高級中等學校組

本研究致力於尋找在資料不足的情況下最佳的基因預測模式。 首先，訓練預測腎臟基因(PKD1)變異致病力模型，利用三種訓練方法：「管線」(Pipeline)、 SVM分類器、隨機森林相關分類器訓練資料，並調整相關參數。其中，以隨機森林準確率最高。另外，利用「網路爬蟲」技術整合四個大型網路基因變異註釋工具，製作單一介面方便使用者輸入資料，能夠大幅減少醫生預測病人基因變異致病性的時間，具有極高的實用性。為了嘗試解決基因變異致病力預測資料不足的問題，本研究利用網路工具所預測之致病力分數訓練模型，然基因變異位置複雜，資料量仍有所欠缺。 最後，期望利用本研究「整合網路基因註釋工具」蒐集醫生資料，提高模型資料量同時提高準確率。

我們利用注射針筒的結構，將活塞推至底後封住針孔，用力將活塞往後拉動並釋放開來，大氣壓力會推進活塞並撞擊筒身，使針筒發射出去，我們稱之為針筒火箭。為了探討其發射機制與增進其發射能力，過程中意外地發現少量的水(5ml)對其發射能力有非常好的效果，垂直發射最高可達6公尺高，是原本針筒的2~3倍。據此我們深入探討水量多寡對火箭發射能力的影響與其在發射機制中扮演的角色，並釐清活塞質量與摩擦力等相關因素對發射機制的影響。最後，我們成功的以最佳的發射條件，加裝火箭的尾翼與彈頭，完成針筒火箭的發射測試，其射程最遠可達10尺左右。

本實驗在開口限縮之傾斜軌道上放置障礙物，觀察顆粒體於軌道上的流動現象。當單一障礙物在軌道上特定位置時，可明顯增加顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的55%)，但此位置範圍很小。障礙物在此範圍內時能有序分流顆粒體，且在分析後發現，可由顆粒體直徑、障礙物尺寸、開口寬度及邊界與開口的夾角推導出障礙物擺放位置範圍的方程式，但障礙物的幾何形狀會有所影響。障礙物放置於不同位置時，開口處的顆粒體流動狀態可分為兩類：「密集流態」與「稀疏流態」，兩流態間有一轉變的臨界值存在，類似於液態與氣態間的相變。最後，發現雙障礙物比單障礙物更能提升顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的60%)，值得進一步探討。

本實驗利用3D印表機配合ABS材料印製特殊構型之表面張力閥，將其應用於尿液癌細胞病理檢驗操作程序(簡稱表面張力閥法)，最後比較表面張力閥法與目前使用的真空吸引法於移除上清液後所保留的定量體積變異性與尿沉渣細胞回收率。經實驗證明，表面張力閥法對於保留定量體積應用於二次純水的變異係數為3.3%，應用於尿液品管液的變異係數為5.1%；真空吸引法對於保留定量體積應用於二次純水的變異係數為4.5%，應用於尿液品管液的變異係數為17.0%。兩種方法對細胞回收率的影響，於紅血球與白血球並無顯著差異，但真空吸引法於上皮細胞有較高的回收率。ABS表面張力閥體積定量效果較為穩定，但因列印精度的影響而造成表面粗糙，進而導致細胞回收率不如預期。

本研究中，我們利用Google所提供的API收集來自台灣及中國的地形高度圖(heightmap)和衛星空照圖。我們利用收集的圖像訓練pix2pix cGAN (conditional Generative Adversarial Network) 模型，並將人工繪製的高度圖加上真實山脈應有的細節(包含尖銳的山脊、山壁上的紋路、連續的河流網路……等)，透過訓練的pix2pix模型生成更接近真實山脈的效果。為了提升擬真地形的生成效果，我們在原先pix2pix模型的基礎下，額外加入「動態權重層」來達成。最後利用這些經訓練的pix2pix模型，開發了API、Unity客戶端及網頁客戶端，使我們訓練的pix2pix模型更加實用。本研究除了能應用於遊戲開發，使生成擬真山脈的流程更為簡化，也可將其應用於將低解析度之高度圖轉換為高解析度之高度圖，同時保持高度圖的真實性，幫助地形資料的收集作業。

人們在日常生活中對著皮膚噘口吹氣時，皮膚表面會覺得涼爽；但若是張口哈氣，則會感覺溫熱。為了量化這個現象的成因，在經過文獻探討及現象觀察後，作者以初步實驗分別測量了「絕熱膨脹」、「氣流引入」、「蒸發降溫」三種效應，得知「氣流引入」的表現最符合現象的結果。為了進一步證實「氣流引入」就是吹冷哈熱的主要原因，我們設計實驗讓這三種效應出現在單一事件中，發現溫度變化中至少60%以上是「氣流引入」導致的降溫效果。此外，作者進行更深入的實驗探討氣流引入的過程及特性，得到氣體流動路徑方向上氣流引入百分比與距離間分別有對數及線性關係，而氣流分佈截面也與我們對此現象的觀察結果一致，最後綜合得到經驗公式印證實驗結果成立。

本研究以神經母細胞瘤Neuro-2a進行基質軟硬度對神經細胞生長影響的探討，分析不同軟硬度基質上N2a細胞面積、神經突長度。結果顯示分化後N2a細胞在100 KPa基質上面積大且神經突較長，說明N2a能偵測基質軟硬度並進行生長調控。同時advillin、paxillin、myosin IIa和pFAK等細胞骨架蛋白於細胞本體表現量在不同軟硬度基質上有所差異，但未與神經突長度相關。advillin為肌動蛋白接合蛋白，能與myosin IIa、pFAK結合調控生長錐形成。觀察生長錐上細胞骨架蛋白表現量，發現於不同軟硬度具有差異且與神經突長度趨勢吻合，說明advillin可活化生長錐調控神經突生長。未分化N2a細胞轉染pAdvillin-IRES-hrGFP和pS1S3-HP-FLAG後長出神經突，且根據基質軟硬度生長情形不同，但轉染pS1S3-HP-FLAG長出的神經突長度較短，說明advillin的nucleation功能在神經突生長扮演重要角色。

針對四絲馬鮁(午仔魚)2在這十餘年來，均居魚苗放流之首位，激起了研究動機，乃經由文獻、現場及電話訪談、統計分析進行探討，發現:午仔魚價格非常穩定，15年均價117±14元/公斤；由「市場價格與漁獲量 (R2=0.0266)」及「市場價格與消費者物價指數(R2=0.1744)」確定捕獲量及消費者物價指數不會影響市場價格。品質佳的大型魚價格遠比漁市場的交易價格高，值得養殖業者努力競逐。漁業署依據市場及相關漁業資訊決定每年放流的種類與數量，午仔魚苗的放流量與捕獲量呈現正相關(R2=0.855) ，顯示其放流已有顯著成效。然而，目前之捕獲量與市場需求接近平衡，加上人工養殖午仔魚之面積增加。因此目前的放流量合宜，不宜大幅增減；本研究非常肯定這十幾年放流午仔魚苗的政策。

偽內切圓與偽旁切圓為與三角形的兩條邊相切，並分別與三角形的外接圓內切、外切的圓。 本研究從偽內切圓與偽旁切圓出發，因為猜測他們與內心及旁心有關聯，於是從這個角度切入。接著我們再對與其相關的Mannheim(曼海姆)定理進行推廣，進而將問題由三角形延伸至圓內接四邊形上。 在圓內接四邊形的情況時，我們探討「圓內接四邊形對角線交點」對八個切圓的極線組成的網格及其交點的性質，並以其退化結果證明偽內切圓與偽旁切圓與內心及旁心的關係。最後我們以不同的方式移動外接圓上的點，利用Geogebra動態繪圖軟體，觀察極線網格交點的軌跡，發現了其軌跡與擺線之間相當有趣的關聯。下圖即為極線網格及P點在△ABC外接圓上移動時其線網格交點的軌跡。

指紋檢測技術為現今偵辦犯罪事件中一項重要的工具，傳統上以粉末法檢測指紋中的水分為主要方法，然而水分易隨著採樣時間拉長而消失，粉末法就難以派上用場。為解決此難題，本實驗利用奈米金可吸附油脂的特性以及具「表面電漿子偶極共振」效應，比較奈米金、奈米金團簇、四氯金酸三者於檢測指紋效果的優劣。研究發現三者之中，以指紋復現明顯程度來看，奈米金團簇的效果最佳，因其可以照射紫外光之後顯現出螢光，而四氯金酸耗時最久，因其須先還原成金原子，故整個過程長達兩小時。本研究亦嘗試在奈米金團簇上，修飾K他命抗體，以達到更加專一的指紋檢測。