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第58屆--民國107年

搖滾超人---抗禽流有妙招

衛生署為防止禽流感疫情擴散,大肆撲殺病禽,造成業者重大的損失。因此,我們希望能使用安全又有效的方式來驅趕鳥兒,減少家禽接觸野鳥的風險。 我們先調查目前驅趕鳥的方法,瞭解傳統稻草人的驅鳥效果不佳,於是進行稻草人的改良研究,讓稻草人「活動」起來。本實驗探討在不同條件下影響鳥類取食的各種因素,最後製作「搖滾超人」,並且改進它的缺點。改良後的「行動搖滾超人」鳥類取食量明顯減少了,對驅逐鳥類有很大的幫助。 我們改良「搖滾超人」驅趕在禽舍附近取食的鳥兒,減少家禽和鳥兒接觸的機會;並且運用「搖滾超人」來驅離住家陽台的鴿子和鐵窗上的鳥群,防止鳥糞污染,影響我們的健康,驅鳥效果都能大大提升。

觸媒紙合成暨可重複使用之探究

目前大部分有機實驗使用的催化劑為貴重金屬,例如Pd, Pt, Ag等,成本高且使用後難以回收,因此,我們研究於將奈米銀粒子合成在濾紙上的技術,使用微量移液管直接將定量硝酸銀溶液滴於濾紙上,其後利用浸泡NaBH4還原奈米銀粒子,所合成的金屬奈米銀粒子的反應表面積較大,具有良好的催化性質。此外,利用合成奈米粒子於濾紙上,濾紙反應完僅需洗淨烘乾,附著於其上的奈米粒子即可再進行催化,達到可重複使用的效果,避免一般有機實驗催化劑無法重複使用的狀況,減少資源浪費。 我們藉由4-NP(4-硝基苯酚)→4-AP(4-氨基苯酚)有機反應,經化學動力學探討觸媒紙催化效果,製備較一般催化劑低成本、製作簡易、催化效果佳且可重複使用的觸媒紙。

優質牛乳生產因子與鑑定

本研究主要討論生乳的口感及體細胞含量多寡的檢測,其得到結果為加熱殺菌過程與乳牛食材變化對口感影響甚鉅,加熱溫度到130-140。C以上,濃醇香的味道較明顯;進口草與牧草比較結果,進口草口感較佳;在試喝牛乳的檢驗報告中,發現乳脂肪含量較多者,口感較佳;體細胞多寡對口感雖然無顯著影響,但體細胞較少的生乳,打出來的奶泡更綿密與持久。在優質生乳部分,體細胞含量可由CMT、導電度計與便攜式體細胞檢測儀測得,本研究利用惠斯登電橋的導電方式,製作低成本符合大眾檢測的儀器,為民眾分辨優質生乳提供更佳的方式。

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。

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。

重整勾股—迭代互質畢氏數

研究目的是證明貝格倫、普萊斯與菲爾斯托夫三元樹中所有互質畢氏數相等。研究動機是在這三種三元樹中存在著某些相同的互質畢氏數,如費馬三元數等,我因此猜想這三種三元樹中所有互質畢氏數相等。研究方法是由歐幾里得家族的生成公式與這三種三元樹中的3階方陣迭代公式建立2階方陣迭代公式,然後由2階方陣迭代公式與歐幾里得家族的生成公式探討歐幾里得家族中任一互質畢氏數在這三種三元樹中的迭代路徑。研究結果是由2階方陣迭代公式與歐幾里得家族的生成公式證明了這三種三元樹中所有互質畢氏數相等,建立歐幾里得家族中任一互質畢氏數在這三種三元樹中的迭代路徑碼,改良了普萊斯的建立方法,我未來展望是想將迭代路徑碼運用於密碼學。

整數分割

本篇研究主要在探討「將n顆相同的球放入m個相同箱子的方法數fm(n)的性質」。我們先利用「正三角形內部任一點到三邊的距離和」及「正三角錐內部任一點到四面的距離和」為定值,求出f3(n), f4(n) ,進而得知fm(n)的公式是由一系列的多項式所構成。接著證明fm(Lmq+r)是q的m-1次多項式及當m≧2k-1, k=1, 2, 3時,第k高次項係數所構成的數列〈Akm, r〉為k階等差數列並求得ΔiAkm的一般式。 接著引進階差運算,證明在m是偶數的條件下,若〈Akm, r〉是k階交錯等差數列,則〈Akm+1, r〉是k階等差數列,進而保證〈Ak+1m+2, r〉是k+1階交錯等差數列,最後得證m≧2k-1, kϵN時, 必為k階等差數列。 若Akm為Lm的單項式,我們找到一個系統化求ΔiAkm的方法,藉此可求得數列〈Akm, r〉的任一項。最後給出一個關於Akm為Lm是單項式的猜想。

後宮「軸環轉」—圓環運動理論之探討

觀察置於軸上的圓環經由傾斜會有顯著的橫向移動,本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現圓盤傾斜角度對橫向移動速度有顯著的影響,且此傾斜角度也表現出了相關於進動的週期現象。透過觀察此圓盤的運動模式,更發現現象和圓環參數有密切相關,藉由攝影並分析圓環各項物理數據,進而推導出理論模型並驗證所假設的想法,解釋軸上圓環運動橫向運動的現象。

考拉茲猜想

考拉茲猜想是一個橫跨近九十年的數學難題:任何一個自然數,奇數須乘以3加1,偶數須除以2,依照這個規則不斷重複運算,所有自然數終將變成1。因為經運算後,偶數將變小,奇數會變大,直觀上奇數會比偶數更不容易收斂到1。我們發現有許多連續數字會有同步現象,這表示,數對裡的奇數具有和相鄰偶數一樣的考拉茲運算次數,同時,只要我們找到一個符合考拉茲猜想的奇數,就相當於找到了無限多個同樣符合的奇數。

繁星似海-圓上圖形最大值探討

我們在此次的主題「繁星似海-圓上圖形最大值探討」中,要探討在不同的圓上各取一點,並在這些有如繁星的點中,依照特定順序(順/逆時針)所連成的多邊形(以下圖為例)。這些多邊形有無限種情況,但周長及面積的最大值只有一個,因此我們的主軸圍繞在多邊形於周長與面積最大值時具有的性質。探討的主題主要分為四種情形: 1. 同心圓情形,凸多邊形最大周長時具有之性質 2. 不同心圓情形,凸多邊形最大周長時具有之性質 3. 同心圓情形,最大面積時具有之性質 4. 不同心圓情形,最大面積時具有之性質