高級中等學校組

本研究延續國中獨立研究，結合高中機率課程，建構二維與三維之集團免疫機率模型，特殊n之研究結果如下，其他情形請參閱內文： 一、 （一）二維：n=2k時，具有抗體之總人數與無抗體之總人數的比例，必須維持奇數對奇數，模型才會有免疫效果。 n=2k+1時，模型具不具備免疫效果，僅跟第一位與第 位有關。 （二）三維：n=2k+1時，模型具不具備免疫效果，僅跟對應於正三角形三頂點位置的3人有關。 二、 （一）二維：n=2k時，具有免疫效果之機率為 1/2+(2pq-1/2) (q-p)n-2。 n=2k+1時，具有免疫效果之機率為 2pq。 （二）三維：n=2k+1時，具有免疫效果之機率為 1/2+(2pq-1/2)(q-p)。 三、 （一）二維：免疫效果的期望人數為 1+p/q+q/p，特別是等機率時，期望人數為3人。 （二）三維：免疫效果的期望人數請參閱內文，特別是等機率時，期望人數為6人。

最近幾年隨著全球科技的進步以及變化，漸漸的我們已改變了我們的生活方式，讓我們用有更便利的生活，而因為這些生活上的變化，我們應該更進一步省思想想未來除了被動應對這些科技所帶來的進步之外，台灣還有哪些東西是可以讓我們可以去研發並解決生活中的困難的？而我們這次製作的科展作品《機車智能防鑰匙反鎖系統》，是利用現在很流行的Arduino來編譯程式，以及搭配應用很廣泛的RFID一起結合出的產品，而本次研究宗旨是想要在未來全世界上，所有的機車騎士都不用再煩惱鑰匙不小心掉入車廂的狀況。

本研究旨在透過自行撰寫程式，探討人群如何盡快脫離狹小空間，主要模擬個體所受的各種吸引力與排斥力、設立衝突處理規則，分析疏散效率並比較優劣。經過測試得知減少鑽空行為、排斥人群、略為排斥牆壁或障礙、不失自身判斷追隨他人足跡，有利整體疏散。另外，若人群出現移動模式異於他人的少數者，將不利整體疏散，但少數者人數不多下，愛好爭搶、鑽入空隙、較不排斥人群有助其個體疏散。 無論是否將疏散場域外廣場人群移動納入考慮，角落出口疏散效率皆較邊上優，且出口個數呈邊際效益遞減。但廣場中人群若步行六步內便停下休息，將導致邊上廣場入口堵塞。最後，逃離疏散場域後即往廣場邊界者，疏散效率表現相當於在廣場步行十步便佇足休息。

有機太陽能電池(OSCs)因製程簡單、可撓性高及成本低等特性而備受矚目。本研究除了致力於提升OSCs的元件效率之外，亦將聯合國永續發展目標(SDGs)融入研究之中。為了符合永續發展的精神，本研究以生物可降解、安全無毒以及生產便宜的永續材料，來取代目前OSCs所使用的環境有害及難以回收之材料與製程，讓OSCs從材料製程端就符合SDGs的技術發展與產品應用趨勢。台灣桂竹、功勞葉植物及菠蘿均是台灣盛產常見之天然植物，將其利用於製備螢光碳量子點作為OSCs中界面優化材料，能有效降低電子傳輸層之表面粗糙度、界面缺陷及串並聯電阻，讓OSCs元件的效率提升。研究結果顯示，菠蘿螢光碳量子點具有優化氧化鋅電子傳輸層特性的最佳能力，能使OSCs的光電轉換效率由12.76%提升至13.99%。

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。

我們經過一系列的實驗，確認鎳鉻絲經由玻璃管壁、水將熱沿徑向傳導給氣泡吸收，類似池沸騰作用，大氣泡會因熱傳導效果差而截斷傳熱，降低吸熱效果；同時因氣泡往下方冷水庫延展擴張，除了經由冷管壁傳導、冷水對流置換來散熱外，膨脹變大的氣泡也因表面積的增加而加大了輻射散熱作用。因此，要使波妞的熱管形成大氣泡，且能穩定持續地週期性生滅，需要使其儲熱與放熱速率達到一個動態的平衡，故我們僅能在特定的實驗條件下看到這個現象。此外，在進一步的實驗中，我們將波妞熱管設置了上、下兩個加熱區，意外看到了大氣泡的耦合作用，十分地有趣，也應用作為我們突破管徑過大實驗限制的方法。

環保剩食電池的成分為剩食、硫酸銅溶液、海藻酸鈉溶液，一般未經處理的剩食易含有油份，容易使電流無法持續，放入盆栽會使植物的毛孔被油脂堵塞導致植物死亡。本組利用磁性化的花生殼粉將存在於剩食中的油份吸附後，再以磁鐵棒去除。如此一來，剩食電池的內部就不會含有油份，吸完油份的磁性花生殼粉亦可以洗淨後重複使用，吸附的油份可另做生質能源使用。剩食電池的電壓及電流不會受到不同種類的剩食影響，剩食電池在接上LED燈泡三星期後，電壓仍有2.0伏特以上、電流下降呈現穩定的0級反應且這樣的電量可以點亮10顆0.02瓦的LED燈泡長達21天，使用完的剩食電池亦可放進盆栽中，做為植物的肥料及養分，充分做到綠色化學原則中的再生、物盡原則。

本研究以鑽孔機操作情境做為機具操作安全智動化系統開端，進而跟上改善職業災害問題顯學，其內容包括建立操作情境、即時辨識、顯示警告與緊急處理。 操作情境包含休息、工作、發問與暈倒共四種情境模式，以坐姿、坐姿舉半手、坐姿舉手、站姿、站姿舉手與躺姿六種姿勢為表示，並依其情境來探討正常姿勢與異常姿勢。前端伺服器之OpenPose為人體姿勢偵測工具，並利用 幾何運算與自行開發程式來定義與勢辨識各類姿勢。當異常姿勢發生時，後端伺服器將即時接收前端伺服器之姿勢代碼與判斷顯示，進行控制硬體之警示裝置與切斷電源系統，所以此研究為多人即時機具操作安全之智動化系統，而後將以此研究基礎做為各類危險機具操作應用研究。

傳統市場是台灣市場文化代表性的地點，然而，現代社會中美式量販店與超級市場越趨普及，壓縮了傳統市場的生存空間。為了保存傳統市場的文化，政府近年積極推動傳統市場轉型，期盼為傳統文化注入新元素。而本組觀察到南門市場與黃石市場近來積極轉型，但轉型過程中卻產生很大的發展差異，攤商的去留、顧客的來量皆差異甚大。於是我們想利用地方感與環境識覺的概念，對兩地傳統市場的攤商進行地方感的訪談，顧客進行環境識覺及地方感問卷調查，企圖探究造成轉型過程產生如此大差異的原因為何？研究結果發現兩地攤商的地方感受到傳統市場政策規劃影響甚鉅，在顧客的環境識覺方面，南門市場的問卷調查結果也顯著較其他傳統市場較佳。

本作品的特色是以Arduino單晶片為核心，自製一個機電整合系統的電線彎曲機，利用程式設計好的流程，系統即會自動控制步進馬達，將所需之電線送入進料機構、Z軸機構、彎曲機構，完成程序所設定之長度、形狀，讓使用者可以客製化的規劃，方便、快速又一致性的彎折所需之電線。