高級中等學校組

本研究提出新型動態的垃圾子母車清運模式， 此模式將超音波感測器裝在垃圾子車上，感測垃圾子車內的垃圾量，並將感測資料主動傳回伺服端，伺服端經由傳回的資料，即可得知子車內堆積的垃圾量是滿的、半滿的或是空的，並分析哪些子車的垃圾必須及時清運、或可順路清運，哪些可以下次再回收，據此資訊規劃垃圾母車清運垃圾的最佳策略，不但可節省人們等垃圾車的時間，同時縮短垃圾車清運路徑因而減少垃圾車的耗油量與碳排放量，並且解決因垃圾車沿街收垃圾造成的交通阻塞問題，又可避免因垃圾堆積造成環境的清潔衛生問題，有效增加垃圾清運的效益。

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。

許多文獻顯示磁場可以控制特定生物的發育，但一般文獻僅有固定磁場對生物的影響，極少數操作變化磁場的生物實驗。因此我們選用家蠶Bombyx mori (Linnaeus, 1758)作為實驗動物，將蛹先以固定磁場、轉動磁場、變動磁場處理後，測量蛾的生體表型參數，同時進行不同磁場的擇偶和生殖表現[5]實驗。我們發現牠們會選擇具相同磁化方式的蛾交配[9]。生命週期在固定磁場及轉動磁場下依序會縮短26%及變長26%[13][14]。產卵量依序降低48%、23%及增加27%[1][14]。且固定磁場雄性孵化比例增加31%[2]。本研究發現磁場改變能夠產生明顯的效應。因此可能可以利用來控制昆蟲的族群結構。

由於近年來,氣候的變化變非常不穩定且極端化，為了能研究出兼具節能與環保的降溫設備，此研究整合了冷凍空調原理、電子學實習、3D列印機與網路上的相關資訊，利用蒸發冷卻特性當作水冷式風扇的基礎，僅須消耗風扇的功率(約5~6瓦)即可達到降低溫度的效果。

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。

本研究主要針對預防病媒蚊發生機率和統計區域分佈，藉由蚊蟲對於不同顏色吸引度之差異，設計出一款新型的吸入式捕蚊燈。除了捕蚊外，本研究結合學校課程所學，使用3D列印設計捕蚊燈外型，透過ESP8266 模組使捕蚊燈成為物聯網的節點，除了可以控制多臺捕蚊燈燈光顏色誘捕病媒蚊外，再利用小型風扇阻斷蚊蟲飛出，使捕蚊效率提高，整體捕蚊燈的消耗功率也可連續使用。在電路板加裝光敏電阻感測，亦可自動統計病媒蚊吸入數量，再透過網路回傳資料收集至伺服器。在裝置多臺捕蚊燈後，可以同時統計區域病媒蚊的分佈，以利降低疫情發生機率。

當需要進行車刀角度研磨時，往往需要消耗許多時間及較高的研磨技巧才能提升刀具研磨角度之準確度，因此、我們設計了一組「磨刀霍霍」車刀研磨附件(如圖1所示)，此附件能做角度偏擺(Yaw)及俯仰(Pitch)，搭配自製的鑽石砂輪裝置可直接安裝於車床上進行準確的刀具研磨。本研究運用分度盤分度的原理，能夠方便且快速調整所需要的角度。本研究以簡易、輕量化的方向設計，利用Inventor 3D繪圖軟體進行將零件設計、模擬配合檢查干涉，將其實體化並組裝進行測試。

本研究觀察到現有門禁的流程仍有改善空間，因此著手製作與傳統門禁不一樣的系統，希望能改善其繁複的使用流程。透過物聯網、深度學習和手機應用程式的組合，便能實現這樣的效果。在門前透過樹莓派拍下訪客的照片，傳到電腦後進行影像辨識，初步決定是否要為其開關門，並將結果傳給主人手機，再由主人決定最終的開關門。本次研究目前已成功造出一套完整系統，能即時傳達通知，且辨識的準確率已可達八至九成。

本實驗改變水平皂膜對應的容器材質、形狀、大小及轉速，觀察其對皂膜之干涉圖案影響。另外皂膜轉動時圓形、方形皂膜會產生同心圓環狀之干涉條紋；而長方形、橢圓形皂膜則產生近似橢圓形干涉圖案。而轉動圓形皂膜可將其分為初期、中期及末期。初期之干涉條紋與牛頓環類似，中期環狀條紋會因皂膜變薄而減少，末期皂膜中心出現黑圓區域。 三種不同轉速下，皂膜厚度會由內向外逐漸變薄。而皂膜內微胞流動堆積導致皂膜厚度有固定、沿徑向往外連續增厚、往外突增三種情形。轉動皂膜初期，其表面近似水平，此時皂膜藉由表面張力梯度提供向心力來源。而中後期出現大區塊厚度相等的皂膜，此時皂膜表面需凹陷以提供向心力，且轉速越快凹陷越劇烈。

本研究以簡易微波法，開發出製備碳量子點並用於檢測細菌的新方法。將檸檬酸等含碳物微波製成碳量子點，加入精胺酸、甘露糖、高分子PEI等藥品微波，進行碳量子點的修飾，也以乾燒、兩步驟等方式製造碳量子點，並以螢光光譜儀等儀器測量其螢光強度與計算量子產率。利用碳量子點與細菌結合後離心可沉澱的特性，觀察沉澱物受UV照射後是否發螢光，來判定兩者是否結合，並測量其螢光強度，達到偵測與定量細菌的目的。由實驗得知，乾燒的碳量子點量子產率較水溶液微波高。檸檬酸銨加甘露糖之量子點可成功與大腸桿菌結合，但不與金黃色葡萄球菌結合。高分子PEI修飾的碳量子點與上述兩種細菌都能結合，最低可偵測1／250 mg（0.25 mL）的細菌。