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第58屆--民國107年

「金金」計較

有m袋金幣排在一直線上,每一袋金幣數都比前一袋的多1枚,每一枚金幣皆相等(等值/等重),且相鄰兩袋的距離也相等,金幣總數為1+2+3+⋯+m。有兩個人站在這條直線上的相異兩點,離袋子最近的那個人可以拿到那袋所有的金幣,若兩人離同一個袋子一樣近,則他們將平分那袋金幣,他們要如何站才能讓分得的金幣數量最接近?三個人時要如何站才能讓分得的金幣數量最接近? 先用二次函數處理兩人分的情形,而在三人分時,用標準差找出最佳解與第k、h袋金幣(1≤k

一般民眾利用化學性的方式驅離衣魚,但這些方法可能造成環境氣味不佳及危害人體健康,甚至可能致癌,本研究發現利用80000Hz超音波播放24小時可完全消滅衣魚。研究過程中亦發現衣魚的行為模式可分三類:主動者、被動者、不動者。將衣魚放入新環境,主動者可立即搜索新環境,並將訊息傳遞給被動者,使被動者跟隨,但不動者接受訊息後卻完全不動。因此超音波法對於不動者無環境限制,而應用在主動者和被動者,則須在封閉的環境下。我們亦發現衣魚會攝食低密度聚乙烯,利用傅立葉紅外線光譜儀分析排泄物,發現低密度聚乙烯確實會被分解,因此可應用此種生物特性減輕環境中塑膠汙染的壓力。

化腐朽為神漆

首創從高粱、玉米、小米等廢酒粕和黃豆渣提取蛋白質製成天然蛋白膠水與塗料。 一、逐步改變變因進行蛋白質變性實驗,發現小米酒粕的沉澱量最多。 二、以自製拉力機和溫溼度控制箱測得不同溫濕度下,小米酒粕蛋白膠水黏力最好。 三、經由實驗找到最佳比例的天然填充料蛋殼粉和最低濃度的黴菌抑制劑硼酸。 四、用自製的黏度器和塗膜器調整配方製成塗料,均勻塗在木板和矽酸鈣板上。發現添加幾丁質塗料在化學溶液浸泡和耐候實驗後幾乎無脫落變色。 五、從隔熱和耐磨堅牢度實驗中得知,小米酒粕幾丁質塗料有較好隔熱及耐磨效果。 小米酒粕幾丁質塗料環保耐用,能賦予廢棄物新用途,為綠色化學貢獻一份心力。

自製SGAC系列膠球於重金屬水溶液循環淨水系統之研究

幾丁聚醣被證實可以有效的從水溶液中移除銅離子重金屬,幾丁聚醣具有生物可分解性、親水性、天然來源等特性,我們利用戊二醛與幾丁聚醣進行交聯反應,並改變交聯比、時間、pH值、溫度,以增加對水溶液中重金屬的吸附量,並且進一步開發出海藻酸鈉幾丁聚醣膠球(SGA)、活性碳海藻酸鈉幾丁聚醣膠球複合物(SGAC),最後發現當活性碳、海藻酸鈉與幾丁聚醣粉以0.5:5:4克所製成的SGAC1,靜置於2500ppm的20mL硫酸銅水溶液有高達96.64%的去除率。放入自製淨水循環系統後也可達96.62%的去除率。且對於紅色墨水亦有良好的去除效果,其去除率可達81.3%。最後我們把已吸附銅離子的SGAC1膠球,利用水浴溫度70℃、50mL、0.25M的硫酸加熱10分鐘脫附出銅離子,回收率達91.72%。

人工智慧化病毒掃描系統開發與探討

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。

Hsp90對果蠅抵禦奈米銀毒性之探討

奈米銀具優良的抗菌活性,市面上有越來越多標榜含奈米銀之產品。許多的細胞與動物實驗已指出奈米銀有潛在毒性,然而毒性的細胞與分子機轉仍需進一步釐清。近來的研究已發現粒線體是奈米銀進入細胞內攻擊標靶之一,然而粒線體本身也有維持其恆定性的機制,其中粒線體的伴護蛋白被認為是其自我保護的第一道防線。本研究將利用果蠅--這種已被很多科學文獻認為是探討奈米毒性分子機轉的優勢生物模式—來釐清粒線體的熱休克蛋白/伴護蛋白Hsp90是否具有保護生物個體來抵禦奈米銀毒性之功效,並利用這個模式來探討奈米銀誘發粒線體毒性之機轉。

魔法光學-探討光的折射現象

研究雷射光在玻璃棒中的行進路徑,並探討雷射光通過玻璃棒時所產生的折射現象。結果發現:當水平雷射光入射垂直立於地面玻璃棒時,原先的雷射光點水平散開成「一」字狀,且玻璃棒越細,散開的一字越長,即散開的角度較大。當雷射光非垂直入射玻璃棒時(玻璃棒傾斜),折射後的圖案是彎曲的,且玻璃棒越細或是傾斜角度越大,折射光彎的幅度就會越大。當雷射光通過不透光的細銅線或是透光的釣魚線時,投射出不一樣的干涉條紋,遵循不一樣的干涉模式。我們釐清此干涉條紋形成的原因,並找到消除干涉條紋的方法。

AlphaGo 想什麼?用棋士精神圖解渡河問題

傳教士和土著從左岸搭船(必須有人開船)到右岸,過程中任一岸土著不可比傳教士多,否則土著吃掉傳教士,遊戲失敗。 設計圖解方法,將操作過程轉化成二維座標,題目限制畫成棋盤,並依據條件設定棋子不同走法,以下棋概念探討渡河相關變化題,如改變船的座位、陸地的數量、土著和傳教士的人數……等。 觀察規律並找出「最少步數」與「最佳解法」,將研究成果透過自學程式語法Processing寫成可隨變化題快速產生「棋盤樣式」與「棋子提示走法」的輔助研究工具,加速研究歷程及驗證研究成果。 其中,改變物種數量會產生三維座標以上立體棋盤,無法視覺化棋盤輔助思考情況下,效仿AlphaGo設計精神,運用運算思維技巧,以現有研究成果為基礎,推論其變化規律。

同聲相應『辨材』無礙

本研究係使⽤快速傅⽴葉轉換對⾦屬圓板撞擊產⽣的⾳頻進⾏分析,並搭配⾃製的運算叢集,來實現使材料辨識系統。本研究為分析⾦屬圓版與其相關之物理量對⾳頻的影響,吾⼈透過 Journal of Sounds and Vibrations 中的⼀篇 “The Influence Of Poisson’s Ratio On The Natural Frequencies Of Free Circular Plates”之公式,配合⼤量實驗做為數據轉換的基礎,找出⾦屬的Ψ值,如鋁為0.15762、鐵為0.28921、銅為0.36213,最後將之整合,並提出以機器學習的⽅式優化材料辨識系統,⼤⼤提⾼本研究之未來發展性。

「落水頭-弱水頭」-探討落水頭排水效果之研究

由於暑假期間,幾次的淹水造成學校很大的困擾,於是激發我們想要透過實驗探究影響落水頭排水效果的因素–「落水頭」其中幾項結論包括:第一、降雨量、落葉量都會影響落水頭的排水效果,而且落葉當中又以小葉子阻塞效果更明顯;第二、透過自製落水頭變因的探討,提出新式落水頭的模式(迎水面圓柱型、間隙大小0.8公分、底面半徑6.5公分);第三、透過凸面的設計,成功改良新式落水頭落葉浮貼的缺點;第四、經由戶外模擬實驗確認新式凸面落水頭優異的排水效能。最後,希望經由以上的研究,讓學校能減低淹水之苦,甚至有機會推廣到其他有使用落水頭的場域。