全國中小學科展

第57屆--民國106年

智慧秤重手機充電器

本研究使用Arduino,此作品在秤重的部分,是透過拉力秤裡面的元件拿出來後加以改良讓秤重後的數據可以傳到藍芽模組再把數據傳輸到手機上,最後可以利用手機來計算價錢,計算價錢的方式是以測量出重量來去換算成價錢的,電源供給的部分,是以鋰電池為主,把鋰電池裡的電利用充電模組讓裡面的各個模組通電,還可以利用充電模組上的usb頭來對手機進行充電,讓手機沒電時也能當行動電源使用,鋰電池沒電時,也可以利用充電模組來進行充電,另外手機外殼是使用3D列印,因為考量到了材質會不會把物品勾在拉力勾上面的時候一拉就斷掉,所以選比較堅硬輕巧的PLA材質來支撐,來增加他的負重能力。

智立耕生~智慧監控栽培箱之研究

研究主要的目的在設計一套能透過物聯網智慧調控的植物栽培箱系統,並比較人為光照及水耕種植和自然日照及土耕植物的成長表現。 實驗結果MotoduinoU1微處理器可以幫助我們解決問題達到智慧監控的目的。透過我們所學過的圖形化介面程式設計語言控制微處理器延長植物生長所需要的日照時間週期。LED成長燈解決植物所需的紅、藍光波促進生長;智慧調控植物生長最適的溫濕度以及自動補充水耕液的不足;更可以利用WiFi模組發揮物聯網的精神,隨時將監控的資訊上傳到網際網路,方便隨時監控植物栽培箱系統的運作。 透過不同感應模組的組合客製化智慧監控植物栽培箱系統發揮動手做創作的精神達到環保永續的應用。

The Magic Power of Sequencing Polyominoes

本研究係用「數列命名的方法」作為骨幹,解決或簡化多方塊(polyominoes,也稱作 連方圖形)的相關問題。「數列命名的方法」 係指將多方塊的邊長連續寫成數列。為解決使用「數列命名的方法」遇到的問題,目前建立了一套系統、技巧,可將Polygon,旋轉、鏡射、合併等等,在此專門用以處理多方塊相關問題。 研究發現此方法可以解一些多方塊的問題,例如多方塊的種類、任意的多個相同的多方塊是否可以填滿(嵌滿)矩形(平面)。對於計算多方塊數量問題,可分為兩部分探討,一是多方塊的形的個數,二是單一多方塊的形其中含有多少多方塊,本研究主要探討此二部分的特性,並簡化運算結構和找出個數範圍。

語音控制自動化視覺辨識倉儲機器人

在物流的能力隨著科技快速發展下,倉儲成了不可或缺的環節,隨著許多大型工廠的出現,大量的倉儲搬運需求使許多重型的機械因而產生,然而其仍需要將不少人力消耗在如此龐大且重複性高的工作上,且根據貨物的大小或內容物以及貨物的數量,工人在搬運或操作機械的過程中往往伴隨著許多風險,而這種具有高危險性、高重複性且工作量龐大的工作,若開發出技術成熟的機器人負擔相關工作領域,便能提高工作時數與效率,並且提高操作人員的安全性。 本研究嘗試使用自然語言來控制機器人,並且透過電腦視覺辨識系統找出搬運的物件,進而將物件移至指定的地點。

凌空飛翔的紙蟬

本研究主要在探討影響圓筒滑翔機飛行距離的因素。我們將影響因素分為環境、操作和本質因素等三方面:為了控制好環境因素,我們選定了室內的多功能教室作為實驗地點。此外,為了避免人為操作的差異,我們以自製的發射器作為實驗工具,以控制發射時的「力道大小」和「發射角度」。針對圓筒滑翔機的本質因素,本研究進行了「內摺次數」、「不同紙質」和「紙張磅數」等實驗。研究結果發現,用影印紙所摺出來的圓筒滑翔機,適合用 200 gw 的力道,並以10度的發射角度進行施放,飛行狀況能較穩定又遠。手邊常見的紙質中,以粉彩紙較適合用來摺圓筒滑翔機。此外,以200磅的西卡紙所摺出來的圓筒滑翔機,其飛行距離會較佳。

「甜」嘴「酸」舌,耐人尋「味」-探討酸對甜味的影響

本研究想了解酸對人感知的甜味有何影響,實驗以固定糖度改變酸度(固糖),及固定酸度改變糖度(固酸)兩種模式來探討。 比較兩種模式,固酸辨識度皆較高。 比較糖的種類,砂糖受酸影響較小,固糖時較甜,糖度低時有味覺混亂,出現高甜度,共有8種;HFCS較易分辨不同糖濃度,固酸時較甜,不易受不同模式干擾。甜味的不同可排除是氫離子的影響,加酸後辨識力都會提高,可能是TypeIII被酸激活後,釋放5-HT抑制TypeII活性,使其不會過度疲勞,所以辨識度上升。 應用在生活上,若怕甜味被酸干擾,可用砂糖,較不易被影響;用HFCS調飲料,建議用固酸模式,甜度較高;喝加HFCS的飲料時,因辨識度高,可選擇糖度較低的飲用;使用砂糖調飲料,可採用固糖8種健康配方。

食「米飯」敬「水土」-後山米之鄉成因探討

花東縱谷上的稻米集中分布在玉里到池上一帶的沖積平原上,形成後山米之鄉(玉里、富里、池上、關山),透過文獻資料發現此區域中,影響稻米生長的因素有氣候、土壤、水。研究中由於此區氣候大致相同,都屬於熱帶季風氣候,日照量與年雨量相似,所以深入探討土壤與水中的不同因素對稻米產量的影響。透過研究我們發現此區域的片岩沖積土、排水不完全良好的土壤;水質導電度低於0.7ds/m、硬度低於700mg/L、灌溉水pH值介於7.5~8.5是後山米之鄉得天獨厚的好山好水,因此是此區域適合稻米生長的因素。

「納」要怎麼贏?

市面上常看到琳瑯滿目的棋類遊戲,嚮往著自己也能夠創造出一個嶄新的可行遊戲,我們決定開始行動。 新遊戲規則: 1.使用使用四種不同形狀棋子,以不同排序來進行遊戲。 2.遊戲雙方各佔棋盤上的左右或上下方,盤中佈滿6×6個正六邊形,雙方輪流下一次棋子,誰先完成連接左右或上下方,就贏得此遊戲。 3.輪到的一方無法落棋即輸。 根據我們實驗結果,新遊戲有24種不同之變化排列,我們認為任何棋子排序皆能適用四種提升勝率的法則---預留法、空洞法、雙通道法、關鍵點法,不管是先手或後手在此遊戲規則下都是「公平條件」做競爭,每回的遊戲時間不冗長,讓不懂數學概念的人也可以輕鬆上手,所以我們認為這個新遊戲的創造是成功的。

會跳舞的泥土--調查研究頭社的活盆地

海拔約六百五十公尺的頭社盆地位於南投縣魚池鄉,四周群山環繞,頭社派出所一帶為低地,因此它擁有為全台面積最大的「活盆地」,盆地下的地層主要是泥炭土,極易吸附水分,站在地上用力一採,柔軟的地面即出現波浪般的震動,相當特殊。 推測「活盆地」泥炭層之成因,為上方的草倒下來後,土裡長出新草,之後又被上方倒下來的草給覆蓋,如此周而復始歷經數千年沉積後而形成。以腐朽植物為主構成的泥炭層孕育豐富的動植物資源,而「紅木農莊」保留特殊的水草泥炭土溼地原貌,和每年都會再下陷的「無底洞」,讓我們非常的好奇,實地考察、取樣、檢測,且利用學校有限資源以及所學的知識,著手做了物理、化學與生物的實驗並探討其形成因素。

Sejfried定理在四邊形的推廣

本研究源自 Sejfried 與 Shelomovskii 於2012年提出的三角形與其內切圓的 Sejfried 定理。我們構造射影模型,從高觀點將 Sejfried 定理推廣至任意圓外切四邊形,研究結果獲得原作者的肯定!本研究發現為:(1)四邊形基礎 Sejfriedian 構圖之存在唯一性;(2)四邊形的 Sejfried 定理及其直觀圖形意義;(3)四邊形基礎 Sejfriedian 構圖中的八線共點性;(4)正多邊形的 Sejfried 定理及收斂性;(5)我們進一步以交比為參數,推廣出正則四邊形的 Sejfried 二次曲線族,發現該二次曲線族的兩個焦點與內切圓圓心、對角線交點,四點恆為「調和點列」。