高級中等學校組

我們在此次的主題「繁星似海－圓上圖形最大值探討」中，要探討在不同的圓上各取一點，並在這些有如繁星的點中，依照特定順序（順／逆時針）所連成的多邊形（以下圖為例）。這些多邊形有無限種情況，但周長及面積的最大值只有一個，因此我們的主軸圍繞在多邊形於周長與面積最大值時具有的性質。探討的主題主要分為四種情形： 1. 同心圓情形，凸多邊形最大周長時具有之性質 2. 不同心圓情形，凸多邊形最大周長時具有之性質 3. 同心圓情形，最大面積時具有之性質 4. 不同心圓情形，最大面積時具有之性質

本研究以市售料理用薑黃粉分別製備水溶液及酒精溶液，測量薑黃素溶解度的差異。再以薑黃素酒精溶液分別與硫酸銅、硝酸鐵溶液充分反應後離心，利用Cu2+和鐵氰化鉀、Fe3+和硫氰化鉀的變色反應，以確認螯合後濾液是否仍有金屬離子或薑黃素殘留。接著，測量不同濃度薑黃素水溶液、硫酸銅溶液與硝酸鐵溶液的吸收光譜，並以不同濃度、不同pH值下的Cu2＋、Fe3＋水溶液與足量薑黃粉反應後測量其濾液的吸收光譜，分別建立其特徵吸收峰檢量線，並比較螯合前後的差異。結果發現，薑黃素在一般環境(不改變pH值)對Cu2+和Fe3+的螯合能力優於在酸性環境(pH＝2)下。未來可將本研究所建立的操作步驟應用於廢水中Cu2＋、Fe3＋檢測。

芬達棒是一款旋轉時能產生像泡泡一般視覺效果的玩具，並且在來回轉動時會出現結點。我們利用步進馬達連接芬達棒，運用MEXE 02程式設定參數來探討結點位置與不同轉動狀態的關係。最後針對結點位置結果來分析推論造成其可能發生原因。

應用抽水馬桶的原理，設計製造新式水族缸，能達到省時、省力、不會驚嚇到水族缸內的魚等功能，經由實測證實其功能，並經由問卷確定有量產的可行性；本水族缸對於規模越大的單位，效能越高。如果量產，水族館、學術單位水族實驗室、研究機構、大展場或大型水族館將是最有利的市場。

本實驗的主要目的為探討大麥蟲改變生長環境對其生長速率的快慢及生存方式的影響，來操作實驗探究脫皮的次數有無增加及不同時間的體重長期變化。我們分別以不同的環境因子來操作實驗（溫度、濕度、不同食物種類、空間大小、環境壓力、光線強弱、藥品），觀察不同環境因子中有無增減其脫皮體重成長速率。 根據實驗結果發現在施予不同的環境因子下，大麥蟲確實會對其產生不同的變化。例如：在不同的生長空間下，大麥蟲的脫皮次數會因為生長空間增加或減少；施予不同環境壓力，大麥蟲之體重變化會隨著施予壓力的不同而呈現加重或減輕的狀態。我們也意外地發現在加入麥麩的環境下大麥蟲的化蛹率會有顯著的增加，遂亦成為了本實驗的關鍵操作變因。

酒後駕車所造成的悲劇，屢屢成為新聞的報導對象，雖然政府企圖以修法遏止酒駕行為，但酒駕仍層出不窮，使我們開始發想研究酒駕修法的成效與有效改善方式。透過文獻研究及問卷調查，探討修法對於實際酒駕肇事率的影響與改變，解釋酒駕發生的原因並思索降低酒駕發生率的方法。統合道德成規理論、問卷調查、各國法律條文蒐集，得出結論：修法確實可減少酒駕發生率，再者藉由各國法則的研究及問卷調查的結果，對於遏止酒駕行為的方法，目前仍是透過上調酒駕罰則、行使嚴刑峻法為主，使人們不再以僥倖心態面對酒駕。

垃圾分類是環保重要的議題，本研究提出一個自動辨識垃圾分類的裝置，透過深度學習卷積神經網路來進行分類辨識演算，特別是直接透過影像辨識垃圾物件外觀，均有良好的效果。經測試，本系統已能有效分辨垃圾物件，在神經網路模型的評價中，平均mAP 為 0.973，而針對實際垃圾物件進行辨識，在固定外型的垃圾物件中辨識率達98% ; 而在包括形變的垃圾物件中辨識率仍具95%；本研究證明利用卷積神經網路直接辨識垃圾物件具備一定的辨識率，若進一步發展有機會優化網路效能及辨識程式運作效率，可大幅度降低硬體的成本，擴大提升垃圾桶具備垃圾辨識的能力並進一步普及化並結合物聯網、雲端技術及智動技術擴大垃圾分類自動化的可行性，為地球環保盡一份貢獻。

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。

原本認為不會產生渦電流的不完整鋁管(C型中空鋁管)，竟然也能產生電磁感應，使磁鐵減速落下，且會產生在完整鋁管(圓柱形中空鋁管)中所沒有的轉動現象。為了模擬不完整鋁管，我們用鋁塊和壓克力塊製作各種組合管，實驗後發現各個排列組合都有其獨特的運動模式。後來我們深入探討磁鐵對單一鋁塊的其他變因，結果發現磁鐵的運動並不是僅受鋁塊面上單一種渦電流影響，而是與鋁塊產生的各種渦電流彼此交互作用。實驗中，我們歸納出三種不同形式的渦電流：正面面電流、邊界電流及側面面電流，推測正面面電流主要會對磁鐵施以鉛直向上的力使其減速，而邊界電流則主要影響磁鐵轉動。未來希望可以比較不同種渦電流的大小且導出磁鐵的運動方程式。

油煙中的懸浮微粒小到我們看不見，且對人體危害極大，因此我們應該檢測它且避免它。現在檢測懸浮微粒的方式太過複雜且費時，有質量慣性法，利用重量的改變來檢測，檢測完後還要稱重，需要花上好幾天的時間，因此本研究利用光散射的基礎，結合麥克森干涉的方法來簡易、便宜且高精準的測量油煙中懸浮微粒的濃度。本實驗排除環境所造成的影響，且確定散射結合光干涉的方法可以量測的到懸浮微粒，利用自製紙顯微鏡觀察，確定油煙中的懸浮微粒粒徑大小。研究結果顯示，烤肉及炒菜時至少要距離60cm才能有效避免懸浮微粒；烹煮時使用的油量愈多，所產生的懸浮微粒也愈多；另外還發現一般市面上的口罩對懸浮微粒不具阻擋效率，需穿戴N95口罩才能有效避免。