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高級中等學校組

智慧型平行墊塊

在銑床加工時,必須將工件敲打至與平行墊塊貼齊後才能接續加工,但目前只能靠手感去敲打,這是很空泛的。我們在專利局檢索平行墊塊,發現並無可以清楚顯示是否有貼齊平行墊塊之裝置;我們利用金屬導電之特性,設計製作出可清楚顯示哪邊不平整的智慧型平行墊塊,經測試與實做後,其夾持時間大幅減低三倍以上,且當指示燈全亮時,工件平面度皆能控制在0.015mm內,是相當精密的夾持。 在使用智慧型平行墊塊時,可參照LED指示燈之狀態,哪個相對應邊沒亮燈就輕敲哪邊,待四個感應點之LED指示燈全亮時即可進行加工。智慧型平行墊塊將完整指示出翹起的地方,使初學者也能進行快速的夾平工件,輕鬆地達到師傅級的精密程度水準。

遠端監控複合式綠能魚菜共生系統

本研究將屬於再生能源之太陽能板搭配直流沉水馬達應用於水耕栽培,建立太陽能魚菜共生系統,藉由實驗探討太陽能板應用於精緻農業上之可行性及環境參數對實際魚產與蔬果收穫量的影響。結果顯示只要做好結構的安排設計及有效的能源控制,確實可達到創造出消耗最少的能源而生產出有機無毒食物之生活環境。 但因無法時時守在魚菜共生系統旁,也因環境變動對魚菜生長影響極大,因此我們利用由Arduino和App Inventor 2結合來建立遠端監控的太陽能魚菜共生系統,透過App即時監控水質,當生長條件未達標準時,自動啟動植物生長燈和沉水馬達之運轉,也能透過App手動控制,營造出生物適宜的生存環境;同時可在App 操作介面聲控馬達和植物生長燈之運作,以增加使用便利性。

「鈣」世「櫻」雄「紅」翻天-櫻蝦米蘿捲新產品開發

蓬萊米粉取代麵粉、紅蘿蔔廢棄物利用、結合宜蘭產量豐富櫻花蝦,研發出新產品,取名為櫻蝦米蘿捲。蓬來米粉取代麵粉黏度及硬度實驗:全米蛋捲口感酥脆且無麩質,故鏡檢無網狀結構;紅蘿蔔不同乾燥條件製成粉,35℃乾燥24小時之紅蘿蔔粉類胡蘿蔔素含量最高;色差實驗:紅蘿蔔及櫻花蝦脂溶性色素能隨著10%、20%、30%比例增加而上升,於麵糊中釋放,製成蛋捲後色素亦能保留;紅蘿蔔抗氧化實驗:隨著紅蘿蔔粉比例上升,油脂氧化作用能有效減緩。營養成分:每100克蛋捲鈣含量為380mg、類胡蘿蔔素含量為21mg。28天貯存實驗,水分及水活性都無明顯上升,產品可在室溫下存放28天。最後將產品包裝、LOGO設計、商品化、市場調查,發現市場滿意度高,是值得被開發的產品。

金皇石斛對UVC照射的HaCaT細胞防護能力之探討

皮膚是身體主要的保護器官,以對抗外界環境所造成的傷害,尤其是紫外線會誘導DNA斷裂及氧化應激而加速細胞衰老。現今許多防曬霜的成分大多使用A酸做為主要用藥,可以預防且修復細胞損傷,但具有刺激性,容易引起皮膚過敏。本研究選用來自農委會種苗場雜交選育出得的金皇石斛 (Dendrobium taiseed Tosnobile, DT)作為實驗對象,金皇石斛的多醣體含量很高,具抗腫瘤及抗老化的功效,生長期短且產量高。本研究使用人體永生化角質細胞(HaCaT細胞) 以不同濃度的金皇石斛萃取物處理後,再照射不同強度的紫外線,利用細胞存活率分析(MTT assay)以及西方墨點法(Western Blot)實驗金皇石斛的防護效果。結果顯示金皇石斛萃取物增加HaCaT細胞在照射過UVC後的存活率,並防護UVC損傷。

難以「孓」擇–淡水渦蟲對食物記憶與捕食行為

淡水渦蟲會捕食蚊幼蟲,有助病媒蚊防治。為了探討大量繁殖飼養時,長期餵食渦蟲固定食物是否會記憶,導致後續生物防治成效不佳,因此進行渦蟲對食物記憶與捕食行為試驗。根據群體與個體渦蟲對食物記憶行為結果,長期餵食紅蟲的渦蟲皆偏好選擇蝦肉,推測渦蟲對食物無記憶或具偏好行為。群體捕食行為試驗,當孑孓數量越少,渦蟲捕食前爬行速率越快;孑孓數量越多,渦蟲搶食隻數越少,第一隻渦蟲獲得相對能量收支越多;發現渦蟲捕食孑孓時,視覺訊號大於化學訊號刺激。觀察渦蟲捕食策略,分為主動捕食型、機會主義型Ⅰ和Ⅱ,且以機會主義型Ⅰ為主。綜合評估,渦蟲對食物無記憶,有利於未來野外投放。未來持續探討利用渦蟲防治媒蚊疾病的應用。

微生物源尿酸氧化酶催化尿酸降解與高尿酸檢測

尿酸氧化酶參與嘌呤代謝機制,然人類尿酸氧化酶基因已退化,易使過量尿酸沉積於關節造成痛風,因此微生物源尿酸氧化酶具極高研發價值。 本研究針對微生物源酵素進行基因體探勘,篩選出抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)及耐熱雙球桿菌(Thermobispora bispora)源尿酸氧化酶基因,取得尿酸氧化酶重組蛋白質進行酵素活性測定、熱穩定分析、蛋白質結構解析、酵素對金屬離子耐受性分析與尿酸檢測應用。抗輻射奇異球菌源酵素於30℃催化速率較過去報導之酵素佳,而耐熱雙球桿菌源酵素於70℃催化效率與熱穩定性仍佳。解析耐熱雙球桿菌源酵素結構發現羧基端具特異性構型,推測與熱穩定性有關。本研究的兩種尿酸氧化酶,可分別作為降解尿酸的速效及緩解型藥物,並開發成快速檢測尿酸的簡易方法。

蝸牛殼毛功能新觀點 - 探討殼毛摩擦力效用對台灣盾蝸牛生存適應之影響

本研究目的在於瞭解盾蝸牛殼毛的功能,假設殼毛會增加摩擦力幫助蝸牛在潮濕表面附著。首先形態測量發現爬行時愈常與表面接觸的部位殼毛較短、密度較小,推測殼毛與接觸面產生摩擦而造成磨損。測量不同環境下殼毛與殼皮(無殼毛)的最大靜摩擦係數,以推算摩擦力值,結果顯示潮濕的殼毛能產生較大的摩擦力,但若濕殼毛在具有蠟質結構的葉表面,或在水中加入界面活性劑破壞水的氫鍵作用,則摩擦力都會變小,證實殼毛吸水後能利用氫鍵吸引力作用增加摩擦力。野外調查結果發現,殼長較小且殼毛較完整的盾蝸牛較常棲息在較高的環境。因此本研究結論為臺灣盾蝸牛殼毛能產生較大的摩擦力,使其在潮濕環境下有更多的附著力,增加在較高環境棲息的適應力。

渾身解薯-自製物性測定儀與地瓜圓探討

本研究中我們以自製的物性測定儀針對不同製程的地瓜圓進行質地多面分析。實驗結果顯示,當自製的物性測定儀與市售的物性測定儀相比時,在硬度、黏性、彈性與咀嚼性的分析結果上趨勢相符,具相當的可信度。若以自製物性測定儀測量不同製成方法的地瓜圓,再進行質地分析後可知,當地瓜與澱粉的重量比例、澱粉來源、泥團濕度不同或者是否添加糖粉,對地瓜圓的質地影響明顯,也會影響其口感。若針對其中三種口感的地瓜圓 (分別為一般、較硬、較黏) 進行官能品評,可知添加糖粉而較黏的地瓜圓,不論是在香氣、黏度、軟硬度、Q度與整體感都較另外兩者佳。

銅流河汙-幾丁聚醣縮二脲試驗與吸附水中銅離子

幾丁聚醣為富含利用價值的生化材料,目前多被應用在醫學方面;它具有配位官能基,能與金屬離子進行吸附,進而改善環境中受汙染的水源。本實驗利用蝦殼自製成幾丁聚醣,按汙染比例最高的Cu2+作為本次實驗的主要代表,並以檢測幾丁聚醣加入不同的量,對Cu2+吸附之影響作探討。 本研究主要採用以下兩種方法做為吸附實驗: 1.直接沉澱法。 2.薄膜吸附法。 並且改變下述兩種變因,來觀察幾丁聚醣與硫酸銅之間的吸附效率: 1.改變加入的幾丁聚醣含量。 2.改變硫酸銅的濃度。 最後運用朗伯-比爾定律求出吸光度,推算出能吸附環境中含銅汙水的最佳比例。

機器學習在教室節能的設計及探討

由於網路的普及進步、即時的數據取得變得容易。Alphago所帶來的震撼證明了AI人工智慧再也不是遙不可及,各種機器學習、深度學習的理論如雨後春筍般百家爭鳴,透過資料的儲存,網路資料的共享,網路伺服器的運算,使得感測器也有強大的資料庫及自主運算能力。 本次研究針對教室照明系統,建置智慧照明系統;包含製作物聯網感測器、建置雲端伺服器運算決策、製作物聯網PWM控制器及以手機APP程式監控電器用品待機時的節能及目前耗能狀況。 經由智慧型電表對於節能效率做進一步的分析比較,本系統確實能在不降低便利性及舒適性,達到大幅節能的目的。