。

羅勒是九層塔的種子，又稱為明列子，其多醣體的不溶性纖維可以吸收水分，減少膽固醇、三酸甘油脂的吸收。三酸甘油脂與醇類可以與鹼性催化劑作用，產生生質柴油。利用明列子不吸油、不吸酒精、可以吸水的特性，來研究生質柴油。轉酯化實驗中加入1克明列子，可以在油水吸水8克而不產生皂化現象，但產量會減少。在比較甲醇+氫氧化鉀+回收油的轉酯化實驗中，不加入明列子平均的產量為95.6 g，使用明列子平均的產量提高為100.5g。

此作品中，主要是研究「拿破崙定理」在四邊形條件下的各種推廣，將拿破崙定理在三角形條件下發現的各種規律類推到各種四邊形，並發現了許多有趣的結果。我的研究內容主要包含和拿破崙定理相近之重心連線；在其圖形中稍加變化而得的外接圓交點性質、面積性質；結合螺旋槳定理、愛可爾斯定理探討的頂點連線中點性質、和意外發現的共點性質。其中甚至有發現適用於任意四邊形的一般性質。目前在我找到的資料中，對於四邊形的討論著墨極少，大部分的文獻內容都針對三角形的性質做討論。

我們想在畢業典禮時空拍同學們的影象，並即時投影在大布幕上，因此自行研發出了一個安全的飛行空拍機。我們選擇裝氦氣的中型氣球作為浮力來源；並探究各種市售遙控即時攝影裝置；同時嘗試改裝飛天小鯊魚、直升機、四軸飛行器，遙控小汽車及樂高機器人作為飛行動力。我們的飛行裝置必須同時讓浮力裝置、動力裝置、攝影裝置完美結合，我們在一連串的失敗中發現問題。終於成功研發出二種能在室內安全又穩定飛行的遙控飛行空拍裝置，飛天一號是以遙控小汽車改裝的輕巧型機種；飛天二號則是用樂高機器人，設計出能朝不同角度靈活移動的專業型機種。最後我們探討螺旋槳的大小和馬達的闗係，並改變氣球的排列方式，讓我們的裝置發揮最大的飛行空拍效能。

為探索蝴蝶為何在太陽光的高溫持續照射下仍可以快速散熱,且優美自在的飛翔, 所以本研究想進一步瞭解蝴蝶翅膀的構造, 及其散熱機制之後，仿照此一機制其中的蝴蝶鱗片的材質- 細微幾丁質, 達到材料仿生的目的。本研究將蝴蝶鱗片, 100%幾丁質, 細末甲殼素(92%幾丁質), 奈米碳,石墨烯,及散熱膏,在燈泡上加熱, 以尋求散熱最佳組合; 也將之應用在熱水加入玻璃杯, 鋼杯, 鋁合金等容器之外殼, 更將甲殼素與散熱膏混合物, 填補在電腦CPU與熱管縫隙中, 實驗結果得證, 果然細末幾丁質(本實驗稱甲殼素), 果然有良好的散熱傳導效果。

本研究使用OpenCV作為影像處理之基礎，主要以OpenCV之影像辨識、機器學習方法，嘗試辨識道路上所有的車輛影像。由於不同方向車輛的特徵不同，本研究將車輛分成八個方向，分別蒐集樣本，並嚴格篩選、限制樣本特徵，進行Haar特徵檢測的訓練。以訓練所得的分類器，寫出能即時辨識車輛的程式，並用新的計算方法進行分類器測試，可達95%車輛整體辨出率，84%平均正確率及2.4%誤判率。雖然訓練過程費時，但Haar特徵檢測之測試結果有平均正確率高等優點，顯示其適合做即時的車輛辨識。未來將優化辨識，並以此為基礎，建立一能協助交通的系統，如紅綠燈秒數調控、車輛追蹤、自動化駕駛、交通指揮系統等等。

我們從化學課本及參考資料了解到製備乙烯的方法，再從已知的方法中設計並改良出較佳收集乙烯的方式。製出的乙烯先用點火燃燒證明氣體的可燃性，再用溴水褪色證明的確是乙烯。最後利用強氧化劑(過氧化氫，過錳酸鉀)，與乙烯做非勻相反應，可以觀察到高濃度的乙烯和強氧化劑間的反應有明顯的變化，利用此變化的觀察及數據的收集，作為此次研究的指標，來印證乙烯和水果熟成的相關性，進而希望藉此指標(簡單又方便的檢驗方式)作為水果保存的依據，並希望日後能找出簡單又有效的方式提高水果的保存期限。我們選用常見又易於觀察的水果－香蕉，並將上述的兩種強氧化劑(過氧化氫、過錳酸鉀)，分別放在密閉容器中，在室溫下，希望氧化劑能反應掉香蕉所釋放的乙烯氧體，或降低乙烯濃度，以期達到減緩香蕉外表熟成(香蕉外表變黑)的目的；沒想到過氧化氫超出我們意料(並沒有如預期減緩香蕉熟成)反而是整個外表熟成加速(香蕉外表變黑速度更快)，而兩組實驗組(香蕉釋放的乙烯分別在過氧化氫和過錳酸鉀的反應下)與對照組的外表熟成和香蕉內部甜度關係也有些連帶變化，雖超出我們預期，卻又有令人意想不到的結果，因為過錳酸鉀在開始實驗一天後香蕉內部甜度就有明顯增加，而後甜度增加率卻逐日下降！我們再將相同環境下，皆放入氧化劑(分成有香蕉及無香蕉兩組)經香蕉外表熟成後，再分別對剩下的氧化劑做滴定，先排除氧化劑在空氣中自然反應的變因後，發現有香蕉的實驗組與沒有香蕉的對照組的確有些差距，也間接證明了氧化劑的確是有與水果所釋放的乙烯反應。