高級中等學校組

本報告分析位於台灣西南部東經120.5度、北緯21.7度地震群。數據顯示在1994～2017年6月間，共出現10次規模大於5.0的大地震，震源深度均為40公里左右，歸納地震發生時間發現約2到5年發生一次大地震，推測此區域可能有持續發生此地震型態的情況。我們利用一些模擬實驗和假設模型，提出此近隱沒帶但呈張裂型態的區域，地震發生的時間空間變動的規則，可能和板塊隱沒時應力施於交界處附近，使應力易累積於弱下部地殼與強上部地殼交界處有關。

本實驗探討溫室氣體對極地冰融的影響，結果一：當溫室氣體受地表輻射溫度升高之實驗時，加熱光源宜選擇中紅外光區，可以避免其他波段干擾。結果二：溫室氣體分為CO2、H2O、CH4及N2O等氣體在中紅外光區皆有高的吸收率，故皆為溫室氣體。而同核物種如N2及O2，因在紅外光區沒有吸收波段，故不屬於溫室氣體。結果三：依據分析可發現全球溫度和CO2濃度都是呈現上升的趨勢，我們預測18年後CO2濃度即會由今年的新高408ppm上升到450ppm。結果四：在汽水模仿冰融之實驗中，亦驗證推論如冰層中富含有溫室氣體（CO2、CH4等），當冰層融化時確實會釋放出大量溫室氣體而造成溫室效應加劇之可能。結果五：CO2捕獲技術以化學吸附確實可成功吸附空氣中的CO2。

共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情，促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後，顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱風，發生共伴效應的比例較其他路經之颱風高。在風場與輻合輻散場之比較得知共伴會隨著颱風環流與東北季風相對位置的接近而產生增強的現象，再用地面天氣圖與雨量統計資料確認高壓靠海導致東北季風含水氣量的增加也會加強共伴雲帶的降水。利用十幾個颱風與六個測站雨量與風向的變化結果相互比較後，得知地形與風向效應也會導致當地瞬時以及總降雨量的增減，而風向與地形走向之夾角越趨近於垂直影響雨量的效果則越顯著。

本研究發現棘海馬(Hippocampus spinosissimus)會排放標示物以標記自己的棲枝。海馬因游泳能力弱，所以習慣棲息於固定環境。目前海洋魚類尚未被發現有類似標示行為，但觀察棘海馬發現，其會由泄殖腔孔排放一種標示物。此標示物的氣味能幫助牠們尋找自己的棲枝(卡方值: 24.183, P0.05)或相異(卡方值:0, P>0.05)，棘海馬不會傾向攀附附有其他海馬標示物的棲枝。經由解剖和切片觀察，證實標示物的分泌器官為泄殖腔中的生殖腺，但與繁殖無關。

在一個方格陣列上擺放一定數量的阻隔點（即障礙物）時，從方格中由左下角走到右上角所需的捷徑步數與未受阻擋的方格比較，勢必會受到影響。本研究主要建立在此種模式中，經由觀察、假設到證明的過程，發現許多諸如對稱、分布、極值等性質。依次固定障礙數量，加以比較並歸納當障礙物擺放於何種位置或情況時，方格中的捷徑走法數量會產生極值，及探討障礙擺放於各位置時，所剩餘的捷徑走法數量分布情形與性質。 此外，我們也嘗試朝三維的方向進行討論。我們以二維情況的研究結果為基礎，研究出三維情形中捷徑走法數的計算方法與阻擋數分布情形，進而討論出當障礙物擺放於此方體陣列中，應擺放於何處才能使捷徑走法數產生極值。

本研究透過多孔性薄膜因孔洞內物質比例變化所造成的光譜波峰位置改變之特性，來吸附乙烯-酒精溶液，以用於檢測無法輕易從表皮得知其成熟度之水果。首先利用具有可有效吸附酒精之官能基的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)高分子及乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)高分子製成複合高分子薄膜，並利用其吸附乙烯-酒精溶液，放置至尚未催熟之青綠色香蕉旁，觀察香蕉成熟情形。再利用紫外線光譜儀檢測薄膜之波峰位置，並將波長數值代入公式λ=2nd sin⁡θ求出薄膜內所剩的乙烯體積百分比，並對應出香蕉被催熟的情形。

在本篇研究報告中，主要討論一個關於多方塊的問題：給定一個多方塊，試找出n的最小值使得在無限大的棋盤上，可以塗上n種顏色並且使多方塊沿格線無論如何放置，都不會蓋到重複的顏色。一開始先以V形三方塊的情況開始討論，之後將單方塊至五方塊的所有情況都有系統地討論完畢。 為了給出顏色數的估計，考慮同時適用於所有k方塊的情況。也就是說，要找到一個塗上n種顏色的無限棋盤使得無論任一個被選定的多方塊怎麼被放置在棋盤上，都不會覆蓋到相同顏色的格子。本篇研究成功地給出了此問題的精確解。 除了上面一種估計之外，本篇研究也考慮了矩形多方塊的顏色數，並試圖以之給出所有多方塊所需的顏色數之上下界。

眾所周知，「如何使用三種不同邊長的正三角形，去拼出邊長最小的正三角形？」這個問題是困難的。本文限縮在分層或拼接的拼法下，探討此問題，並得到了答案。解決過程中牽涉到正整數解的存在性問題──如何找最小的正整數z，使得方程式ax+by=cz 有正整數解，其中a、b、c為三種正三角形的邊長。

本研究透過ROS(機器人運作系統)實作一個能自由探勘且進行SLAM (同步定位及地圖構建)，且使用自身建構出的地圖進行導航任務之機器人系統。將探勘與定位領域結合，機器人便可以在面對完全未知的環境有一套應對措施。利用ROS機體與程式軟體分離的優點，本研究開發出的系統可以運用於任何能安裝ROS或與ROS連結之機體，供各式各樣的服務做為一系統性的路徑規劃器及運動基座。並探討此系統擅長及較不適用的環境，呈現目前機器人系統的運作能力。而日後在各區塊的技術精進，都能分別套用在此系統上，而不需要重新建構整個架構。

本研究係使⽤快速傅⽴葉轉換對⾦屬圓板撞擊產⽣的⾳頻進⾏分析，並搭配⾃製的運算叢集，來實現使材料辨識系統。本研究為分析⾦屬圓版與其相關之物理量對⾳頻的影響，吾⼈透過 Journal of Sounds and Vibrations 中的⼀篇 “The Influence Of Poisson’s Ratio On The Natural Frequencies Of Free Circular Plates”之公式，配合⼤量實驗做為數據轉換的基礎，找出⾦屬的Ψ值，如鋁為0.15762、鐵為0.28921、銅為0.36213，最後將之整合，並提出以機器學習的⽅式優化材料辨識系統，⼤⼤提⾼本研究之未來發展性。