第56屆--民國105年

一般學生對於學校的植物只有模糊的概念，自然課中曾提過植物分類的方法，經過詳細觀察校園中的植物，以手繪及實物攝影記錄校園中128種植物，並利用圖層方式製作可依需求顯示、隱藏資訊的校園植物分布地圖。在比較各種葉形特徵組合的差異性後，由其中篩選出較好的組合方式，我們發現可以經由簡單的葉子形態特徵，將其中70種的植物作簡單卻有效的系統分類，藉由這個分類方式，使小朋友能將隨手撿拾的一片葉子，藉由電腦的資料庫方便又容易地查詢其來源植物的名稱與相關資訊。未來希望進一步充實這套分類方式，建立完整的校園植物資料庫，讓所有的人都能容易認識校園植物。

本研究修改去年所組裝的LED光電測定儀提升了其功能，可用於透光度的測定及散色光的測定，除儀器組裝外，並應用於碘鐘反應中的微觀觀察，例如硫分子的生成及影響碘鐘反應因素的觀察。研究結果顯示，所自組簡易多功能光度計確實具有以透光度測定及散射光測定的功能，且穩定可用於準確微觀化學變化，在測量濁度方面發現散射法較透射法靈敏而增加準確度。在碘鐘反應可以利用在碘三離子出現瞬間，散射電壓瞬間下降得知反應的終點，相對傳統肉眼判斷的來準確，因此當反應同時具有濁度及溶液顏色改變時，必需同時用到透射及散射法，改變傳統只用透光度測量，以提升反應的準確性，並推廣中小學之科學研究做微觀探討，提升科學之水準。

本研究是指限制路徑其轉彎角度、且每次轉彎後步數遞增的條件下，找到回原點的最短路徑。 研究方法是以「奇、偶數」、「座標」與「向量和」的概念，先找出規律、再驗證求解並進一步由平面路徑推廣至三維移動。研究成果整理如下： 在平面上找到P＝90°、120°、60°回到原點的最短路徑各為8階(36步)、9階(45步)、12階(78步)。若進一步定義方向數（K＝360÷P），還進一步找到回到原點需要的轉彎次數(N，階數)的通式： 若K＝4，則回原點的階數N＝2Km（m代表任意整數）， 若K＝3，則回原點的階數N＝Km或Km－1。 若K＝6，則回原點的階數N＝Km。 至於三維移動路徑，則在P＝90°與120°時找到最短路徑，其完成階數各為11階與17階。

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。

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。

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。

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。

本研究以Src酪胺酸激脢與核纖層蛋白（nuclear lamins）中之lamin A亞型為主題，探討Src激酶是否調控核纖層蛋白之酪胺酸磷酸化（tyrosine phosphorylation）。本研究中，以細胞內（in vivo）與試管內（in vitro）實驗，得知Src激酶會直接磷酸化lamin A；以串聯質譜分析實驗，推知Src激酶乃磷酸化lamin A上之酪胺酸X位置；以單點基因突變實驗，發覺lamin A不受酪胺酸磷酸化調控時，細胞核型態將出現異常。未來若將此研究之結果應用於過往醫學研究中與核纖層蛋白異常有關之疾病，如早年衰老症、肌肉萎縮症等，或可有更多發現。

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。