第57屆--民國106年

在前人的研究中，我們得知保衛細胞只作為控制氣孔，藉此使植物氣體交替，不過，在本實驗中卻觀察到保衛細胞在不同條件下，隨著溫度以及土壤濕度的提高，氣孔會為了避免表皮細胞相互擠壓而縮小，而在保衛細胞完全失水的情況，氣孔會呈現幾乎關閉，且植物葉片會向下表皮彎曲，使我們證明了保衛細胞的開闔確實有調控葉片形狀變化的功能。而我們也根據實驗結果推斷出保衛細胞能以開闔氣孔避免表皮細胞因環境因素而互相擠壓，且仍會預留縫隙來緩解葉片的變形，更讓我們了解保衛細胞其實不只有控制氣體交替的功用，也默默地接任伸縮縫，以物理的性質保衛了植物。

本研究延續「使用機械手臂實現黑白棋之人機對弈」成果，改進四個部分：(一)研究使用UCT演算法讓機器人透過不斷對弈及學習，找到獲勝的方法；(二)使用 AI 伺服馬達改良機器手臂的穩定度及精確度；(三)使用白平衡及直方圖拓寬改善提高色光變動的容忍度；(四)將6*6棋盤改為正規8*8棋盤，實現自動取子機制。第二代機械手臂大幅改善手臂準確度，成功率從85%提升到100%。影像處理採直方圖拓寬有效改善環境色光變化造成的誤判。而人工智慧方面，使用遊戲樹第四層加UCT演算法所結合的AI，與遊戲樹第四層對弈，在調整UCB公式的C參數後，最快可在第9個棋局的學習，便可持續獲勝達到100%的勝率。整體經測試25賽局完整完成有18次，完成度達72%。

茄科植物在農業生產與科學研究上皆非常重要，但卻極易因病菌感染而造成重大損失，這包括具全球重要性卻苦無有效防治方法的三種病害：青枯病、灰黴病及番茄疫病。印度梨型孢菌是植物根部內共生真菌，其寄主範圍極廣，且可增強植物之生長與抗逆能力，但此共生真菌是否可促進植物抗上述三種重要病害則未知。本研究利用模式植物圓葉菸草作為試驗材料，建立了高效印度梨型孢菌感染系統。本研究發現，雖然印度梨型孢菌感染菸草根部後對植株生長並無明顯影響，初步病害試驗結果顯示，與此菌共生後會誘發植物內部產生全株訊息傳導，因而加強了菸草對抗上述三種嚴重病害之能力。我們預期這些重要的初步研究結果將有助於近一步的研究發展與農業應用。

本研究設計一具可變動扇葉角度的水車，目的在探討水車扇葉的角度以及水圳場址與水車運轉速度的關係，我們以校園旁的水圳來測試水車，水圳水流速度約40 cm/s，流量約242 L/s，水車半徑60 cm，重量87.4 kg，扇葉寬度30 cm，深度25 cm，負載為200 W的發電機。研究結果：一、以水圳的自然流速很難轉動水車，需用鐵板擋住水車兩側，使水流集中在中間的扇葉，才能轉動水車。二、擋水鐵板與圳岸的角度呈45度時，可有效防止水草卡住水車。三、扇葉的角度呈45度時水車運轉速度最高。四、擋水鐵板改以全罩式擋住水流，水流速度和水位差增加，發電機轉速可達600 rpm，產生13.7伏特電壓。本研究顯示扇葉的角度45度以及水圳裝擋水鐵板，可提高水車運轉速度，使發電機發電。

甜菜根具有植物性血紅素，並且其植物性血紅素與人體血紅素竟有60%的相似度，因此，如果能夠提供甜菜的血紅素做為緊急的備品，或甚至用來吸收密閉空間中的一氧化碳，將會為人類帶來許多益處與拯救許多生命。本實驗探討甜菜根的相關性質以及與一氧化碳、二氧化碳、氧氣的結合，發現甜菜根血紅素最容易吸收CO，此與人體內血紅素對一氧化碳的親和力比氧氣的親和力高約 250 倍，有正相關性，故以甜菜根汁吸收空氣中的一氧化碳濃度應是可行。而甜菜紅素遇到pH>9的溶液會變為甜菜黃素，而使外觀轉為黃色；而當pH<9得溶液會使之變紅色，可作為檢測空氣中一氧化碳含量的簡易工具。

九份地區是個依山面海的山城，地形陡峭、雨量豐沛，人為開發過度，是屬於山崩高危險群地區。每遇豪雨，常使九份發生部分山崩，引發居民恐懼與不安；但若我們事先知道多少雨量的豪雨可能會造成山崩，事前做好預防，不但可以減輕災害，亦可緩減居民的恐懼與不安。本研究利用兩年的野外實察，找出九份山崩地點的坡度、坡向、地質構造、人為開發等因子，建立起九份地區的山崩目錄，據以推測九份聚落潛在之山崩危險地帶及其模型；並運用Excel的羅吉斯回歸分析得到其山崩比方程式，推測當地雨量每增加10mm，其山崩比增加10.29倍；且雨量累積至67.5mm，就可能有部分山崩的危險機率；若每日雨量累積至234mm，則發生部分山崩的機率幾乎是100%。

手機外加廣角鏡，可將較寬的景物拍攝下來，但照片卻產生明顯的變形。 我們量測三種距離(50、100、150公分)與四種廣角鏡(魚眼鏡、0.36x、0.4x、0.45x廣角鏡)在兩種不同相機(iPhone6s、ASUS zenfone2)拍攝照片，並以Photoshop軟體進行量測、分析變形情形。以下為我們的發現與貢獻： 一、 手機外接廣角鏡以0.45x最佳，自拍距離以100公分最適合，需站在照片橫向比例80%以內的位置。 二、 將縱向變形率圖表的橫向位置，改成橫向比例，讓使用者清楚知道自拍時的站位。 三、 研究結果具有商業價值，依據實驗數據調整變形照片，可在有限拍照距離內，增加視角、減少變形量，並提供數據可用於研發廣角鏡頭校正app。 本研究有助於在自拍時，選擇合適的距離和廣角鏡，不再因為影像變形而苦惱。

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。

我們成功利用點擊化學(Click Chemistry)合成出C1、C2、C3三個含有三唑(triazole)的化合物，三者的共同特色是具有對稱特性的超分子結構，C2、C3會自組裝成網狀結構並與有機溶劑形成超分子有機凝膠；經由實驗我們以成膠能力最佳的C3作為後續實驗主要研究對象。我們研究的內容包含基本物化性以及周圍環境對凝膠形成的影響，發現溫度、溶劑、濃度都會影響其聚集形貌。而我們對其分子間的作用力進行研究，得知主要以π-π堆疊、氫鍵及凡得瓦力等非共價鍵作用力維繫分子的結構。另外我們發現C3分子在凝膠態與薄膜態放光增強的效應，推測此分子具有AIE 效應(聚集誘發螢光增強)。最後，我們根據實驗結果，推導出C3分子形成凝膠的機制。

為瞭解大巴六九藥用植物園區及附近的蛙種組成、時空變化與分布的棲地特性，我們自2015年10月至2016年12月期間，每季前往樣區進行調查約2~3次，研究採用「穿越帶鳴叫辨識法」和「目視遇測法」。研究共獲得119筆紀錄，包括：樹蛙科3種、蟾蜍科2種、狹口蛙科2種、赤蛙科2種及叉舌蛙科1種，共計10種。調查結果顯示，在總隻次和隻次比例上皆以拉都希氏赤蛙最多，為園區內的優勢蛙種。研究期間，因強烈颱風侵襲，導致園區水源中斷數天，造成池水下降，嚴重影響蛙類棲地，蛙類平均隻次因此下降。此外，不同蛙種對棲地的喜好也不一。本研究初步確認了園區蛙種的組成與生態概況，可運用在園區蛙類觀察、蛙類保育與環境教育。