第58屆--民國107年

本研究基於機器人能取代人類作危險且重複的工作為觀點出發。探討擦窗機器人的設計結構及操控程式，利用Arduino控制板，結合馬達、感測器、支架及輪子來驅動。完成主體後，再以三階段的控制研究:移動測試、使用者操作、智能感知逐步達成擦窗戶機器人的自動化及智能化。在吸附方式上使用自由度較高的磁鐵，透過吸附在玻璃的力量加上移動來擦拭、清潔。製作過程中，逐一測試機器所需的不同物件，透過各種資訊軟體作模擬及設計，最終完成此智能擦窗機器人的雛型，希望藉由此研究達到拋磚引玉，讓更多科學愛好者共同投入機器人研究的學問中。

本研究目的在製作出適合麵糰發酵的最佳環境，以下是本研究的成果摘要： 一、 製作出「三階段發酵箱」，三階段發酵箱可以根據不同的發酵階段設定，提供麵糰在不同階段對於溫度與濕度的需求 二、 三階段發酵箱發酵製作出來的麵包，不僅可以幫助麵糰有較好的體積成長幅度，更能夠讓麵糰達成較理想的發酵成熟度。 三、 三階段發酵箱可以在發酵過程中改善麵包的柔軟度，在未來就能夠減少麵包使用添加物的機會，希望製作麵包的業者都能夠減少添加物的使用，讓大家的身體更加的健康，消失吧！益麵劑！

因為好奇潮蟲的樣子像三葉蟲，因而展開調查二個不同區域的二種型態大小不同的潮蟲，分別是喜陰蟲和鼠婦。牠們棲息於陰濕且透氣的土壤，以氣管肺換氣，雌雄異體的潮蟲雖為卵生，交配後將受精卵抱於卵囊中，待胚胎孵化且有足夠的水份才產出，因此需生長在潮溼的土壤，乾燥和低溫對二種潮蟲的生存不利。喜陰蟲對溫度的耐受度比鼠婦來得佳，食量和溫度有關，高溫環境食量和排便量大。食喜枯葉的潮蟲能適應綿布飼養的人工環境，因此是作為控制實驗的好材料，實驗結果顯示潮蟲有明顯的趨濕性，沒有明顯的負趨光性，白化個體有較明顯的日夜週期和負光趨性，白化個體第二代仍為白化症。潮蟲不分日夜均會在土壤表層活動取食因此會降低植物發芽率。

生活中會使用各式各樣不同的黏滯性的液體。黏滯性不同，造成物體掉落時的阻力也不同。本研究利用自製斜坡和自由落體模擬器裝置產生不同的初速，使鋼珠滾入和垂直掉入裝載不同黏滯性液體的量筒中，探究其阻力與黏滯係數變化差異。實驗結果顯示，膠水黏滯性最大，鋼珠進入膠水過程中速度變化量亦最大，而不同溫度的水，對鋼珠在滾動時並無顯著影響，而當鋼珠滾動進入液體中時，帶動不同黏滯性液體運動，使得其阻力產生振盪的有趣現象， 且其黏滯係數在球產生滾動時，呈現震盪變化。而當球自由落下時，球不滾動，黏滯係數將維持較穩定的數值。

本研究以不易理解的南管音樂為主軸結合黃金比例，嘗試用科學方法解釋被稱為外星音樂的南管樂。不少中世紀的科學家研究過科學與音樂間的關係，也針對南管樂探討，設計多種方法驗證，推算比較各項比值是否符合黃金比例，並運用數值標準化、圖形化分析及電腦軟體輔助，設計出南管推廣APP。此研究中，我們使用多種方法檢測，發現南管音樂20首、古典音樂、流行音樂各10首中，符合黃金比例百分比分別為：50%（10首）、50%（5首）、60%（6首）。也得到經典樂曲符合黃金比例值頗高的結論。最後，我們利用實驗中較為可行方法製作南管推廣APP，除了讓南管老師在評分上有科學化的數據參考，也希望讓更多人接受特殊的南管音樂。

我們透過野外及自製觀察器的方式觀察臺灣八星虎甲蟲幼蟲獵捕螞蟻，並分析其生物力學現象。研究發現幼蟲獵捕螞蟻分成「埋伏」、「彈出」、「拉回」三個步驟。所展現的生物力學如下： 一、 埋伏時採用多支點分散重量策略：透過上唇、前足(*2)、第五腹節(倒鉤)及腹部尾端等五個構造做為支點，讓幼蟲能長時間埋伏在隧道口。 二、 獵捕螞蟻時採變形彈力策略：幼蟲等螞蟻趨近至0.84公分時，快速拉直6-10腹節，藉此產生變形彈力，將頭、胸及1-4腹節以10.221公分/秒的速率彈出隧道。 我們觀察到第五腹節倒鉤可能在幼蟲彈出隧道時扮演重要的施力角色，因此目前正設計實驗進行觀察驗證，期望在國展競賽時能導出實驗結論，分享給對此議題有興趣的研究者。

「上完美勞課，桌上這麼多小碎紙！要是有個吸塵器該有多好！」我們開始查詢資料，雖然在四年級時學過安裝馬達和扇葉，卻沒有做過吸塵器。引發我們的好奇心，真的可以產生吸力吸取同學的小碎紙片嗎？歷經試做修正，最後做出可用鋰電池充電的吸塵器！也讓我們更明白吸塵器的原理。獲得以下結論： 一、 12V馬達比3V玩具馬達好，吸力較強。 二、 扇葉較厚空氣擾動較佳，折角朝下會產生吸力。 三、 排氣孔要多，空氣較易排出。 四、 瓶身高度與產生氣旋半徑有關，但愈低吸力愈強。 五、 電流正負極連接都會使馬達旋轉，旋轉時扇葉折角在後才會產生吸力。 六、 加濾網和吸塵器長管是吸塵器的阻力來源。

一個優良的防毒軟體應該要盡可能的減少病毒對電腦造成的損害，然而面對千變萬化的網路世界，必要先發制人的預測病毒，本研究基於機器學習開發一套智慧型病毒掃描系統，運用人工神經網路訓練模型，進而由大數據進行預測。 本專案分為兩個階段，第一層是基於檔案中的各種特徵做靜態分析，第二層是基於執行檔做動態行為分析，且兩者皆採雲端化架構。 雲端掃毒雖非創舉，但本系統有著極高的病毒偵測能力，且無大量資料庫做後台比對，再複雜的變種病毒都難逃本程式法眼，以前陣子鬧得沸沸揚揚的Wanna Cry勒索病毒為例，我們獨自研發的人工智慧病毒掃描系統在沒有看過其原始碼的前提下，就能將其揪出並加以制止。

適當的照明可以讓我們閱讀更加舒適，可是太暗和太亮的光線會傷害眼睛，教育部訂定有教室適合閱讀照明標準，然而教室光線是動態的，不同時間照度不同，如果能在教室裡裝設照度偵測器，教室裡的老師和學生才能隨時掌握光線變化。我們先以光敏電阻連接arduino測試是否能準確偵測照度，由實驗結果顯示，光敏電阻的偵測值和照度呈線性關係。進一步，在我們的模組增加紅、綠、黃LED燈，當照射超過750LUX光線時，模組會顯示黃燈，光線低於350LUX時，會亮出紅光，在350～750之間，則顯示綠光，這樣的裝置可作為教室照度偵測顯示器，當不同燈號顯示，可有不同的因應方式。我們的模組也可以進一步主動控制教室燈源，以教室模型和110V燈泡實驗都很成功。

本研究進行虎紋三角渦蟲黏液功能分析。利用銀染染色SDS-PAGE，並以ImageJ分析，發現渦蟲捕食蚊幼蟲後黏液中總蛋白質量有增加。以酵素檢測盤測試渦蟲於捕食蚊幼蟲時會分泌不同於平時爬行時酵素Lipase、β-galactosidase及N-acetyl-β- glucosaminidase，幫助行體外化學消化。以PAS染色SDS- PAGE推測渦蟲黏液中醣蛋白分子量小於10 kDa。未來將持續進行渦蟲黏液分析，以Western blot找出渦蟲黏液中酵素分子量位置。未來也將進行渦蟲黏液應用價值評估，尋找出具有黏性的醣蛋白種類，並探討是否可製成防水黏著劑。