第57屆--民國106年

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。

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。

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。

我們對埔里的雲況做了三年的觀察，並嘗試利用各種分析方法來探討雲與天氣變化之關係。研究成果略述如下：(1).在卷雲與總雲量變化方面：我們發現了AL-4和AL-Ccon二個法則，可以用來預測總雲量的劇烈改變。(2).在卷雲與下雨預測方面：我們發現若雲況符合AL-FC法則，則8小時之內一定會下雨；若再搭配CAPE、風切、濕度等條件，更可以用來預測主降雨區的雨量大小。(3).在冷鋒方面：我們發現台灣低壓-冷鋒系統形成前3天，都會出現大量的層狀高積雲，而且上方大氣都會有很強的逆溫層或穩定層(通常會持續到鋒面形成當天)；至於來自大陸的冷鋒當中，我們發現有三種類型是可以用雲況來確定鋒面是否即將到來。

本研究是在瞭解微波爐的加熱原理後，再探討微波爐加熱不均勻的現象，希望透過加熱杯水與食物，以便了解微波爐空間中能量與食物溫度的分布情形，以提供微波爐廠商和使用者幾點建議，讓微波爐的功效更加提高，也讓我們的生活更加便利。

n盞燈排成一列，最初將某些燈點亮，在每次操作，將上一次未亮且其旁邊僅有一盞燈是亮著的燈點亮，並將原來亮的燈熄滅，欲找出一種亮燈方式，使得此n盞燈無論操作幾次，至少存在一盞燈是亮著的。本作品旨在研究n個燈直線排列的循環性質，並把排列方式推廣到環狀、矩陣及三維陣列。研究中我們發現一種特別的最短循環集型式，是由若干個全0子狀態列去串接基本型2循環集，形成複合基本2循環集，進而找出所有排列大小的2循環集。而「可逆性判斷法」與「l循環集建構法」可幫助我們探討各種循環集之存在性。最後，改變操作規則為「將上一次未亮且其旁邊恰有k盞燈是亮著的燈點亮，其中k=2,3,4 」。閃爍燈的循環性質可應用在各類流量之自動調節系統的設計。

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。

本研究探討如何讓磁鐵穩定懸浮，分別藉由光二極體與霍爾感測器偵測懸浮體位置變化，由Arduino內部計時器計時並計算懸浮體移動速度，藉由位置偏移量與移動速度來動態調整電磁鐵輸出的磁力大小。實驗中我們發現，使用光二極體來偵測懸浮體位置變化較使用霍爾感測器時訊號的穩定性較高可達穩定懸浮，但可偵測之間距較窄，僅在雷射光的直徑(約3mm)間；使用霍爾感應器時可藉由運算放大器將訊號放大，並藉由濾波法處理訊號達到穩定懸浮，其調整間距較寬可達 5mm以上；其中我們發現算術平均濾波法的雜訊抑制效果較中位數濾波法的效果更適合磁懸浮。

這個學期我們在開心農場種菜的過程中，發現了許多瓢蟲正在吃蚜蟲。我們覺得很好奇，在老師的引導下，就進行了超級COOL蟲的研究。而為了研究瓢蟲，我們設計了氣味喜好觀察箱、色光趨性觀察盒、爬高實驗組。研究結果發現： 一、開心農場的瓢蟲共計有七種，以六條瓢蟲佔68.04%最多。 二、黃瓢蟲、六條瓢蟲對農作物有幫助，減少噴灑辣、蒜味，可作生物防治白粉菌、蚜蟲用。 三、六條瓢蟲及黃瓢蟲具有趨光性；而不同種類瓢蟲對於色光趨向性不同。。 四、瓢蟲對於光的趨向性遠大於爬高的趨向性。 五、瓢蟲對於平衡具有學習能力。 六、瓢蟲對辣氣味的學習有兩種模式：模式一、爬到頂端再往下爬到底；模式二、爬到中途時往下爬。經過5-15分鐘，出現同樣的兩種模式。

無線充電是近年科技發展趨勢，其效能問題仍待提升。實驗一（線圈200匝，直徑4cm，粗細0.37mm），在不同發射頻率都可測得感應電壓及感應電流，證明可行。實驗二，發射端（線圈200匝，直徑5cm，粗細0.37mm）與高斯計距離0至5cm內，磁場強度在5000Hz出現最高點，且距離線圈2cm時最強。實驗三，方波平均功率達正弦波的5.85倍。實驗四，我們最後採用20000Hz、線圈匝數組合200：100，轉換效率15％。實驗五，利用實驗四的結果，找出線圈直徑4cm：7cm、粗細0.37mm，轉換功率達42％。實驗七，1對1與1對2的線圈組合皆可進行傳輸。實驗八，對充電電池進行五小時充電，電池電流可達到160mA。