第55屆--民國104年

傳統手指復健大都採用復健球進行握力復健，其復健結果以時間或次數來進行，無法測試患者每次手指握力的壓力值，無法將數據作分析及比對。因此我們改變傳統手指復健項目，增加五個手指壓力測試、手指曲區張角度測試、手指肌耐力測試，再將其數據以智慧型裝置或平板電腦進行分析，以量化與值化提供給醫生作為診療參考依據。 系統設計以單晶片微電腦為主控制器，應用智慧型手機為測試、資料收集、紀錄分析裝置。復健者手握復健球用力，系統就能透過復健球上方的壓力感測器，測得手指作用力的大小，規律的反覆動作就能進行復健工作。手指曲區張角度測試，設計以電阻式彎取角度感測器，對復健者進行手指彎曲角度測試，將資料顯示於智慧型手機之顯示幕。

我們藉超音波破殼原理萃取愛玉子中植物膠，由物理性之殼分離方法後得其殼與凝膠比重的TDS(總固體溶解率)值，再由試驗樣品中得知化學性之EC(導電度)、PH(酸鹼值)、藉此分析與凝膠之關係。發現三種不同頻率的超音波都能使愛玉破殼凝結，將愛玉子放入超音波震盪槽震盪30分鐘，結果以28K的頻率凝結最快，40K的頻率凝結次快，70K的頻率凝結最慢，從破殼率方面，28K是66%、40K是58%、70K是49%。從測試數據分析,因破殼率高的關係，發現28K的萃取率最高，其次是40K，最後是70K，三種超音波頻率皆可達成破殼凝結的效果。藉以此物理性超音波震盪方式代替傳統手工愛玉子製法，既有科學性數據且具有相當實用應用價值不單提高效能且衛生，改進食品加工上高效率製造方式。

在暑假數學育樂營的時候，我們接觸了青蛙棋。我們發現關卡應不只卡片上的40關，應該還有很多其他的關卡。所以我們用窮舉法列出2顆時全部的關卡。後來我們又發現可以用3333→12的方法找到12顆的破關方式。最後我們利用網路資源找到了電腦運算的程式，經過修改，我們列出了所有關卡的全部破關方式，可是列出結果的解讀又需要費一番功夫。

我們發現市售動力沙擁有黏土和沙子特性，嘗試尋找生活中替代性材料做出類似動力沙的產品。過程中，我們嘗試各種材料、自製檢測工具。經實驗得出下列結論： 1. 市售動力沙是由沙和聚二甲基矽氧烷混合而成，我們以易取得的矽膠代替聚二甲基矽氧烷。由矽膠的吸附能力和其撥水性，包覆沙子以驅動摩擦靜電，產生若即若離效果。 2. 我們研發出四種新型態產品： (1) 動力沙類型①[矽膠沙]（沙：矽膠＝10：1）②[矽膠糯米粉沙]（沙：矽膠：糯米粉＝20：2：3），能用價錢便宜物品做出動力沙效果。 (2) 黏土類型① [刮鬍露太白粉] 觸感比刮鬍泡配方更佳② [矽膠太白粉]（太白粉：矽膠＝10：4），解決黏土易乾掉和發霉問題，更可加入硬化劑讓作品硬化保存。

本研究主要是探討蘆薈的防曬效果。我們以蘆薈萃取液進行紫外線UVA和UVB照射，量測穿透的紫外線強度並計算相對遮蔽率及SPF值。 實驗結果證實蘆薈葉皮部分有很好的防曬效果，且蘆薈葉皮萃取液厚度愈厚及濃度愈高，皆可提升防曬效果。2~3年無斑點蘆薈老葉的防曬效果也比有斑點蘆薈嫩葉好；上表皮液的防曬效果優於下表皮液，因為長期照射UVB可增加蒽醌類物質的含量(王紅星等，2010年驗證此結果)；與蘆薈同樣含蒽醌類物質的決明子也有防曬效果。我們將蘆薈萃取液以冷凍乾燥法製成乾品進行薄層防曬係數量測，經日曬後第1小時防曬效果降低，之後便趨於定值。 最後，我們以蘆薈老葉上表皮萃取液添加5%TiO2防曬效果優於添加5%ZnO，且與市售標示SPF50+的防曬乳相當接近。

本作品係針對工廠各式設備、加工機等夾持工件時需要人工作業，會有危險及低效率的缺失。因此設計兩部機械手臂交握(Handshake)模擬機械手臂與各式加工機械設備交換工件的功能，同時具有增進工作效率及兼顧安全之優點。 使用電腦設計製圖軟體Inventor設計多軸式機械手臂，以電腦做動作模擬分析。 以AutoCAD檔案運用雷射切割壓克力做成手臂零件，也使用3D建模轉STL檔案以3D列印零件加上伺服馬達組裝做成機械手臂。運用Arduino控制馬達，寫成手臂交握程式，完成軟硬體電路測試組裝。 整體來說是機械設計及智慧化工具機的實務作品。未來可延伸作為機械手臂與各式加工機械、搬運車等設備轉移工件使用。

3D擬真投影是現在多媒體展現的新趨勢，本研究結合了高中所學的木工、程式設計、單晶片微處理器等、繪圖軟體等知能來探索佩珀爾幻象的原理，透過單面型幻象展示箱及播放軟體、三面型幻象展示箱及播放軟體、展示影片的製作及拍攝裝置等三項實作，使得浮空幻覺得以呈現。 我們的作品能夠從正面、左側以及右側同時看見且更加真實的呈現。展示箱中透明反射層的材質，我們嘗試過玻璃、壓克力、PVC、半鏡面玻璃及PET聚酯膠膜等，經比較後發現透明的PVC薄板有較佳的效果。光線調控方式則是在箱內貼滿黑色絨布吸收多餘外界光線，背後加裝LED燈提供穩定背景光源。至於展示的影片，我們使用3D軟體繪製與實物拍攝兩種方式。

豆漿加熱後表面會浮出一層膜，在加熱豆漿的過程中，小的蛋白質片段飄出、重新排列組織，在溶液表面形成膜，本研究在探討將其應用於面膜的可行性，在85℃烘箱中靜置，有助於蛋白質分子斷裂，也避免沸騰，而製調出平整的膜。調整靜置時間可製出不同厚度的膜，比較發現膜愈薄，愈具密封性；對水分、甘油吸收力佳，可保濕；對抗壞血酸、蛋白質吸收力佳，可補給養分。加鹽製膜又可提升各能力，在這些特性中，豆漿膜勝於OGUMA(品牌)的面膜紙。 本研究發展DIY面膜方法，將蛋清、維他命C或甘油配成保養液再將膜浸入即可敷臉。實際測試結果也發現是有緊緻、保濕效果的。在膜的保存部分，建議密封或冷藏，若暴露在空氣中，保存期限不長，容易造成生菌數過多。

本研究水族缸裡的三尾扁蟲(Convolutriloba)經外型描述、無性生殖等證據，證明本種是台灣地區的新紀錄屬或是新種。由於至今尚無報告指出野生棲地，而本研究首次探討其自然環境，並自墾丁外海發現野生三尾扁蟲多棲息於礁石洞口。Shannon, et al, 2009指出三尾扁蟲具有光避性與光聚性，但未探討其原因，我們設計模擬棲地使其在黑暗與光照交替的環境下生存，確認扁蟲的自然分布乃是光避性(photophobia)與光聚性(photoaccumulation)彼此調節的結果。比較扁蟲以及其體內共生藻(Zoochlorellae)在不同色光下的生理現象後，發現共生藻紅光下光反應效率高，而在其他色光下光反應效率低，此項發現說明了扁蟲在紅光下不具光避性，而在其他色光下扁蟲有明顯光避性的原因。此結論也同時說明了扁蟲野生棲息地位於礁石洞口的原因。

本實驗以衣魚食物多為纖維素的特性探討其腸道內是否有可分解纖維素之微生物。首先利用剛果紅染色原理證明該微生物的存在，並抽取其DNA進行聚合酶連鎖反應將結果定序檢驗微生物物種及找尋其功能性基因。其次以不同生化方法測試該微生物反應，並測定其分解纖維素之效率。本實驗已確定衣魚腸道內有Bacillus amyloliquefaciens以及Paenibacillus woosongensis兩種菌種，並參考文獻找出Bacillus amyloliquefaciens以及Paenibacillus woosongensis的功能性基因引子，兩種細菌的分解纖維素效率分別達1.786 U/ml以及 1.682 U/ml，往後將抽取其酵素，改變環境測試其效率，及測試分解不同纖維素物質之效率，例如:稻稈、玉米葉莖、廢紙…等，以應用於分解堆肥及製造纖維酒精。