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高級中等學校組

以類神經網路為輔助自動生成小提琴演奏骨架

目前在音樂動畫的領域,若動畫師要產生音樂動畫演奏影片,皆是請真人演奏,再透過感測器去取得骨架座標資料,搭配動畫製作技術進而產生演奏影片,此方法不僅耗時且耗費人力成本,若是能將此生成骨架座標的任務交給電腦自動化生成,將大幅減少時間與人力成本。此研究以小提琴為例,提出了兩種僅以音樂為基礎,透過類神經網路生成虛擬演奏者演奏骨架座標的方法,並對兩種方法生成出的演奏動作結果進行比較與討論。方法一延續先前相關論文的網路骨架,並對其做出修改;方法二為本研究自行設計的骨架生成流程。研究結果顯示方法二相較於方法一與先前相關論文能更有效地生成出合理的小提琴音樂演奏骨架。

中西糖尿病藥與癌症藥物之間的交互作用

糖尿病與癌症皆為臺灣前十大死因之一,而糖尿病在多項文獻已被指出與癌症的發生有相關性。本研究旨在探討中西糖尿病藥與癌症藥物之間的交互作用對細胞的影響,實驗中選用了一種癌症及四種糖尿病藥物,其中,糖尿病藥物有一種西藥、三種中藥;採用乳腺癌細胞株MCF7並模擬第二型糖尿病患者血糖水準的變化進行實驗,以觀察癌細胞在不同環境經不同藥物處理後對細胞存活率的影響,同時採用成纖維細胞3T3以觀測藥物對正常細胞的影響;藉由Crystal violet、ELISA加以分析,發現西藥明顯抑制癌症藥物對MCF7的毒殺能力;同時以Western blot分析細胞蛋白質表現量變化、Flow Cytometer測量ROS的表現量,以探討藥物之間的交互作用。未來希望在胰臟細胞Ins1、肝細胞HEPG2觀察藥物交互作用對糖尿病的影響。

與電共舞-電場對火焰影響之研究

本研究利用火焰易與電場耦合作用的特性,全程使用丁烷本生燈製造擴散焰,並利用高壓變壓器轉換出直流高壓電所產生的電場,施於平面電極(plane-plane)、針型電極(plate-plane)【1】,然後分別改變各種變因等,再對受干擾之火焰以及針型電極產生之離子風風速個別進行數據測量並做比較。為了量化數據,我們以Meazure、ImageJ程式測量火焰之角度、面積分析數據,並找出火焰有最大干擾時的架設法,期望找出有別以往的滅火方法。最後,以自藕變壓器接霓虹燈變壓器,利用研究結果得到的架設法,調整到想要的電壓、距離等變因,作出能隨身攜帶可壓抑火焰之器具。

布洛卡點相關性質探討

本文我從文獻已有的布洛卡三角形及其三種變換出發作各種推廣。首先將布洛卡點在三角形內的情形推廣至多邊形,發現並非任意多邊形皆存在布洛卡點。我發現了存在布洛卡點的充要條件,及布洛卡角、邊、面積的關係式。然後探討四邊形的情形,發現存在正、負布洛卡點的四邊形皆為調和四邊形。接著將文獻中三種布洛卡三角形的變換整併為更具數學風味的旋轉與伸縮變換。再以此方法為基礎,發現一系列布洛卡點、外心間的幾何性質,同時進一步推廣至多邊形,其中美妙的結果是:從任意布洛卡n邊形出發的n條全等的等角螺線皆會收斂至布洛卡點;最後,本文最驚艷的發現是:所有存在正、負布洛卡點的n邊形,其頂點皆為正n邊形的頂點經過反演後的反形。

尋找降解麩蛋白和α-gliadin之酶以治療麥麩過敏症

麥麩過敏症的過敏主因為小麥內的麥醇溶蛋白(gliadin)。多數患者對α-gliadin過敏。此症仍無法被治癒,目前主要以無麥麩飲食應對。我們從自然界找到分解gliadin的細菌,並測試其分解能力。首先,我們取得若干菌種,利用gliadin培養基初步確認是否分解gliadin,得到二十種細菌,並以PCR及核酸定序找出菌的名稱。再使用gliadin培養基與zymogram比較各細菌酵素分解gliadin的能力,篩至五種菌,又以質譜儀找出酶的名稱。再以銀染實驗比較目標菌種之酵素分解α-gliadin的效果,篩至三種菌。最後於胃中酸鹼值環境定量測試三種菌酵素及緩解麥麩過敏症之成藥(gluten ease)分解α-gliadin能力。本研究最終得到三株於胃中酸鹼值仍能降解α-gliadin的細菌,分別為:Burkholderia sp.1、Dyella sp.1、Dyella sp.2。未來有機會將酵素開發成治療麥麩過敏症的藥品。

探討奈米金團簇之簡易合成性質與比較

金是一種自然界的貴重金屬,是具有極安定、高生物相容性且具抗氧化特性的物質。當金的尺寸縮小到奈米等級時,其顏色與物化性質將有很大的改變,約20nm左右的金奈米粒子在溶液中呈現紅色,其熔點降低,並具有很強的催化力。另外,當金奈米粒子的粒徑小於3nm時在溶液中則呈現混濁白色,在紫外燈下會發出螢光色澤。 本研究中金奈米粒子之合成採用四氯金酸(HAuCl4)與硼氫化鈉(NaBH4)合成金奈米粒子,研究中將探討合成反應中之還原試劑種類及比例、溫度條件等變因,對合成金奈米粒子之粒徑、光學特性及安定性等基本性質的影響。更希望本研究能運用簡易合成法使金奈米粒子合成步驟簡化,並符合綠色化學及友善環境之核心理念。

巴斯卡正方形

本文將一道組合問題可能的方法數製成正方形表格,以「巴斯卡正方形」命名。將此正方形內的組合數同餘若干自然數後,觀察及歸納其結果。 同餘後不同的餘數配予不同顏色,產生一些特別的圖形,例如:「教大中庭系列」及「棋盤格系列」。我們研究了這些圖形的規律性以及對各個餘數的個數進行計數。 我們利用Lucas’s Theorem及(1+x)n 展開的係數搭配乘法原理來做計數的工具,並且研發了一個算式用於計算任意組合數被質數的次方同餘後的結果。

水生植物對Acetaminophen去除之效果探討

藥物與個人保健用品(PPCPs)為新興污染物的主要來源之一,本研究選用PPCPs之一的acetaminophen(普拿疼主要成分),此類物質使用化學處理法雖能快速且有效的去除,卻可能造成環境的二次傷害。因此,本研究主題將規劃以自然整治技術處理水體環境中的新興污染物。 本研究使用兩種易取得、易養殖、表面積大且吸附重金屬效能佳之植物如金魚藻及水蘊草,並透過高效液相層析儀(HPLC)結合UV偵測器偵測濃度變化,以探討水生植物於水溶液中Acetaminophen之移除效果。 本次實驗結果顯示金魚藻及水蘊草皆有去除Acetaminophen的效果,於四日左右即能達百分之百的清除率。而加入自然水體後,推測環境基質會影響水生植物,造成對清除Acetaminophen效率的影響,但仍能有效去除。

高階線性遞迴數列中的餘數數列之探討

費氏數列中每一項除以任意正整數後所得的餘數數列具有許多有趣的性質,例如:所有餘數數列均有週期性及每個週期循環列皆是由0均勻分割,即數列在固定間隔某幾項後可被正整數整除,由此性質就可進一步計算週期長度。 本作品中我們嘗試將費氏數列中的餘數數列性質推廣到一般高階正整係數齊次線性遞迴數列(內文簡稱高階線性遞迴數列)的情形。我們發現除了所有餘數數列均為(前)週期數列外,每個週期循環列中的均勻分割的情形變化出二種:由數個0均勻分割(含某項後均為0)、數個不全為0均勻分割(含某項後皆為不為0的常數),進一步則探討上述二種中的區分週期循環列之條件。最後由餘數數列性質探討出其數列的因倍數定理。

鳳言鳳語—空氣鳳梨毛狀體與吸收路徑探討

鳳梨是多年生單子葉草本植物,可再細分為三個亞科,分別為地生型鳳梨、積水型鳳梨及空氣型鳳梨,本研究主要是觀察空氣型鳳梨(Tillandsia capitata)葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉,還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種空氣鳳梨的氣孔只分布在下表皮,主要在晚上開啟,而葉子的毛狀體大多分布在上表皮與基部。另外,根部似乎不具輸導能力,僅靠葉子的毛狀體吸收水份。而分布在葉表的毛狀體的鱗片還具有毛細作用的功能,可以將葉子尖端的水份傳輸到葉子基部,形成類似積水型鳳梨的集水效果,水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內,再由下而上的蒸散作用產生拉力,推測此種空氣鳳梨可能主要是藉由夜晚氣孔打開時進行水份的輸送。