高級中等學校組

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。

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。

為了生存，有許多動物會進行打鬥以取得各種資源；而各種動物的打鬥方式也各有不同。本研究以台灣扁鍬形蟲(Dorcus titanus sika)為研究對象，我們希望能夠瞭解鍬形蟲在水平與垂直的場地中打鬥是否存在著差異：兩環境中決定勝負的因子是否不同？鍬形蟲的打鬥行為是否因為演化而有策略選擇性？。 研究結果顯示： 1. 在水平與垂直兩個不同環境中打鬥時，無論是影響勝負的因素或打鬥行為皆有不同。 2. 在垂直環境中打鬥，其上下位置會影響勝負，而位置影響有限。結果顯示，在體長差距過大時，無論位置在上或下，大隻扁鍬皆顯著在打鬥中具有優勢。 3. 在垂直環境中打鬥，輸家被掀翻的機率顯著大於輸家自行撤退。 4. 實驗結果支持扁鍬在打鬥時採取自我評估策略。

我們主要研究眼斑海兔，以建構出一套完整的海兔防禦系統。實驗方向大致上有三： （一）基本防禦機制：藉由刺激牠的各個部位來觀察牠們不同的因應方式。最後我們發現，當我們刺激牠的頭部或尾部，牠會將頭尾縮進外套膜中形成球狀。而當我們刺激其背部，牠會進行縮腮反射，若繼續刺激，牠會噴出紫紅色液體禦敵。 （二）海兔防禦的記憶行為：我們定時刺激海兔的頭部，紀錄海兔將頭完整縮進外套膜內所需的時間。最後發現，隨著刺激的次數增加，海兔將頭縮進外套膜內的時間拉長甚至不再反應，顯示海兔的防禦亦具有記憶效應。 （三）墨腺與蛋白腺的作用：我們將海兔的混合液體滴入美國螯蝦身旁的水中，並觀察牠的活動狀態與食慾狀況。

本研究主要探討塔粉綠尺蛾食草選擇與其葉內真菌之關係。觀察培養四種植物（烏臼、鵝掌柴、白匏子與島榕）葉內真菌，以真菌生長、菌絲與孢子形態辨識真菌種類。當我們以烏臼葉內間座殼菌屬（Diaporthe sp.）真菌與不同植物放在一起時，幼蟲有取食原為非食草的白匏子葉片，而島榕則有嘗試啃食之現象；此外，飼養過程中我們發現取食烏臼的塔粉綠尺蛾幼蟲糞便較其他種幼蟲易長出真菌，進行幼蟲糞便與消化道真菌培養後，皆有與葉內真菌相似的菌體形態。我們推測烏臼、葉內真菌與塔粉綠尺蛾間的交互作用關係之一可能為：烏臼透過葉內真菌誘使塔粉綠尺蛾雌蛾前往產卵，經幼蟲食用葉片後所排出之糞便以作為葉內真菌傳播的媒介。

本研究使用Arduino，此作品在秤重的部分，是透過拉力秤裡面的元件拿出來後加以改良讓秤重後的數據可以傳到藍芽模組再把數據傳輸到手機上，最後可以利用手機來計算價錢，計算價錢的方式是以測量出重量來去換算成價錢的，電源供給的部分，是以鋰電池為主，把鋰電池裡的電利用充電模組讓裡面的各個模組通電，還可以利用充電模組上的usb頭來對手機進行充電，讓手機沒電時也能當行動電源使用，鋰電池沒電時，也可以利用充電模組來進行充電，另外手機外殼是使用3D列印，因為考量到了材質會不會把物品勾在拉力勾上面的時候一拉就斷掉，所以選比較堅硬輕巧的PLA材質來支撐，來增加他的負重能力。

本研究從「三角形的面積是其旁心三角形面積與內切圓切點三角形面積的等比中項」出發，我們發現圓外切多邊形如果也有外接圓時(雙心多邊形)，會有相對應的結果。其中的關鍵因素是雙心多邊形的旁心多邊形和內切圓切點多邊形會相似。設雙心n(n≥3)邊形為A1A2A3⋯An，其旁心n邊形為B1B2B3⋯Bn，內切圓切點n邊形為C1C2C3⋯Cn，則A1A2A3⋯An 面積=√(B1B2B3⋯Bn 面積×C1C2C3⋯Cn面積)。也就是說，這三個多邊形的面積會形成一個等比數列，等比中項正好是雙心多邊形的面積，且此等比數列的公比為(sin⁡((A1+A3)/2))/(sin A1/2 sin A3/2 sinA2 )。 此外，雙心n(n≥3)邊形的外心O正好是內切圓切點n邊形的外心O1和旁心n邊形的外心O2的中點。且任意三角形的外接圓正好是其旁心三角形的九點圓，而其它雙心n(n≥4)邊形也有相對應的結果，其外接圓正好是其旁心n邊形的2n點圓。

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。

所謂的Dragon Curve即是在座標平面上從原點畫一線段，以此線段的另一端點為支點轉動一個角度後，再以新圖形的另一端點為支點，轉動相同角度，重複多次所得到的圖形。 我們以環繞係數概念為基礎，推導出能計算Dragon Curve上每個節點的公式，經探討所有平面上Dragon Curve，發現只有60°、90°、120°、240°、270°、300°的Dragon Curve具研究價值。其中，60°和300°等價，90°和270°等價，120°和240°等價，三組性質各異。我們主要探討60°、300°和120°、240°兩組，其中又以120°、240°為重。 為了探討Dragon Curve 的行進狀況，我們引進一種新的位移向量數列。由此我們發現60°和300°的Dragon Curve將會緩慢繞過平面上所有三角形網格，並通過每個格子點無數次。而120°和240°的Dragon Curve不會通過平面上每個格子點，同時也不會有通過同一個點兩次的情形發生。

鹵氧化鉍是第三代太陽能電池的材料，受到極高重視。鹵氧化鉍和g-C3N4皆為可見光光觸媒，將其彼此複合可增加其活性。研究利用水熱法 (hydrothermal method) 在高壓釜 (autoclave) 中合成三元鹵氧化鉍及其複合物 (BiOxCly/BiOmBrn/BiOpIq、BiOxCly/BiOmBrn/BiOpIq/g-C3N4)，成功做出鹵氧化鉍的一系列化合物，並檢測其特性。三元鹵氧化鉍及其複合物是可見光驅動之光觸媒，因此將其降解結晶紫染料(Crystal Violet, CV)來評估其活性。在pH值為1與4時觸媒樣品光生電子電洞的重組率較低，此對於降解效率有益。在沒有複合g-C3N4的情況，BC1B1I1-4-100-12樣品降解結晶紫的效率最為理想。而在pH值為10且有複合的情況，BC1B1I1-10-100-12-10wt%g-C3N4樣品降解結晶紫的效率最為理想，其光催化降解效率增為1.8倍。因此，複合光觸媒可增加降解效率，更有效處理紡織與染整等有機廢污水，大大減少廢污水的污染。