全國中小學科展

第56屆--民國105年

NoDistort: Drawing Distortion Recovery System for Shaky Screens

在過去的五年中,行動裝置之手寫輸入法、滑行輸入法等基於筆跡的輸入系統有巨大進展。但仍無法解決物理晃動造成之筆跡變形。為了解決人們在不穩定的環境中書寫筆跡的困難,本研究提出了“筆跡失真修正系統”。 通過結合內置感應器的數據,系統估計裝置的運動軌跡,並提出的屏幕-手指互動模型恢復失真的筆跡。 該系統嘗試了不同的移動估計算法,也套用濾波器以去除雜訊和去除漂移。 為了得到更精確的感應器讀值,本研究使用了一種不需要額外儀器的校準方法。 翻轉後靜置設備6次,校準演算法將計算感應器誤差模型的最適合參數值並且套用。本研究提出之筆跡失真修正系統在兩代的演進後,已成功在現實世界中測試證明有效性和實用性。

植物健康的無形殺手-以細菌氣味開發生物農藥

植物在野外生長會遭遇各種逆境壓力,本研究從野外土壤中純化出枯草桿菌 (Bacillu subtilis),研究探討氣味對植物生長發育的影響。我們觀察到植物根長,鮮重會因氣味處理而減少,葉綠素a,b及胡蘿蔔素皆被氣味抑制,由DAB染劑染色法發現氧化壓力亦增高。 ABA與乙烯是植物重要逆境賀爾蒙,所以分析植物逆境賀爾蒙生合成相關基因,並利用qPCR技術看基因表現。結果發現植物逆境賀爾蒙ABA、乙烯等相關基因表現量上升。而乙烯的累積可能影響植物葉綠素含量,或使植物產生氧化壓力,ABA相關基因可能影響氣孔開閉。 我們挑選兩種ABA相關突變株處理枯草桿菌氣味;結果顯示ABA途徑突變株,其葉片對於枯草桿菌氣味的敏感度改變。我們想篩選一些細菌製成生物農業,減少化學農藥的使用。

「麵」目一新─使用馬祖老酒製作獨特風味老麵麵包

馬祖酒品的知名度不高,所以我們將它製成老麵,取不同比例與麵糰混合(31%、34%、36%、38%。40%、45%),製成老麵麵包,以研究出民眾對其之接受度及喜好程度。經由實驗結果可知,老麵增加越多,筋性越高、延展性越差,水分散失越多。老麵對於麵糰發酵最佳的比例為36%(540g),麵糰發酵最佳的時間為基本發酵90分鐘、最後發酵60分鐘,消費者最為喜好的是36%比例的麵包。

摩擦生熱-鄒族鑽木取火原理探究

鑽木取火是鄒族傳統技能,除了生活所需之外,在以往部落征戰的年代還具有火占的功能。在進行研究時,我們先訪問老人家,再依訪談得到的線索安排一連串的實驗,經過我們實驗之後得知,鑽木取火要能成功的因素為:找到質地堅硬的木頭做為鑽木棒及鑽木板,而木頭要採用靠近樹心的部位。接著鑽木棒前端先使用過(呈黑色),鑽木板上要挖出一個較深的洞並加入木炭,最後再用力、快速的轉動鑽木棒,這樣就可以增加鑽木取火成功的機會。

倒立吧!河內塔!

本研究試圖在河內塔的規則改變與最少步數中找出變動的關係式,移動規則和原本的河內塔一樣,不同的是我們在河內塔各層中增加許多顏色,移動過程中只有大小順序要遵守河內塔規則,各層的顏色順序則無特別限制,從單色推及雙色、三色和色,推出最少步數以及相關公式,顏色上下相反(f(x))和顏色不變(g(x))的最少步數仍是一個由使用色數(k)與層數(n)組成的函數關係式,進而研究每一層的顏色順序是否有無法移動的限制。 本研究從研究結果觀察規律,歸納出移動的固定模式,並拆解其過程,進而推導出一般式,也藉由過程的拆解,推導出所有挑戰解的可能性。

神奇的哆啦a夢手~自製負壓式夾具之研究

本研究利用負壓原理自製一個輔助夾具,我們使用手動拔罐器產生吸力,在氣球及其內部裝入內容物製作成夾球,再將拔罐器與夾球結合,成功地製作出一負壓式夾具來夾取物品。實驗中探討夾球內內容物的粒度、重量、硬度、體積..等各項物理性質,進而設計夾具構造及功能,從實驗中我們得知夾取效果最好的夾球內容物為咖啡粉(粒度0.71~2 mm),為了因應實際使用需求,不斷改良最後成功研發出第五代夾具--『阿哆手5號-多功能可折式拐杖夾具』,阿哆手5號,攜帶方便且重量輕,能夾取絕大多數物品,它成功地幫助不方便彎腰拿取物品的人。

植物界的勇士-不死鳥頂樓種植隔熱研究

本研究的目的在探討「不死鳥」這種植物生長的韌性及隔熱效果,我們發現只要有空隙可以長根,不死鳥就可以生長,而且不需要什麼養分,只需要一點點水分。我們利用木箱模擬教室空間,在戶外及室內做隔熱實驗,發現將不死鳥種植在水泥板上,和常見的頂樓植物台北草,都有相同的隔熱效果,有效降低木箱空間內的溫度,而且不死鳥的生命力比其他植物更強,水分需求少且耐曬。當台北草的植栽經二星期大雨與烈日的考驗後變枯黃,不死鳥則一樣強韌。不死鳥就像是一部自然空調機,冬暖夏涼,如果可以種不死鳥在學校頂樓,便可以減少冷氣使用,達到節能省電的功效。

尋找影響水稻分蘗數的關鍵基因

全球人口正迅速成長,但糧食並沒有增加,且暖化造成的異常氣候可能影響水稻發育,導致糧食危機。因此,若能尋找調控水稻產量之相關基因,將有助於增加稻米產量。本研究從臺灣水稻T-DNA插入突變體庫中,發現一個多分蘗的水稻突變株M69217,若能找到調控其多分蘗性狀之基因,具有增加稻米產量之潛力。首先,利用基因型分析,比較植株基因型與外表型的關聯。接著,找尋受T-DNA插入影響的基因,進一步推論出是哪個(些)基因造成高分蘗的現象。未來,我們希望運用基因轉殖,來確認哪個(些)基因可重現M69217的高分蘗性狀,並深入了解這些基因如何控制分蘗生長的詳細機制,期許這項研究能對水稻產量之提升作出貢獻。

自製簡易吊白塊檢測試紙

這幾年常常聽到許多食品加了非法食品添加物,使人們防不勝防,然而送驗食品又並非如此容易,因而使我們想要找出在實驗室中就能利用簡易的方法測出那些非法食品添加物,讓人能吃的安心。 我們利用了澱粉與碘化鉀錯合物,製成了「簡易吊白塊檢測試紙」,並且能推廣到其他與吊白塊同性質的非法食品添加物(例如:亞硫酸、焦亞硫酸)。 利用滴測前後顏色的數據變化,做出吊白塊的檢量線,但是,初期開發的試紙在吊白塊濃度低於40ppm時有觀察及檢測的困難,經過多次改良與實驗,我們開發出了煙燻法,在低濃度時也能有明顯的顏色變化的試紙,且做出漸層的試紙,在不用電腦分析下也能快速了解食品溶液還原劑濃度的區間,大大的提高了我們試紙的使用價值。

「酵」林小子-酵母菌對橘子綠黴菌之拮抗關係研究

橘子為本縣重要的經濟水果,但常因採收後堆疊方式保存而容易長黴,所以本實驗欲找出替代傳統化學藥劑浸泡橘子之延緩長菌之生物防治方式。本實驗將長有黴菌的橘子,分離出病原菌,並找出對此病原菌有拮抗作用之可能菌種。從多株菌中利用對峙培養之方式找出於培養基上有明顯生長抑制環的有效抑制菌種並接種在橘子果實上作田野試驗。分離出的病原菌再接種回橘子上確認其有致病性外,設計了9組,每組30重複,在270顆橘子果實上分別做不同的模擬處理田野試驗。綜合實驗結果發現本實驗的潛力菌對於引起橘子發黴的綠黴菌是有明顯延緩其生長之效果。期望此實驗結果能達到生物防治之效,有效且安全的使用在橘子農產品上,替代化學保鮮藥劑減少環境汙染。