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高級中等學校組

「澱」「資」的奧祕-利用網頁遊戲精進學生對沉澱表之研究

有鑑於高中選修化學相當困難,因此我們製作了一款有助於提升化學能力的遊戲。玩家必須活用沉澱表及化學來通過遊戲。蒐集離子球、並且按照要求合成出沉澱物或是酸鹼,來擊潰敵軍和敵方堡壘。 該遊戲是藉由網頁去宣傳的,因此我們需要一個平台去發布此遊戲,選擇了netlify這個平台。其中我們前端使用了三大前端程式,HTML、CSS、JavaScript,後端則利用Google試算表搭配Google APP Script去收集遊戲數據。最後,我們再利用AI演算法中的類神經網路分析,透過交叉比對找到玩家最有可能的成長結果。

公平?以自我敘說談告別式禮俗之性別平等

一本內政部於101年發表的「平等自主 慎終追遠-現代國民喪禮」專書,持續宣導「性別平等」落實於國民喪禮的觀念與作為。家族從事告別式司儀工作、在告別式場長大的我,從對於「男尊女卑」儀式的習以為常,到反思內政部專書出版近11年,國民喪禮仍維持「男尊女卑」的情況。平等自主的國民喪禮,真的難以落實嗎?是否有落實的可能性呢? 鑑此,透過自我敘說研究,重構自己從小到大在告別式場的成長經驗。整理喪葬禮儀文獻的同時,思考男尊女卑在喪葬禮儀的深厚影響與調整可能性。透過敘說自己與爸爸的互動經驗,探討性別平權在告別式中落實的難處;並從中重新詮釋、歸納建構現今社會可行的做法、克服難處落實的獨門秘方,以及儀式後對家屬的真實感受。

以智慧物聯網建構暗棋對弈機器人系統

智慧物聯 (AIoT) 在生活中逐漸普遍,應用在機器人、智慧家電、語音助理…等各種用途上。本研究將以AIoT概念開發暗棋機器人,可讓任何程式開發者,透過開放的http協議要求雲端應用程式介面(API),開發各種形式的暗棋對弈程式或機器人。暗棋對弈系統基礎架構運作,是具有雲端連線的IPCAM及機器手臂的機器人,系統向IPCAM要求暗棋的盤面影像,再透過卷積神經網路 (CNN) 辨識暗棋盤面,將棋譜提供給對弈人工智慧運算下一步的棋步,提供給機器手臂做出翻棋、移動、吃子的動作。此一設計方便的大量收集棋譜資料庫,作為未來暗棋對弈深度強化學習的資料樣本,AI棋力將可提高,搭配機器手臂作下棋動作,CNN辨識盤面,以AIoT概念架構,可望讓對弈機器人大眾化,逐漸普遍於各個地方。

手機攝像彩度結合光度滴定法應用於酸鹼微型模組及解離常數之測定

本研究自行組裝微型滴定裝置,建立常見指示劑(甲基紅、酚紅、酚酞及廣用試劑)之酸鹼滴定模組,運用實驗開發的像素分析法,由像素加總值與滴定體積之程式推知當量點體積,所有實驗誤差均不超過0.30 %,具有高準確度,且此實驗模組之濃度檢測極限可達10-4 M。將微型裝置應用於指示劑解離常數的測定,測得甲基紅、溴瑞香草酚藍及酚酞之pKa分別為4.95、7.11及9.40,與理論值幾乎一致;進一步以RGB值二次微分找出指示劑更精確的變色範圍,如甲基紅在[HIn]⁄[In^- ] >7.65時會完全呈現酸型顏色、[In^- ]⁄[HIn] >6.55會顯現鹼型顏色,其變色範圍為pH 4.06~5.77。本研究成功簡化傳統滴定與解離常數測定的實驗步驟與器材,達到簡潔、可監測之綠色化學願景。

四色振盪—當B-R振盪反應遇到指示劑

BR振盪反應中,在配製溶液時需加入硫酸,使溶液呈酸性,又振盪具有無、金、藍三種顏色的變化,我們想利用指示劑在其中多穿插一個顏色,在多次實驗後,我們成功的做到了四色振盪(無➝金➝藍➝紅),也進一步以濃度、溫度為變因,並且利用Arduino 的感光電阻,來客觀檢測顏色變化,檢測四色振盪反應在不同濃度、溫度下的週期與週期數變化。

擺盪在秩序與混沌的邊緣--流體阻尼球對建築物耐震度的探討

實驗結果發現膨性流體阻尼球對建築物有最好抗震能力。由混沌擺(雙擺)的光軌與不同長度單擺及雙擺擺動時間比較的兩個實驗,可觀察雙擺的下襬擺動可減緩上擺的擺動幅度,當總長35cm、32.5cm、30cm(上擺長度固定),較單擺而言可減少擺動時間的比率分別為52.2% 47.7% 38.5%,而上擺能量衰減功率比值依次2.071倍1.875倍1.670倍,推知雙擺上下擺不同擺向、速度,產生干涉波可減少擺動時間與能量。將雙擺原理應用於建築物的流體阻尼球,利用流體特質,模擬上、下不同擺速的雙擺,由實驗結果推得,建築物受定力搖晃時,建築物水平加速度分別為:膨性流體(115gal) <鹽水(172gal) <水(207gal) <僞塑性流體(334gal) <剛性阻尼(346gal),若將膨性流體應用於超高樓的阻尼球中可穩定建築物,並可利用其擴溶效應,避免阻尼球受外力時引發的變形,以增長使用年限。

自動撿蛋機

自動化作業是目前科技發展的趨勢,本次研究旨在利用影像辨識與自動化機械完成高重複性的動作,並嘗試取代相對高成本的人力,對於日常生活中,在養蛋廠打工時,所遇到的工作內容與相關事務有進一步的改善與想法,透過此次科展將其深入了解、討論、研發、解決、最後完成實現。

獨居蜂的築巢行為以及羽化觀察、影響羽化的因素之探討

本研究在觀察校內和家附近的獨居蜂築巢行為,以及紀錄校內的獨居蜂子代從卵期到羽化的過程,並以加溫設備觀察其在特定溫濕度下的羽化時間。對比了周圍有水的環境和沒有水的環境後,前者獨居蜂產卵築巢的數量明顯較後者多,顯示出獨居蜂更偏好周遭有水的環境;以恆溫箱對棕泥壺蜂進行加溫羽化後得知,溫度對於其羽化的影響比時間大。另外也發現,棕泥壺蜂巢室內,有塗料土塊的吸水能力較無塗料的差。

巷弄T字路口來車偵測

許多人在駕駛交通工具時常會速度太快,不放慢速度便會使車禍發生機率大幅提升,在巷弄裡更是如此。許多車禍都是因未注意來車所導致,所以我們想出了在路口裝設感知器,用來感知是否即將有車輛靠近以用來提醒駕駛人,雖然在某些路口會裝設凸面鏡,但還是有駕駛人會忽略,所以我們利用感知器搭配手機APP,當車輛靠近路口且有來車接近,手機便會發出聲響與震動,來提醒駕駛,相信這會比凸面鏡更有效果。

「鎮」「興」倦-探討鎮定劑、興奮劑對螞蟻族群的影響

高雄巨山蟻是社會型動物,有族群勢力範圍和首領。外敵入侵,蟻群會迅速啟動有紀律防禦(接觸、攻擊、護卵、殲敵),並在最短時間完全殲敵(平均18分13秒)。蟻后是防禦領導者兼主要殺手,殲敵率78%。服用鎮定劑一個月後,工蟻、蟻后領域概念低,蟻群出現防禦瓦解,殲敵率僅11%(60分鐘內),蟻后殲敵率「零」,完全失去領導力,但仍保有領導地位。服用興奮劑一個月後,工蟻、蟻后個別育幼行為雖明顯提高,但領域防禦降低,外敵最終由工蟻完全殲滅(平均52分52秒)。蟻后殲敵率降為56%,工蟻不再餵食蟻后,已喪失領導地位。停藥二個月後,興奮劑組蟻后有恢復領導地位,但兩組在60分鐘內,皆未完全殲敵,族群領域防禦仍未恢復,明顯已造成不可逆傷害。