高級中等學校組

本研究透過水池、橡皮鴨與伺服馬達，模擬鴨子在水面上游動的情況，藉由馬達回傳的電功率值，計算鴨子在游動時的阻力，希望找到鴨子在何種情況下最省力。透過改變鴨子的排列方式、大小、速度等變因，嘗試找出這些變因與其游動時阻力的關聯，並引入參考文獻中省力係數以描述省力的程度、用波長、水深、波速的函數關係來計算波長、並嘗試描繪尾波，透過這些以協助結果呈現並計算出難以測量的部分。最後會透過繪圖的方式來討論鴨子與水波的關聯以解釋阻力的變化，再總結出鴨子在何種排列方式、大小能夠達到最省力的狀態，完成本研究的主要目標。

我國慢性腎病人口約14%，大多患者會因藥物或免疫疾病而走向腎纖維化。根據文獻，miR-17-92會影響T細胞分化，分化的差異則會造成不同程度的腎纖維化。 本研究取不同基因型小鼠的CD4+T細胞做體外分化。結果顯示含miR-17-92基因較多的T細胞分化成Th1比例較高、Treg比例較少，但對Th17無顯著影響。將小鼠腎纖維化模式處理的細胞進行RT-qPCR和染色實驗，觀察剔除miR-17-92基因的小鼠（簡稱KO）腎纖維化的情形，發現造成腎纖維化的纖維蛋白、膠原蛋白和其mRNA的表現量均減少。將WT和KO小鼠腎臟進行染色後，發現WT小鼠腎中Th1的數量較多，Treg則較少。綜合實驗結果推論，miR-17-92可以增加腎中Th1、降低Treg的數量，而Th1則會加重腎纖維化的情形。期盼本研究能對腎纖維化疾病有所貢獻。

腸道微生物能透過菌腦腸軸影響神經系統，改變生物認知行為。本研究以不同食物餵食黃斑黑蟋蟀，探討飲食差異及腸道菌改變，對蟋蟀社會互動行為的影響。我們以高碳水化合物、高纖食物、高蛋白食物餵食蟋蟀，以蟋蟀獨處、求偶、示威鳴叫的聲學分析探討其社會互動行為的差異，再以蟋蟀糞菌、腸道菌混合食物餵食，分析糞菌與腸道菌對蟋蟀社會互動行為的影響。研究發現1.食物會影響蟋蟀的社會互動行為，食用高碳水化合物蟋蟀有較高的存活率與高品質的社會互動。2. 食用高纖食物蟋蟀呈現同類互食及較低的社會互動。3.腸道菌移植策略能改變蟋蟀的社會互動行為，腸道中所分離出的植物乳桿菌對翠玲瓏與高蛋白組蟋蟀腸道產生作用，改善其社會互動行為的品質。

本研究開發的多軸向光學式震動測量裝置，結合物聯網技術達到監測震動訊號並即時警示的目的，首先確認慣性單擺的光柵繞射光學特性能有效測量出震動訊號，並可在連續震動狀態下，有效且持續記錄震動訊號。其次在震動訊號分析上，以OBSPY程式輸出訊號頻譜圖，並自行開發的Python程式利用增加執行緒的模式，提升影像紀錄取樣率達到符合資料分析所需之奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)條件，並進行運算與濾波將數據有效運用。更透過3D列印技術製作出可記錄平面震動與垂直震動訊號的微小化多軸測量裝置，將監測與紀錄震動訊號之數據，透過物聯網傳輸，儲存於雲端資料庫內，同時可即時偵測震動訊號是否超過警示數值，並透過line notify將警示訊息發送出去，達到即時監測與警報的目的。

本研究進行為期一年的兩棲類調查與斑腿樹蛙移除控制，發現在斑腿樹蛙的繁殖季進行移除控制，確實可降低樣區中斑腿樹蛙的比率。調查發現斑腿樹蛙出現在竹子上的機率最高。在繁殖季斑腿樹蛙會聚集在積水的容器及蘆葦林繁殖。斑腿樹蛙族群的背紋及腿部網紋形態多樣性高。卵泡有黃色及藍黑色2種。卵泡平均含卵數351粒，孵化率74％。繁殖季定期巡視產卵熱點可有效移除卵泡，遇到斑腿蝌蚪可將其撈起或將積水移除，對難以移除的繁殖熱點應進行棲地營造以利保育志工的移除與控制。移除斑腿樹蛙需熱心的志工協助，定期進行兩棲類調查並移除斑腿樹蛙，才能有效的控制斑腿樹蛙在台灣的擴散。

本實驗研究目的是以電化學氧化法降低廢水中的氨氮濃度，藉由使用石墨導電塗層/壓克力電極，改善石墨機械強度低的問題。我們使用導電度計法測量水溶液導電度並計算其氨氮濃度，處理後的廢水濃度符合台北市放流標準，且去除率皆高於75 %，比配置的氨氮溶液高，可知電化學直接氧化法更適合應用於處理實際廢水。本研究的副產物硝酸鹽濃度皆低於1.19 ppb，對實驗影響極小。實際處理廢水時，使用石墨導電塗層/壓克力電極所需的電耗能相較於使用石墨電極減少約93 %，但能和使用石墨電極達到相同的去除率。

國外有許多研究指出，人類會因不同類型的聲音產生不同的情緒，因此我們想探討聲音的不同要素如何影響情緒，我們透過播放不同的音量、音頻、波形、節拍並觀察小鼠的行為，以推測聲音要素造成的影響。記錄的項目包含靜止時間、站立及抓咬次數和滾輪跑動圈數。在音量的部分，50dB時小鼠有較多的跑動圈數，推測小鼠較為興奮，而80dB時則有相反的結果。另外持續變化的音量，也會使小鼠興奮。音頻部分，8kHz的環境下，小鼠有較多跑動圈數，推測小鼠較為興奮，另一頻率為40kHz， 40kHz對於小鼠而言並不算高頻，期間小鼠有較少的探索行為，推測小鼠相當平穩安定。波型實驗未觀察出較有意義的差異性。節拍實驗中，小於80BPM時，小鼠的探索行為減少，推測小鼠情緒應為平穩安定，而高於150BPM的環境中，跑動圈數增加，推測此時較為興奮。皆無發現性別差異。由於80dB、40kHz和80BPM都有較長的靜止時間，我們又額外測試中央活動時間，結果僅 80dB時，小鼠中央活動時間無減少，至少代表小鼠的心情並非平穩，與另兩者不同。

國內外針對扁平多囊蟹奴（Polyascus plana）少有研究，且研究寄主對象多為方形大額蟹。蟹奴具內寄生生活史，若需從外觀判定其寄生與否，需待內寄生階段成熟後，外寄生時期才突出的外體構造進行判別，前人則依此方法。本研究為第一個以白紋方蟹（Grapsus albolineatus）為寄主、利用扁平多囊蟹奴18s rRNA專一性引子進行內寄生判定，修正先前以有無外體判定寄生率的偏誤，顯示總寄生率上升。為探討根頭目寄生雌性化影響，首例以白紋方蟹為寄主，除無寄生、外寄生時期外，加入內寄生時期，探討各時期腹節雌性化現象，結果顯示有無外體與雄性腹節雌性化現象具顯著相關性。最後，本研究發現扁平多囊蟹奴寄生誘發一雄性寄主肝胰腺卵黃蛋白原基因之表現，為另一個寄生雌性化的現象。

台灣是個四面環海國家，土地面積為3.6萬平方公里，人口約2千3百萬人，2019 年人口成長率為 0.2%，根據內政部資料得知，人口老化指數，由107年1月106.35，到108年2月113.93%，人口結構觀察，高齡者(65歲以上)比率逐年上升，台灣老人占總人口12.83%，逼近 14%高齡社會。 而老年人的食、衣、住、行，更需我們多花一份心思去關心，其中尤以「行」最為我們關切，根據內政部資料統計及新聞報導，台灣失智人口在 2017年底已超過27萬人，65歲以上老人每13名就有一名失智，衛福部的調查顯示表示，2031 年失智人口將增加到 46 萬人，2061 年將超過85萬人，等於未 來 40年內，台灣平均每40分鐘新增1名患者，每天增加38人罹病，此問題乃是我們關切之重要因素。

民眾在生活採買與準備食材中，經常面臨一些問題，例如：忘記冰箱食品而導致重複購買與浪費、食品放置過期…等。因此我們提出一個可以解決上述問題的系統，藉由影像辨識來判斷食品品項與移動軌跡，藉此建立冰箱內部的食品清單，並且可透過冰箱觸控螢幕與手機APP，查看與設定清單內容。針對無法辨識的食品，系統可以學習訓練建立影像辨識模型，並針對現有的食品類別進行增量訓練，提高辨識食品的準確率。藉由本研究所提出的系統，可以學習與辨識各項冰箱食品、設定過期提醒通知，與冰箱異常偵測，協助使用者有效且便利地管理冰箱雜物、掌握冰箱的狀態。