第57屆--民國106年

本研究旨在探討何種環保清潔液能最有效能的清洗油畫筆並且不傷手，整個研究從自製環保清潔液，到分析清潔液的酸鹼度，並實驗分析各類型環保清潔液清洗油畫筆的效能，最後以創客的精神研發自動洗筆機，以減輕學習油畫者善後的工作和節省時間。本研究採取行動研究，其研究結論如下： 一、自製環保清潔液經濟實惠且不傷手，但其清潔油畫筆的效果較差，實驗發現：加入沙拉油可強化清潔的效能。 二、190毫升市售液體水晶肥皂加入10毫升沙拉油，省時省水、清潔力強，其原本PH值10，雖在不傷手的範圍，鹼性仍偏高，實驗發現：加入沙拉油不僅清潔力增強，也中和降低了鹼度。 三、自製自動洗筆機省時省水、不沾手，為學習油畫者帶來便利性。

我們利用鐵屑效應自製檢波器，發現連續性脈衝訊號檢波器(打火槍、電漿球發射器及零電壓諧振軟開關)比非連續性脈衝訊號檢波器(壓電素子)激活率高，在檢波器中以不同直徑大小的鋁球填充時，激活率的表現為：大鋁球＞中鋁球＞小鋁球，而鋁粉無法激活，當小鋁球的重量達5公克時較易激活，而大鋁球、中鋁球則不受影響，但電弧數量多寡對檢波器的激活率無顯著影響。發射器的感應距離，以第四代(ZVS)的效果最佳，可達99公分。以此裝置進行電漿蝕刻，我們可以看出銅蝕刻洞較淺，但顏色較深，而鋁蝕刻洞較深，且顏色較深，鐵蝕刻洞不僅較淺，而顏色也較不明顯，當電漿蝕刻的時間越久或次數越多，會使蝕刻痕越深；放置24小時候，蝕刻顏色會變深。

以製作出價格便宜又輕巧的電子機械手義肢為目標進行設計。使用FPGA進行控制，搭配伺服馬達、彎曲感測器等零件完成功能。讓使用者可以完全複製另外一隻手的動作，或是使用肩膀控制電子手的張握。並且擁有以OLED顯示的圖形使用者介面，操作簡單容易。加上3D列印的手掌外殼，達到目標。

研究的主題是製作極軸日晷。我們以太陽在天空中繞著極軸穩定運行的特性(地面觀察者的觀點)，來設計日晷的晷面(時間刻度、日期刻度)。我們利用晷針高度、從晷面看太陽的仰角，配合三角函數，算出7點到17點，每半小時的時間線；再運用二十四節氣太陽的日中天仰角差算出赤緯，配合三角函數，算出日期線。我們進一步改良使日晷的使用時間擴展到二十四小時(台灣地區從5點至19點可使用)， 並設計可調整傾斜角度的底座，使我們設計的極軸日晷可以帶到世界各地使用。最後，日晷測量出的太陽時需經過時間修正才能得到手錶的標準時，而且日晷晷針要對準正北方，日晷才能正確使用。透過半年的驗證，我們證明所製作出的極軸日晷具有實用性。

空氣喇叭構造簡單，大致上的構造有進氣孔、氣室、彈性膜與出氣管。當內部氣體流動，引起膜的振動，便會發出聲音。而發聲原理十分複雜，構造有類似可產生共鳴的管子，藉由聲音感測器的測量再經過傅立葉分析，分析顯示聲音的基頻與開管空氣柱共鳴的計算結果不同，閉管亦然。而長度改變、管子口徑，皆會影響聲音的基頻。另外，對聲音強度有影響的則有進氣量及口徑。利用壓力感測器測量氣室內的壓力變化，發現壓力變化的頻譜圖和聲音相同，而壓力變化和膜的開閉相關。我們在這個實驗內探究空氣喇叭如何產生聲音以及影響聲音頻率的原因。

本研究是以油汙環境下微生物群聚感應為主軸，探討以生物性方式處理海洋原油問題的可行性。自然環境中，微生物之間有著緊密而複雜的交互作用，支持著整個龐大的生態系統。因此，比起過往研究聚焦在單一微生物的除油潛能，我們利用PhyloTags來進行微生物16S rDNA的全序列定序，再將結果以MetaMIS軟體分析菌種間的交互作用，探討微生物處理油汙的發展潛力。 本研究中，我們發現海水中一株Rhodobacteraceae科的細菌(代號OTU3)可能是導致現實生活中生物性除油法無效的原因。我們也發現在原油環境中，Thalassobius mediterraneus具有促進多數微生物生長的能力，具發展的潛能。此外，在加入散油劑之後，則是Nautella italica促進其他細菌生長。未來我們希望進一步探討此群聚感應更完整的面貌，期望能應用在生物除油的發展上。

時機歹歹，工作愈來愈難找，社會新鮮人的平均薪資每每下降。但您知道嗎？有許多傳統產業相當缺人，且薪資誘人，這些工作的資深人員通常稱為「師傅」。但這些工作的特性是「辛苦且需技術性」，年輕人要學習「師傅」的技術，通常需日積月累的經驗才能出師，這段學習時間長且辛苦，無法撐過煎熬的新人退出，自然形成產業人力斷層。 重機械挖掘機是一個典型的例子，操作挖掘機需要靈活的反應與操作經驗，入門新人操作動作較慢、施工結果有落差，會造成整體施工進度壓力。本研究希望能擷取前述「師傅」的技術經驗，融合到智慧型輔助系統上，以縮短入門技師學習時間、降低入門門檻，以期減小產業人力斷層，增加就業機率，也增加整體工程效率。

本實驗在開口限縮之傾斜軌道上放置障礙物，觀察顆粒體於軌道上的流動現象。當單一障礙物在軌道上特定位置時，可明顯增加顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的55%)，但此位置範圍很小。障礙物在此範圍內時能有序分流顆粒體，且在分析後發現，可由顆粒體直徑、障礙物尺寸、開口寬度及邊界與開口的夾角推導出障礙物擺放位置範圍的方程式，但障礙物的幾何形狀會有所影響。障礙物放置於不同位置時，開口處的顆粒體流動狀態可分為兩類：「密集流態」與「稀疏流態」，兩流態間有一轉變的臨界值存在，類似於液態與氣態間的相變。最後，發現雙障礙物比單障礙物更能提升顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的60%)，值得進一步探討。

本實驗主要探討在空氣品質不佳的環境下，如何將空氣清淨機發揮最大效能，有效降低室內PM2.5濃度，達到淨化室內空氣的目的。以我們平日活動的場域，在家中和學校教室進行實驗。我們先評選出實驗代表機種，再探討空氣清新機的使用方法：(1)在不關門窗的情形下使用清淨機：可降低PM2.5，但下降效果無法令人滿意；(2)在關門窗的情形下使用清淨機：PM2.5可下降到個位數，但CO2濃度上升，會感到空氣悶不舒服。(3)將清淨機裝置於窗台上並關閉門窗，使室內形成正壓環境：PM2.5可下降到個位數，CO2濃度也能維持舒適穩定的範圍。(4)因清淨機裝置在窗台上有安全性顧慮，便將空氣清淨機改良加裝象鼻風管，以室外機的方式使用，同樣能達到有效淨化空氣的目的。

我們以野外常見的翠蘆莉為研究對象，觀察翠蘆莉的開花時間與光週期之關係，若我們改變時差或光週期則對生物時鐘的規律會有某種程度的干擾，時差三小時會對植株造成開花時間提早的影響，且恆亮或恆暗環境中，原本規律的開花週期明顯被瓦解，恆暗環境會抑制花芽發育及開花律動。我們進一步發現藍光是啟動開花的重要波長，而紅光則和維持開花時間的長度相關，本實驗得知翠蘆莉的生物時鐘會受到外在環境光週期的改變而重新建立，控制開花的律動，加速或延遲開花時間，未來也可應用於促進花卉經濟作物的收成。