高級中等學校組

3D列表機(3D Printer)的出現，對於許多工程師、及創客們是一大福音，因為3D Printer從設計到產品開發完成，比起以前用開模的方式，降低了許多成本與開發時間。然而，有些3D Printer的作品列印時間可能長達數小時甚至數天，而且在列印的過程作品損壞率頗高，一般的工程師與產品開發人員不可能有這麼長得時間能監控3D Printer，列印失敗後也無完善的機制自動偵測並停機，使得3D Printer持續的浪費材料，還有可能造成3D Printer零件損壞。於是，我們更改市售3D Printer韌體程式和部分機構，研發出一台新的3D Printer來解決此問題，稱之為【行動代號 駭入3D Printer】此機台採用〝互聯網〞的技術來遠端監控，讓使用者在世界各地能觀看3D列表機的列印進度，發生問題時能隨時停止3D列表機，減少零件和材料的損失。

我們的作品的內容為探討正方形m×m的方格中，若將其全部塗上黑或白兩種顏色，則每個2×2的正方形中的黑白數目皆一致(皆為2個)的時候，會有多少種可能性，並將其分作旋轉視為相異，旋轉視為相同2種，在前者我們使用了是列舉法以及基模法進行驗證，兩種方法在推導出公式後的結果後是一樣的，在這個基礎下，我們將題目發展成在矩形m×n方格的情況下再次推算，也得到一樣的結果。 而方格旋轉視為相同的情況則使用了組合「C」以及基模法來解決問題，並發現許多情況都必須考慮進去才能避免遺漏或重複的情況產生，在求得正方形m×m方格的通式後，我們再次嘗試將公式應用到矩形m×n方格中，在考慮到幾種不同的條件後，我們都列出了相對應的通式來求得我們所需要的答案。

本研究挑選四種臺灣常見水果，分別探討果皮纖維及果皮甲醇萃取物再利用的可能性，期許提升農產品廢棄物之價值及改善肥胖問題。經體外測試及動物實驗發現：柚子皮纖維和菱角殼纖維吸附植物油及豬油能力均良好，未來極具開發為減重相關之保健食品的潛能。另外分析果皮甲醇萃取物之總多酚含量，並進行清除DPPH自由基與抗發炎能力等測試，結果顯示：果皮甲醇萃取物中以菱角殼與柚子皮所具有的多酚類抗氧化物質最多，且這三種果皮清除自由基能力以及抗發炎能力良好。其中菱角殼在多項試驗結果均有最佳表現，若能與有機農法結合發展，不僅能將果皮再利用，開發成相關保健食品，更能提升果皮經濟價值、兼顧生態環境保護。

本實驗主要利用不同比例的界面活性劑來合成不同型態的鈀金奈米觸媒。並成功在水相以及相對低溫中合成均一度高的奈米粒子。此奈米粒子也擁有成為燃料電池的潛力，在控制成分比例下可調控其催化的表現，並且能達到長時間穩定的需求。實驗過程探討不同型態的鈀金奈米觸媒外，並使用乙醇電催化、CO吸脫附方式以及長時間穩定測試；研究得知不同比例的CTAB及CTAC搭配可以得到合金及核殼型態的鈀金奈米觸媒。電催化測試以核殼AuPd為1：1為最佳，其活性較純Pd高約4.42倍。CO吸脫附可得到觸媒的活性表面積；長時間穩定測試中AuPd觸媒較純Pd有約3.8倍的穩定度及容忍力的提升。 本研究結果有助進一步利用鈀金觸媒改善純鈀在進行乙醇燃料電池上的應用。

灣的管道效應最明顯的地方是在西部與澎湖地區所夾成的區域，此區在東北季風南下時造成澎湖和梧棲風力強勁。管道效應能應用白努力定律解釋。白努力定律是一個關於流體力學的定律，假設流體在穩定、非黏滯、不可壓縮的條件下，截面積改變會影響流速。根據此連續方程式A1V1=A2V2=常數 (其中A為截面積，V為流速)解釋，臺灣海峽部分區域因截面積變小，風速因此變快。 研究顯示管道效應因季節變化有明顯不同：冬季有強盛的管道效應，而夏季則不明顯。管道效應強弱仍直接受控於東北季風本身的強度，因次研究顯示冬季的鋒面系統能使管道效應因鋒面來臨先減弱後再增強。如果管道效應能捉摸清楚，搭配風力發電，應有助於紓解能源危機。

傳統肘關節復健設備無法同時提供病患主動式與被動式復健的需求，故為降低復健醫療人員的工作負擔及解決復健效果不明確的問題，我們利用樹莓派控制馬達和arduino的肌肉感測器，並用APP來控制，使肘關節復健器成為一種智慧型的電腦化輔具，讓我們在復健時，除了更有效率之外，也能明確的知道自己復健時的肌肉狀況，以做適當的調整。另外再結合藍芽模組，將每天進步的數據上傳雲端，以利復健師來做評估及矯正。

臺灣隸屬地震頻繁的地區，隨著台灣對建物造型與結構安全的意識提升，為能達到居住安全與舒適的功能，目前建物與文物保存已著重於結構中加設隔震系統以達到減震，因此國震研究中心投入相當成本進行耐震試驗，因此我們想透過本專題去探討此不同區面上滾球之消能效益。 本研究目的係利用機械加工與3D列印進行縮尺建物之耐震試驗，並透過不同變因的實驗組模擬不同地震波下與固定支承的對照組於位移、軸力與加速度上進行比較？並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較。 藉由結果數據，以隔震盤半徑、建築物載重、地震波週期三點進行討論出隔震試驗之可行性，本研究隔震器於中週期、共振週期、載重2屬半徑20公分皆具有理想的減震效果。

在汽車能源使用上，廢熱占其能源消耗的40%以上，而所產生的大量廢熱對於CO2的排放及能源的損耗是非常嚴重的問題。就汽車能源來看，汽車引擎動力只約占車輛能源的30%左右，其餘能源的損失都以廢熱與冷卻形式排出。此專題是利用汽、機車的排氣管的廢熱能轉變為電能並將儲存，而儲存的電能可做其它電器的運用，例如運用於手機充電、行車紀錄器電源。若是排氣管的發電將我們的行動電源已儲存到滿電狀態，這時候若是繼續充電將容易損壞行動電源，所以我們的專題將它再次運用在排氣管的二次點火，讓所排出來的廢氣再次燃燒，以有效降低CO2、CO、HC的廢氣排放，這些的過程我們利用Arduino單晶片來作有效控制，達到「綠能」、「儲能」、「創能」與「環保」的目的。

本研究利用頂點圖探討三維空間中的正多面體及四維空間中的正多胞體圖形有幾種，並推廣至n維空間。四維空間中的正多胞體是用三維正多面體的圖形所堆疊出來，因此我們透過三維空間中的正多面體頂點圖探討四維空間中的正多胞體有幾種，進而推廣至n維空間。本研究透過遞迴式及數學歸納法探討n維空間中正多胞體（單純形、超方形、正軸形）之點、線、面的一般化結果。本研究利用代數及幾何的方式探討二維平面及三維立體圖形的對稱旋轉方式，再利用頂點圖去探討四維空間中正多胞體的對稱旋轉方式有幾種，並推廣至n維使其一般化。

本研究為更加了解珠鍊噴泉現象，而以塑膠珠鍊、銅製珠鍊進行模擬，其中銅製珠鍊又分為施放高度、杯子深度、珠鍊重量、杯子口徑四大變因作為探討內容。我們推測噴泉現象的產生與珠鍊緊繃程度無關，但可能與不同材質珠子的恢復係數有相關聯。我們由實驗發現珠鍊上升高度與施放高度成正相關、與杯子深度成負相關、與杯子口徑成負相關；噴泉總上升高度與珠子質量成正相關，並得知沒有杯壁銅製珠鍊也可發生噴泉現象。