第58屆--民國107年

本研究利用無人機可自主起降並執行任務，高度機動性的特點，自行發展一套即時監測系統，選擇市面上便宜且成熟的飛行載具，搭配各種感測器如溫溼度，MQ3酒精感測器、PM2.5空氣懸浮粒子偵測…等，先經重量評估後測試運行，再經重心計算，自製零件基座固定，PID測試、最後撰寫程式，將感測器資料即時透過無線訊號傳輸到控制端螢幕，除了能遠端即時監測數據外，並能降低零件成本，提高模組操作上的彈性。 實驗顯示本研究自製的無人機的自動化監測系統，能精準且迅速的取得各種監測數據，對於高空、災害現場或人員難以抵達等狀況將有助益。此外，運用無人機做為機動式監測站，將能有效補足現行定點監測站及人員稽核的不足，在未來應用更是無可限量。

運用四心及平行、圓等幾何性質探討任意四邊形生成之四心(內心、外心、重心、垂心)四邊形的性質，發現任意四邊形所生成之外心四邊形、重心四邊形、垂心四邊形均為相似的平行四邊形。更進一步利用平行線性質及AA相似性質等說明迭代生成之重心四邊形、外心四邊形、垂心四邊形其四邊形An Bn Cn Dn與四邊形An+2 Bn+2 Cn+2 Dn+2相似，而內心四邊形An Bn Cn Dn會收斂漸成正方形。同時證明出任意四邊形A1 B1 C1 D1重心G與對角線交點E的中點正好是重心四邊形收斂點，圓內接四邊形A1 B1 C1 D1其外接圓圓心O與對角線交點E的中點正好是其外心四邊形收斂點，而內心四邊形與垂心四邊形沒有類似的結果。

本研究發現南投空氣在秋冬時的PM2.5數值比台中還要高且嚴重，而嚴重程度竹山>南投>埔里。現在開源且分享的氣象及空污網站已經可以讓我們追蹤PM2.5的擴散及特性，無論是LASS系統的空氣盒子或在地空氣品質網站的微型測站數值趨勢及濃度變化都和環保署測站有共同的變化。而懸浮微粒(包括PM2.5及PM10)、溫度、濕度都會影響能見度。 而南投的多山地形，也影響了PM2.5的擴散，白天谷風出現時，也是外來污染物進來的時間，海拔1600公尺以上的山區，亦會在風向的影響下，也會受到PM2.5的危害，故PM2.5的問題值得全體國民重視，因為沒有人是局外人。

本研究以通風、遮蔽陽光、煙囪效應、狹風效應等變項作為實驗主題，藉由Arduino和電子溫度模組測量及記錄溫度，嘗試找出適用在學校教室能降低室內溫度的方式，解決夏日炎熱之苦。 實驗結果發現，室內通風良好能夠帶來的降溫效益最大，封閉的教室和開窗的教室在平均溫度能有3度的差距！其次是遮蔽陽光的照射，雖然平均溫度差距不如通風明顯（溫度差距小於1度），但是仍算有效；最後，我們參考了網路上熱門的（DIY窮人冷氣機），製作前後端孔徑不同的「狹風板」對降溫同樣有幫助，在最炎熱的13:00到14:00間甚至可以有2度的溫差。

許多人都說飲食習慣對身體影響甚大，因此本實驗想要從尿液檢體中的代謝體，探討其與生理機能的關聯性。本實驗利用質譜分析方式，利用丹磺醯衍生法標定尿液中所含的大量代謝物分子，比較不同個體及不同飲食習慣中代謝體數量與種類上的差異。 在研究後發現葷食菜單的代謝體數量會較素食菜單中多，且同時由於代謝體的種類與數量並無正相關，我們也將兩種不同飲食習慣代謝物進行標定，找出兩種類別中特有的代謝物，並比較分析出三種可能的代謝途徑：葷食菜單為 ”beta-Alanine metabolism”，而素食菜單則會對 ”Histidine metabolism”和 ”Pyrimidine metabolism”造成影響。未來可繼續運用此種分析方式，對各種食物進行分析及研究，分析出各種食物間對人體的利與弊。

本研究可說是『學以致用』和『知難行易』的代表作。又因所用材料全是廢棄物再利用而得名「0」元施力工具。 開學了，每天同學開啟教室裡高窗上的月牙鎖，既費時又危險鏡頭又出現了！ 這學期自然課第一單元巧妙的施力工具(槓桿)：它告訴我們槓桿有可以改變方向、加大移位的功能，正好可以運用它來研發可以解決控制高窗月牙鎖的難題，終於研發出簡單巧妙的施力工具。 ◎本研究採二階段方式進行： 第一階段：直接面對、邊做、邊學、邊修正的務實作法。 第二階段：根據第一階段的成果，去追求它的基本學理、實際操作，以及本施力工具功能的分析，有條不紊的整理與檢討。學生也因此領略『知難行易』的道理。

探討這一年的農作物明星─紅藜麥的抗氧化力，採用碘滴定法來測量，進行不同加熱時間、不同加熱溫度以及不同添加物的實驗比較。實驗結果發現在無加熱或有加熱的情況下，紅藜麥的抗氧化力比白芝麻、黑芝麻、黑米或燕麥好。紅藜麥在加熱10分鐘後，抗氧化力有顯著下降的趨勢。加熱溫度在攝氏26度以下時，紅藜麥汁的抗氧化力佳，加熱溫度超過攝氏60度，抗氧化力明顯下降。多數的添加物都會使紅藜麥的抗氧化力下降，尤其是醋、檸檬汁、米酒、牛奶等添加物。鋼棉浸泡水，在24小時後的生鏽面積大約是浸泡紅藜麥汁的2倍，顯見紅藜麥汁具有防止氧化的能力。

水龍頭讓人們方便、快速、有效率的使用水資源，無處不有，隨著環保意識抬頭，水資源的運用出現了許多的議題。雖無法開源，但能節流。以下是本作品功能: ●運用紅外線感測器偵測距離進行開關水龍頭，自動出水 ●將網頁寫入晶片，無須額外架站就能觀看、統計流量 ●利用流量計進行統計及控制水量，達到精準的水量控制 ●採分散式架構，各個水龍頭都是獨立的系統，不因其中一座故障而影響其它運作 ●將水龍頭分成不同模式，根據不同情境，以達到彈性用水 ●無須更改管線的採包覆式架構，比起常見的感應式水龍頭瑣碎的安裝過程，可直接裝置在傳統水龍頭上，節省安裝過程 ●運用課堂所學物聯網、3D建模、程式設計，發揮學以致用的精神

在銑床加工時，必須將工件敲打至與平行墊塊貼齊後才能接續加工，但目前只能靠手感去敲打，這是很空泛的。我們在專利局檢索平行墊塊，發現並無可以清楚顯示是否有貼齊平行墊塊之裝置；我們利用金屬導電之特性，設計製作出可清楚顯示哪邊不平整的智慧型平行墊塊，經測試與實做後，其夾持時間大幅減低三倍以上，且當指示燈全亮時，工件平面度皆能控制在0.015mm內，是相當精密的夾持。 在使用智慧型平行墊塊時，可參照LED指示燈之狀態，哪個相對應邊沒亮燈就輕敲哪邊，待四個感應點之LED指示燈全亮時即可進行加工。智慧型平行墊塊將完整指示出翹起的地方，使初學者也能進行快速的夾平工件，輕鬆地達到師傅級的精密程度水準。

本研究探討在n×n的方格表中，如何進行鋸木塊遊戲才能獲勝的方法。我們透過觀察、尋找關係與樣式、猜測、檢驗與論證的探究過程，發現在鋸木塊遊戲進行過程中，由鏈碼的樣式可提供定向的作用，使玩家快速找到角落封閉點、邊封閉點、內封閉點及必勝路徑。此外，我們也發現在3×3、4×4、5×5、6×6…n×n的鋸木塊遊戲中最多可切的單位數公式為(n-1) × (n-1)，並找到在3×3、4×4、5×5、6×6… n×n的鋸木塊遊戲中最多可切的單位數的遊戲路徑及必勝切法。最後，我們也提出在3×3、4×4、5×5、6×6…n×n的鋸木塊遊戲中可快速結束遊戲的必勝策略。