高級中等學校組

人們用火於烹飪、生熱、照明及推進…等等，由此看的出來火在人類社會上是不可或缺的，但同『水可載舟，亦可覆舟』的道理一樣，使用不當也會造成危險的火災，使人、財務及住處的傷亡及損失，市面上有許多種的火災灑水器，而傳統的灑水器是以”煙”或”溫度”來做偵測，並大範圍灑水，但灑水器偵測方式過於簡易，容易發生誤判，及大範圍灑水的方式造成不必要的損失，為解決此問題，我們以機器視覺來追蹤火點，並以定點噴水的方式取代大範圍灑水。 本小組製作的自動偵測火源灑水系統以Raspberry Pi3板、Arduino UNO板、做為偵測火源及噴水的主體，並以Webduino Smart板 及App inventor2建立起物聯網，萬一發生火災也能及時通知用戶，以便提早通報火警，儘可能的減少火災造成的損失。

將光觸媒應用於降解染料，可以減少有機汙染物，達到環境保護的功效。在我們的研究中，調配不同比例之硫與銦，進行鍛燒，分析其作為光觸媒降解染料之可行性。由實驗發現硫化銦有吸收可見光與紫外光光譜的特性，光催化效率佔了很大的優勢。而在光電流實驗中，發現In：S=1：1與2：3的比例下光電流值高於硫化鎘，由於硫化鎘對人體有害，故硫化銦有取代硫化鎘作為光觸媒的可能性。在In：S=2：3的比例下進行羅丹明B降解有最佳效率。在我們的研究中已成功製作出具有明顯稜角的結晶顆粒且能於可見光下行光催化反應的光觸媒，並能順利降解有機染劑，成為具有作為廣泛使用光觸媒之可行性，達到除污、殺菌、抑菌的目的。

CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat/CRISPR associated protein9)是合成生物學中重要技術，需引導RNA辨認特定的PAM序列-NGG引導合成轉錄因子啟動或抑制下游基因。然而這個特定的PAM序列卻會因此限制了crispr技術可篩選的基因位點，造成限制。因此我們研發出crisprTFv2，以NAG為例突破PNGG的限制，並透過定序得知更改後的PAM相互作用區序列為何，最後再挑選crisprTFv2可能辨認的其他PAM序列，未來再將此技術應用於探討參與DNA損傷修復的基因組合。

本研究提出有關數橋謎題遊戲的程式實作辦法，我們已知數橋被證明是個NP-complete問題。我們研製出了數種解題條件與窮舉策略在演算法上的實現，並且比較了這幾種解決辦法的相對效率，再者也提出了數個NP問題的解決策略。本研究發現在進行窮舉的時候以取最小頂點值期望效率最高(表示該程式能有相對多，相對快的執行結果)。

茶湯中的兒茶素、多酚類等天然抗氧化劑其皆具有抗氧化活性，多酚類是茶湯中主要具有生物活性的成分。其中，客家酸柑茶屬於重發酵茶和老化茶的一種，又名為客家普洱茶。本實驗以1年、3年、5年、6年酸柑茶為研究主題，以茶種加工方式的不同及貯放年份作為研究方向，再以總酚含量測定及赤血鹽還原法進一步檢驗多酚含量與抗氧化活性變化。研究中發現，以3年酸柑青茶葉/果皮的總酚含量(444.22ppm/482ppm) 及赤血鹽還原力(471.83ppm/455.71ppm)所具備的抗氧化性最佳。訂定酸柑茶為主題分析意義，在於通過結合傳統客家文化精神與科學研究分析，期許能產生更大的文化經濟價值。

本研究發現神經胜肽Urocortin能調控腦部的巨噬細胞——微膠細胞的發炎及吞噬作用，同時亦能降低發炎時產生的氧化壓力損傷。我們藉由紅血球與微膠細胞（BV-2 Cell Line）的離體實驗模擬腦溢血病患接受開顱手術後殘留於腦中的血塊與巨噬細胞在腦部的吞噬情形，並透過神經胜肽Urocortin的作用，促進其吞噬作用、調控發炎反應。首先以螢光標籤的方式確認微膠細胞的吞噬作用，再以測量其吞噬量值（Phagocytosis Index）、基因變化（RT-qPCR）分析，推論出當Urocortin濃度為10⁻⁹M，能有效的促進微膠細胞的吞噬作用、抗發炎功效。此研究結果有助於了解Urocortin加速清除腦血腫塊的作用，進而作為開發腦溢血新療法的參考依據。

本實驗利用自製的x-Zylo（圓筒飛行器）發射器，觀察不同飛行條件下，圓筒飛行器的總位移及側偏距離有何不同。在做完測試後，我們發現轉速與初速是個值得研究的方向，於是我們決定深入探討圓筒飛行器旋轉速度與初速對飛行筒的側偏距離及總位移的影響。結果顯示，轉速較快的狀況下圓筒飛行器側偏距離較小；轉速與初速都和總位移成正相關；而初速越大，側位移越大。於是我們憑藉此結果，並參考文獻，提出了幾項理論來解釋此現象，並且將我們的理論寫成程式，希望能驗證我們理論的可行性。

色彩偏好影響生活的許多決策，對於背景對色彩偏好的影響，現行兩個色覺理論(對比理論與生態價理論)有不同的解釋，本研究以高中生為對象，旨在探討背景對色彩偏好影響與支持理論，並提出運用方向。 之前色彩定量方式缺乏對敏感度與視錐細胞的考量，本研究發展以中性灰為基礎對不同色彩的定量方法，並以此進行色彩偏好測試。實驗結果發現：顏色偏好會受到背景影響(支持對比理論)，背景對各色彩具不同影響力，偏黃偏綠顏色受背景影響較大；綠色與藍色背景提升偏黃與偏綠之顏色偏好而紅色背景則會下降(支持生態價理論)，背景亮度不影響顏色偏好。期望研究結果有助於青少年環境與產品設計配色參考，並對未來背景影響顏色的神經機制研究提供基礎。

本實驗以試管、鋼絲絨、酒精燈為主體，將鋼絲絨放入試管做為發聲裝置，並以酒精燈加熱試管，使鋼絲絨兩端產生溫差，而後產生音波，利用音訊分析軟體進行錄音、分析，搭配溫度感測器記錄、分析溫度，藉以探討 此裝置發聲的成因以及相關參數對其聲音的影響。 本研究分析了裝置發聲之過程，並製作五種變因，分別為鋼絲絨密度、試管口徑、試管長度、鋼絲絨位置以及 試管與火焰距離，並統整出四點通則1.溫差與分貝有直接關聯2.發聲與熱穿透深度、堆棧位置和空氣黏性有關 3.綜合熱穿透深度以及空氣黏性，發聲效果較佳者，會有上升速率快下降速率慢的特性4.堆棧所在位置之空氣塊移動及壓縮性，影響其音量、發聲時間與上升下降速率。

鐵路時刻表排點至今為止仍十分仰賴人工作業，且排班優劣對於乘客服務品質有顯著影響。本研究採用元啟發式最佳化演算法及模擬器進行旅客列車鐵路時刻表排點，旨在找出一份針對旅客需求、提升旅客運輸成功率且降低旅途時間的時刻表。我們提出一種班表編碼機制，可依此產生班表草稿。我們研發的模擬器可將班表草稿轉換為合法無衝突之班表。最後，透過登山演算法及基因演算法來搜尋班表草稿，並以模擬器評估優劣，我們實現了一個自動化排班系統。我們也以不同的乘客測資針對於不同演算法進行比較，並試圖找出表現最好的演算法。實驗結果指出我們的模擬器能有效率產生無衝突時刻表，且所提出之演算法操作相較現行班表可提升運輸成功率和降低旅途時間。