高級中等學校組

本研究提出一套創新的體溫檢測方式，透過全新的檢測演算法架構深度解析脈搏訊號中的特徵，並結合深度學習神經網路開發一套體溫檢測的嵌入式系統。本研究基於血液共振理論，將光體積變化描計圖法擷取到的脈搏訊號處理，從中擷取共振峰值及其變化量，並開發演算法實時檢測血液循環中諧波的微小變化，改善當前分析方法著重在計算平均值，無法呈現即時狀態的缺失。本研究提出的系統和演算法所延伸的深度學習體溫檢測系統準確度在±0.16°C，同時預警系統可以擴展至多種趨勢相關的臨床症狀。此外，本系統實作出嵌入式AI技術，並且以聯邦式學習方法保障資訊安全，將資料保存於本地，上傳訓練調整後的參數到雲端，對邊緣運算領域能做出實質貢獻。

使用葵花油與椰子油分別與蜂蠟以重量比例9：1、8：2與7：3製成六種可食性塗層，塗抹於聖女番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)後，分別保存於4°C與20°C共15天，分析聖女番茄之減重率(%)、總可溶性固形物(0Brix)、抗壞血酸含量、呼吸作用速率、pH值並進行感官品質評估，以探究不同可食性塗層對聖女番茄保鮮的效果。 六種可食性塗層皆可有效降低聖女番茄的減重率，延緩pH值與總可溶性固形物的上升，保留更多抗壞血酸，並降低呼吸作用的速率，於感官品質評估中得分亦明顯高於對照組。根據前述六項保鮮效果評估的實驗結果，葵花油與蜂蠟比例8:2組別於4°C保存15天後，保鮮的效果最好。本實驗製作的可食性塗層確實可以達到保鮮的效果並延長聖女番茄的保質期。

本研究探討生物炭是否具有生物毒性(抑制發芽)與不同生物炭對短期葉菜類生長與土壤性質的影響。發芽試驗結果指出，8種生物炭對種子發芽不具有明顯的毒性，但是具有較高pH與EC值的特性(特別是EC值)的生物炭，對於根系的伸長有些微至明顯的抑制現象(鹽害作用) 盆栽試驗中，相較於對照組，強酸性Ce土壤中生物炭的共同添加處理在株長與鮮重方面平均各增加2.8倍與16.9倍，生物炭效應平均增益1.2倍(株長)與1.6倍(鮮重)，在弱鹼性Eh土壤中的效果較低，只有1.2倍(株長)與3.5倍(鮮重)。鹼性生物炭的石灰效應有助於改良強酸性土壤的pH值，使其適於植物生長；在鹼性土壤中，利用微酸性的生物炭可有效降低土壤pH值，增進作物生長。

現今的水資源充滿各式汙染物，不僅威脅地球環境更對人類造成巨大的危機。本研究探討多種材料吸附染料及重金屬離子的效果差異。 首先將時間和材料質量固定，觀察、比較六種材料(含自行合成的四種材料和現成的ZIF-90, A520) 吸附染料的功效，實驗後得出Zn-MOF-74之能力明顯優於其餘材料。延續使用Zn-MOF-74為反應材料，可明確得知其吸附染料效率隨時間變化有下降的趨勢。我們想比較相同材料吸附染料及重金屬離子的效果差異，故我們使用Zn-MOF-74吸附鉛離子，間隔固定時間取出並秤量PbSO4沉澱之重量，即可推出Pb2+在水中含量的變化。由實驗結果可發現Pb2+含量亦有顯著的減少。由以上實驗可知Zn-MOF-74在吸附染料和重金屬皆有不錯的成果。期許在未來能夠實際應用並解決日益嚴重的水汙染議題。

芭蕾和物理有密不可分的關係，每個動作都能用物理原理來剖析。本報告對於無限旋轉─Fouetté turns進行討論，在有摩擦力的情況下，舞者為何能不斷的旋轉，必定是有得到新的角動量。而我們推論，舞者角動量的補充是來自旋轉時上下腳的動作配合，上腳伸直在外面畫圈時，下腳全踩，利用靜摩擦力產生新的角動量；而上腳收回時，下腳踮起，新的角動量使舞者維持旋轉。這樣一來一往，芭蕾舞者便能做出看似不可能、不合理的無限旋轉動作了。

本研究主要為進行安全帽改造，昔日我們常見關於汽車的盲區偵測、內輪差等先進技術皆建置於汽車上面，但實際在行車上造成災害發生的主角大部分為機車，我們閱讀相關文獻發現目前並無機車有相關技術，再者我們希望此技術可以讓騎乘機車、電動機車、電動腳踏車、腳踏車等對象皆可使用，因此我們於安全帽上裝設鏡頭及雷達感測器，透過鏡頭進行車輛物件識別，以識別車輛類型及輪距，進而以公式繪製內輪差曲線與進行盲區車輛偵測；透過雷達計算車側距離以判斷車輛是否會太靠近汽車或是落入汽車之內輪差範圍內，將以上偵測結果透過抬頭顯示方式直接投影在安全帽的面罩上，如此一來將可讓機車及腳踏車族在行車上更具安全性。

電晶體在眾多電子產品中是一個不可或缺的元件，然而傳統的電晶體，因為其鋼硬的結構，儘管具有極高的效能，但難以實現在穿戴式電子設備上。相較之下，有機材料具有較高的機械順應性，提供實現穿戴式裝置的機會。因此在本篇科展研究中，透過物理混合的方式將彈性體與共軛高分子混合形成一個同時具有高度拉伸性且可導電的複合材料。此外，此彈性體具有高度黏著性，使得此複合材料具有自修復功能。僅需透過簡單的擠壓兩片薄膜，即可在室溫下達成自我修復。這使電子產品不會在經過長期使用後而降低效能。這對穿戴式電子元件來說是一個巨大的突破。因此希望可以透過此複合材料的概念，促進穿戴式裝置的發展，為仿生學建立一個里程碑。

本作品的特色是利用具有藍芽傳輸功能的三用電錶，透過藍芽傳輸資料到自製的Google眼鏡上，再透過OLED顯示器和鏡子、凸透鏡呈像於一塊透明面板上，透過眼睛的視線即可直接讀取到由藍芽電錶傳輸過來的數據，讓使用者可以更加方便又安全的使用三用電錶。

跳豆為輕殼與重球組合而成，輕推能重複翻滾。本實驗分析其運動過程與模式。實驗中可發現跳豆不斷重複「殼平行斜面」與「殼翻轉」的運動模式。隨跳豆長度增加，「殼平行斜面」的鋼珠加速區變長，但翻轉時間也變長，導致飽和速度明顯較低，在有限斜坡長度下有最佳跳豆長度。本研究利用移動和轉動方程式得到翻轉期間鋼珠理論加速度，搭配實驗數據得出速度理論值與速度實驗值有相似的趨勢。隨著跳豆寬度越寬，跳豆翻轉期間鋼珠速度對時間由「V」型轉變成「W」型，出現二次加速段，且在有限斜坡距離下，跳豆有理想寬度。可翻滾的情況中，內球質量越小越快達飽和且加速減速變化量值較大。

本實驗以探討 Aspidostomide G 的前驅物—色胺的合成策略為研究目的。我們選用 2-胺基-3-硝基苯酚作為起始物，經酚基保護、溴化、重氮化、碘基取代及 Sonogashira reaction 得到吲哚的前驅物—2-乙炔基-3-甲氧基-5-溴-苯胺。接著進行吲哚閉環、醛基化及 Henry reaction，最後再經還原反應得到 Aspidostomide G 的色胺前驅物。其中，我們在進行Sonogashira reaction及吲哚溴化反應時，遇到複雜產物無法分離的難題。為改善此情形，我們嘗試改變反應溫度、反應試劑及反應時長等……。經實驗發現，以 TMSA(2.5e.q.)及 CuI(0.1e.q.)作為反應試劑時，可使Sonogashira reaction得最高產物比率94.11%；在室溫下以 NBS(1e.q.)及 DCM(0.5M) 進行溴化反應3小時後，可得最高產率76.92 %。本實驗結果不僅可以為腎臟疾病藥物Aspidostomide G提供一條有效的合成路徑，更可以增加學界對 Aspidostomide G 的重視和研究意願。