第57屆--民國106年

珠聯璧合-分析轉珠遊戲三消、五消的基礎樣式、降階法及思考邏輯

本研究源自轉珠遊戲,剛開始參考第54屆高中組作品,接著使用「控制變因法」及「樹狀圖」,經歷了觀察、尋找關係與樣式、猜測、檢驗的過程後得到: 一、「3消」及「5消」最短步數基礎樣式。 二、發現分界格的關係區域分類圖,並利用該圖找到最短步數起始珠的位置。 三、建立「3消」及「5消」達成combo的最短過程圖及路徑圖。 四、發現基礎樣式之間有包含關係,且具有階層關係。 五、建立降階表,將階層較低的樣式,使用降階法快速轉換為階層0;階層較高的樣式,使用降階法逐步轉換為較低階層。 六、建立起始珠的判斷準則,以得到「3消」及「5消」任意組合的最短步數,並以此為基準串連更多的「3消」及「5消」。 七、建立轉珠思考邏輯。

「可」不「可」以抗氧化-可可抗氧化力之研究

本研究從天然的蔬菜、水果,以及可可、咖啡、茶等沖泡飲品著手,確認可可具有絕佳的抗氧化能力,而天然可可豆需經發酵、烘焙等程序後,其抗氧化效果才顯著。 「無糖、無鹼化」之天然可可粉為主要實驗素材,並以間接碘滴定法測定其抗氧化能力,研究結果顯示,沖泡可可粉的濃度越高,抗氧化效果越好;以高溫水沖泡可可粉釋放出較多的可可多酚,亦能增加抗氧化力;在可可飲品中添加物質,常見的加糖、加奶皆無法增加其抗氧化能力;而市售可可飲品因含添加物較多,其抗氧化能力未如純可可粉來的顯著。 因此,寒冬中,自己動手泡一杯熱可可,以高溫沖泡純可可粉,不加糖、奶等添加物, 直接品嚐香純原始的可可風味,是個不錯的養生保健選擇。

喝ㄋㄟㄋㄟ的植物長得好?!

生活中常聽說牛奶可以幫助蔬果生長,我們好奇用牛奶澆灌植物是否真會帶來什麼改變,我們便選用阿拉伯芥進行我們的實驗。首先我們直接以牛奶澆灌植物,卻發現對植物的外觀沒有什麼影響。於是我們又進行了染菌實驗,藉此研究牛奶對植物抗菌是否有幫助。我們發現牛奶能夠提升阿拉伯芥對細菌的抵抗力,又在實驗後確定此現象與初級防禦反應相關。我們推測是牛奶中的胺基酸引起的,於是我們再以Proline等胺基酸澆灌植物,其中Proline亦能協助植物抗病;接下來我們再探討Proline協助植物抗病的機制,發現Proline和牛奶一樣可以增強初級防禦反應及利用callose堆積協助植物抗病。因此我們推測,牛奶中含有的Proline能夠幫助植物對抗細菌。

高空蛋跳── google面試的丟雞蛋問題

本作品對於2016年丘成桐中瘸數學獎作品(蛋破魂飛一個Google的雞蛋問題),給出完整解答。該問題尋找「最佳的最糟情況策略」,也就是將最大值最小化(min-max)的最佳策略。我們從特例出發:每d層樓檢測一次著手,證明出兩個定理(定理(壹)、(貳))來解答在這種特殊情況下「最佳的最糟情況策略」的完整公式解。再將這種固定d層樓檢測一次的策略放寬,求得一個巧解Google原題的方法。我們的解法具一般性,定理(參)解答任意總樓層的「最佳的最糟情況策略」(原題限制100層樓),而且刻畫「所有」的「最佳的最糟情況策略」,而不是只得到源解答所提供的其中一組解。本作品主要工具是高斯符號、算幾不等式、除法原理,佐以縝密分析手法,完全解答該問題。

罰寫不再痛苦了~快速創造個人化手寫字體

當要抄寫文章的時候,光是看到很多字就會讓人覺得厭煩,其中還會發現很多字重複出現(例如:的、都、會…等);不只如此,同偏旁或是部首的部分也重複出現頗多。因此想藉由這次的研究,把手寫的文字,藉由電腦程式將其拆解成多個部份,再和其他部份重新結合,即可組成更多不同的字,若計劃一下輸入之文字,便可簡便的組成一句話甚至一篇文章,再者,這些字都是由自己手寫出來的,因此,創造出來的字便如同一組自己的手寫字體,不但使用上具有個人特徵,而且列印出來之後,就如同一個一個我的個人化手寫字。

降溫有妙招!自製環保冰包!

我們從市售的果凍凝膠冷/熱敷袋得到靈感,一般冰凍包只能使用一次,內容物呈液態,在延伸研究中,我們以「尿素冰包」為基礎,設計「複合凝膠態環保冰包」,使它更具有應用的價值。: 1. 自製環保冰包,可降溫達15.2℃,最低溫度可達7.8℃,體感溫度約5℃,保冷時間可以達到40分鐘(≦15℃以下)。 2. 我們發現最有趣的應用是置放於過熱的手機或平板後方降溫,實測可在5分鐘內使過熱手機降溫10〜15度。 3. 使用過後的冰包,可以冰凍後,再放入冰桶或者是攜帶式保溫袋中當成「保冷劑」使用。 4. 使用過後的環保冰包,可加水稀釋100倍,當作肥料澆灌植物,約兩周後即可以促進植物葉子的生長。 5. 自製環保冰包成本低廉,小型環保冰包製成一包成本只要4.35元。

臺南附近出海口泥砂的秘密

探討臺南市二仁溪、鹽水溪、曾文溪等三條主要河流上、中、下游與附近地區的泥砂,成分中都有黑色和透明的顆粒,跟出海口泥砂顆粒十分類似,可推斷出海口一部分的泥砂應該是被河流由上游帶下來的,另外,我還利用參考書籍裡面對岩石的介紹,得知上游的岩石是頁岩,且附近應該有砂岩,讓我可以推測黑色的顆粒是頁岩的小碎片,透明的碎塊則是石英。我還做了泥砂顆粒大小的實驗,利用不同孔徑大小的篩網來進行實驗,發現二仁溪採集到的泥砂顆粒平均停留在最細的篩網上,代表這裡的泥砂顆粒非常的細,鹽水溪和曾文溪所採集到的砂也主要停留在最細篩網,跟上、中、下游的顆粒大小差不多,因此,本研究的證據能推測這些砂子大部分是從山上被水帶下來的。

震震有聲 水峰鳴-探討利用水波當成地震警報器之可行性

本研究探討水面受地震表面波影響所造成的水波運動情形,藉以判讀地震級數。實驗中,利用電流感應水波導電原理測得水波高度,得知地震級數與水波高度關係,以此作為設定電流感應器水波高感應點,達到當地震警報器之可行性。 本組以電流調整器控制怠速馬達,來自製地震模擬器模擬不同地震震度,經實驗發現,大約震度一級至三級水波高度不明顯,震度約四級時,會產生單一波峰的第二次反射波,震度約五、六級時,水體內部翻轉產生氣泡,波峰有拋碎的現象。今以長方形容器,電流感應水波導電原理來當警報器,若要偵測震度三至四級,其設定感應點高度以0.3公分最佳;要偵測震度五至七級,其設定感應點高度以0.7公分最佳。

「藻」到「膠」點--探討海藻膠安定性與應用性之研究

石花菜乾料復水性佳,膠質量多,且可反覆抽取,產值高。以平板加熱器煮沸再持續加熱60分鐘後,其黏度可比原來增加五倍以上。且以抽取比例1:25,可達最佳的產值。在常溫做海藻原液觀察石花菜膠的安定性最好。經過50℃烘乾16小時後,可得到易保存乾燥的海藻面膜,經40℃復水5分鐘後,即可形成海藻凍膜,敷在皮膚上5分鐘後,其保水度迅速可從30%提升至45%。由圖表可知,石花凝膠(配方D)於敷凝膠第五分鐘保濕力高於仿市售蘆薈凝膠(配方E),而兩者皆有相同的保濕持久性。將石花凍直接裁切0.5公分厚度烘乾4小時,要使用前復水1分鐘,即可成為容易保存、製作成本低、膠強度好、可至少維持7小時的內膜傷口敷料,是個極具開發潛力的敷料原料。

天外奇「機」Part Ⅱ~再探紙飛機的秘密

為找出如何讓紙飛機飛得又高又遠的秘密,我們從改良發射器開始,並以三種不同型式的紙飛機,研究「發射方式」、「機翼夾角角度」、「機翼尾端、兩側摺起」、「重心」等因素對飛行的影響。我們發現:想要紙飛機飛的遠,除了以45度角發射紙飛機外,紙飛機的機翼要略略上揚,讓機翼夾角從尾端看起來呈「Y」字形或是「微笑」型態,同時調整紙飛機機翼尾端及兩側上摺的寬度及角度,並注意紙飛機重心落在大約在「自機首算起機身全長的1/3到1/2之間」位置,經過調整後即使是最基本摺法的紙飛機飛行距離也會大大加長。