光子晶體是具「週期性折射率結構」之奈米尺度物體。它的特殊性結構，使得經過它的光波因為折射或是波的疊加原理等而有能量的遮擋效應，稱為「光子能隙現象（Energy band gap）」。我們假設尺度放大的週期性物體也可產生光子能隙。然後使用水波槽內的週期性孔洞的壓克力板，形成二維周期性水深結構，並在投影幕上對「有經過孔洞的水波」及「未經過孔洞的水波」進行波紋對比的比較。除了探討水波在此尺度下是否具有如同光子晶體讓波產生能量消退的現象之外，同時探討在水波槽的尺度下，改變不同孔洞的大小、排列間距以及水波波長對能量消退的影響。

窗戶是室內與室外的主要空氣流通管道，妥善調節窗戶可以替人們空氣污染防護做把關。污染物中PM2.5對人體的危害最大，WHO已正式將PM2.5歸為2級致癌物質，最新的健康醫療報導更指出PM2.5會造成腦損及中風。所以建築物的通風調節，窗戶至為重要，因此如果能自動偵測污染濃度逕行調節窗戶，並啟動除污裝置，可避免人們暴露在PM2.5等污染物的危害之下。 本次研究使用檢知元件來偵測PM2.5、照度、溫濕度、風速、空氣品質等，取得環境變因，再配合微控電路有效運用控制技術，賦予窗戶智慧，從PM2.5危害隔離、空氣品質、舒適度及適當照度等觀點來進行實驗研究，以全面性的整合達到無微不至的PM2.5智慧照護窗。

本作品首先證明了HiLo應用在散射光影像的可行性。目前看到有關HiLo的論文都只有提及收集螢光訊號，沒有看到有用在散射光訊號的收集上。本實驗透過架設自製原型機，證明HiLo的原理也能夠應用在散射光上，大幅提升HiLo光切片的深度與廣度。再者，本作品將自行撰寫之App結合雲端運算。再經過驗證後確認處理出來的影像是正確的影像。不僅加速影像處理流程，而且使用者只需攜帶手機便可立即看到處理出來的成果。接著，利用3D列表機自製具有光切片功能的手機顯微鏡實體。將原型機微小化並與日常生活常見的手機結合，讓使用者方便使用的同時也實現經濟便利性。最後，實現影像立體化，利用光切片的影像能使得原本平面的2D影像，可以呈現3D的立體化影像。

本研究以不同水解纖維素的方法，包括傳統酸水解、微波及臭氧法，完成效果比較，並以各方法最優勢理論組成最快速且產醣量最高的水解程序，最佳水解合併程序的木屑水解量平均超過傳統水解62.5%。再以麴菌發酵將醣轉為生質酒精，以止逆閥自製簡易即時取樣發酵裝置並研究效率最佳的麴菌酒精發酵，其中速發酵母平均一天酒精生成率高達約90.5%。 藉由基礎水解及發酵研究成功設計一套「低耗能、低成本、低汙染、高效率」自製可攜式簡易水解發酵膠囊進行纖維素水解，轉化為醣後又可在同一膠囊中加入麴菌進行酒精發酵，效果極佳，提升轉換率達63.8%。本研究進一步透過此自製膠囊推廣到廢棄稻草桿、甘蔗渣、甘蔗皮等，皆可得到極佳效果。

月桃在台灣全島都有分布，葉子就是以前人的「塑膠袋」，拿它裝東西再用繩子捆起來，端午節人們會利用葉子包粽子。為了驗證月桃具有抗氧化、抗菌的功能，實驗設計以碘滴定法來檢測抗氧化力。我們蒐集比較坊間四種粽葉：乾竹葉、新鮮竹葉、月桃葉、野薑花葉，在現打汁液中，月桃葉的抗氧化力最好；加熱、新鮮度、烹煮時的調味料也會影響月桃的抗氧化力；月桃的葉子部位抗氧化力最佳；月桃葉汁可防止蘋果褐變；利用月桃葉汁加入洋菜凍，能延長洋菜凍的保存時間，具有抗菌效果，所以使用月桃葉包的粽子，優於其他粽葉。最後我們用月桃葉汁製作抗氧化護手霜，不但觸感細緻，吸收、保濕、滋潤都不錯，使用後不僅不會造成過敏，還有淡淡的月桃香。

本研究在探討臺灣欒樹種子成熟程度對紅姬緣椿象族群成長的影響，以及紅姬緣椿象刺吸成熟種子的洞數對種子發芽率的影響。在研究裡我們發現當臺灣欒樹種子越成熟，紅姬緣椿象族群成長就越明顯；種子成熟的數量越多，紅姬緣椿象族群中的若蟲大量產生，並發育為更多成蟲；我們更發現臺灣欒樹成熟種子因為紅姬緣椿象刺吸的作用，會讓臺灣欒樹成熟種子的發芽率產生變化。因此，臺灣欒樹的成熟種子會促進紅姬緣椿象族群成長，紅姬緣椿象刺吸臺灣欒樹成熟種子的作用也會提高種子的發芽率，所以兩者之間存在互利共生的關係。

以製作適合高中生的英文篇章難易度自動分級為初衷，本研究採高中英文課文為語料，針對「如何分級」，意即從文章萃取哪些特徵、利用何工具或語料協助萃取特徵、以何工具分級等因素，進行研究與實驗，並建立一套新方法。首先進行前處理，再嘗試以單字、句型的數量或比例、句長、音節長、整合以上分析等各式特徵，支持向量機(Support Vector Machines)、隨機森林分類器(Random Forest Classifier)、決策樹分類器(Decision Tree Classifier)、卷積神經網路句分類器(Convolutional Neural Networks for Sentence Classification)等工具，進行將篇章分為高中一、二、三年級等三個難易度等級的測試，建立自動分級模型。最後製作成可供大眾使用的自動分級網頁。各項測試之中，最佳分類效能為整合各項特徵時得到的分類正確率65.04%，經模擬得知，此效能確實優於過去研究。

在2048人工智慧遊戲中，平滑度與單調性的權重為主要影響電腦判斷的變數，因此本研究主要針對這兩個變數的權重進行實驗並探討。並且在遊戲中步數愈多，愈容易達到更高的數字，在研究當中我們用遊戲移動步數的多寡來判斷當局的好壞。 在深度1的情況下「改進程式碼」，在研究結果中發現主要變數比值為1的同比例放大縮小效果都不錯，在90組數據中有 1/3 有到達1024，甚至可以到達2048；從步數來看，原程式平均步數為332.8步，而修改後的權重平均步數高達561.8步。 最後，我們利用相同的權重，並且將深度改回原設定。比較後發現，經過我們修改後的權重，達到2048與4096的獲勝率皆比原程式高。

植物在碳過多或氮不足的環境中會累積過多的花青素，然而我們對植物以什麼機制來調控高碳低氮下花青素的合成並不清楚。為了研究有哪些基因參與花青素合成的調控，我們透過調整培養基中碳氮的比例，篩選到高碳低氮下會有花青素過度累積性狀的阿拉伯芥突變種19945。經由遺傳分析、基因圖譜定位與基因體定序的結果，我們找到19945的突變基因為At3g18520，其產物為組蛋白去乙醯酶histone deacetylase 15 (HDA15)。HDA可以降低染色體組蛋白乙醯化的程度，使組蛋白與DNA纏繞緊密進而抑制基因的表現。與野生種相較，突變株19945在高碳低氮下，會過度誘導調控花青素合成的轉錄因子PAP1、TT8與花青素合成酵素DFR、LDOX、UF3GT的基因表現，因此我們推斷HDA15可透過染色體修飾來調控高碳低氮下花青素的合成。

我們在數學課本中看到一個題目，是有關在階梯上貼磁磚的等差級數問題，因為同學問了一個問題，我們開始討論長方形左上內折的方塊有幾個？之後延伸到左上與右下皆可內折的方塊有幾個，驚人的是結果竟然與卡特蘭數(Catalan number)相同，非常神奇！而後我們開始利用左上與右下皆內折的方塊來進行拼合，竟發現在同一條件下的方塊可以拼成正方形以及其他一些結果，這樣的神秘連結，讓我們強烈體會到數學帶來的樂趣。