第58屆--民國107年

科技日新月異，距離測量機的發展也不斷被改良，本小組為了與學校課程做連接，決定探討超聲波之性質，同時也結合生活應用，並培養科學研究之精神，嘗試開發非接觸式之語音自動量身高系統，並設計能將結果自動匯入資料庫的程式。 因此，我們決定使用超聲波模組來測距，取代市面上常見的固定式身高體重計。同時為了與已出版之超聲波身高計有所區別，此系統另外搭配了語音模組及LCD模組（液晶顯示螢幕模組）以方便得知測量值。最後，我們設計了一系列實驗來調整系統，希望能達到一般市售身高體重計的精準及穩定度。如此一來，就能同時兼收「省時」、「省力」、「省空間」、「省成本」四大優點。

本研究以MIT App Inventer 2積木程式實作黑白棋App。其中AI棋手程式的估值函數參數有位價值、翻轉數和行動力。位價值是由預編的位置價值表查找，翻轉數是核算該棋步的翻子數量，行動力是前瞻一步時我方與敵方的合法棋步數差值。App下棋操作介面的設計，具有人與人、人與AI程式及AI與AI對弈等三種執行模式。其提供完整的棋步紀錄、合法棋步的提示及回溯上一步等功能，方便學習者使用。以內建的AI棋手程式對戰作實驗，用勝率來評估人工智慧程度及優劣，並可藉以不斷的調校權值以達最佳智能。結果可知：具有棋局遊戲開局、盤中、終局三階段走法有不同加權者的AI智能較高。未來還可將遊戲樹等相關AI走法搜尋演算法加入實作。

我們推廣九十五年國中基測數學試題，給定三角形 ABC 與其西瓦線AD，在直線AD上取一動點P，分別討論四種函數 |PB-PC |、PB+PC、PB/PC 與PB×PC的數值變化，並求出四種函數的極大值與極小值，其中相除與相乘的難度很高。本研究特色是分別以雙曲線、橢圓、阿波羅尼奧斯圓、等腰梯形刻劃四種函數的極大（小）值，並特殊化到高、中線與角平分線。有趣的是，在三角形 ABC 的中線上滿足PB⁄PC 的極大（小）值點，是以 BC 為直徑的圓與中線的兩個交點，而角平分線上滿足 PB⁄PC 的極大（小）值點分別是內（旁）心。另外，角平分線上滿足PB×PC 的極小值點落在內心與角平分線截點的線段上。

本研究源自於自然老師上課時，介紹筷子的生產過程會加入二氧化硫，讓黃色的碘液顏色消失，進而引發我們的好奇心，就進行一系列有關筷子的研究。研究結果發現： 一、自製透光度檢測器，透光度越大，溶在水中二氧化硫含量越多。 二、以段狀切割筷子比削表面筷子的水溶液透光度大，表示段狀切割筷子水溶液含有較多的二氧化硫。 三、筷子中二氧化硫，來自於筷子中的維管束。 四、溫度越高，水溶液溶入較多的二氧化硫；溫度越低，水溶液溶入較少的二氧化硫。 五、浸泡筷子時間越長，透光度就越大，表示二氧化硫含量越多。 六、更換浸泡的筷子水，能降低二氧化硫濃度。 七、筷子重量越重，透光度越大，二氧化硫含量越多。 八、筷子水對植物生長會造成影響。

本研究旨在探討美洲蟑螂、櫻桃紅蟑及杜比亞蟑螂的嗅視覺及環保防治方法。研究結果顯示，三種蟑螂皆有負趨光性，對紅光的趨向行為較強。美洲和杜比亞蟑螂對甜味、鹹味有正趨向行為，櫻桃紅蟑對各種味道有明顯負趨向行為；美洲蟑螂對多醣類有明顯正趨向行為，杜比亞蟑螂對雙醣類較不明顯正趨向行為，櫻桃紅蟑對各類養分氣味無明顯正趨向行為。 環保防治方面，橘子外果皮製成毒餌致死率達66.7%，致死天數最短。新鮮香茅忌避性最佳，九層塔持續性強，乾燥後香草忌避性普遍降低。木醋液、椰子油起泡劑、苦楝油、菸草粉所製噴劑致死效果較佳。澳洲茶樹枝粉末煙燻致死效果最佳。 廢棄物處理部份，杜比亞蟑螂臆會取食不織布、泡棉和PE塑膠袋等廢棄物而存活。

「氣動式軟型人工肌肉機器手自製復健輔具」以氣體當作動力，且以矽橡膠作為承受載具，結合纖維增強結構設計，當矽橡膠載具空腔充氣後，造成特定應用要求方向的彎曲，模擬帶動手部肌肉重複運動狀態，達到手部的復健效果。 我們開發了柔性氣動制動器的簡單製造方法及便利的測量系統，如柔性氣動制動器加氣壓時產生力曲率半徑，扭曲，延伸軌跡和制動期間的輸出表徴。為了操作模擬柔軟的機器手套，設計人工操作氣壓控制系統，包括氣壓分流閥和閉環調控閥以調節壓力，而設計了柔軟機器手復健手套的系統雛型。 根據熱能鬆筯的生活觀察，結合遠紅外線加熱纖維布及自製多型柔性氣動彎曲制動器，製作了第一款方便可攜式柔軟並加熱的軟性機器手復健手套系統。

無汙染之乾淨能源是未來能源的發展趨勢，校園有較空曠的空間可進行風力發電的實驗，為克服被扇葉打中的恐懼，故利用較輕的圓盤紙風扇，若取得發電效率更好的風力發電機，搭配圓盤紙風扇固定於學校川廊上方空間，不僅可發電利用也可用於教學，甚至可作為裝置藝術。自製風力發電機組最佳狀態是有集中風力的風管穩定發電效率、凸唇朝向迎風面、風速快、扇葉傾斜90°、展開5片以上葉片及距離出風口越近越好。本研究裝置是利用氣流沿著扇葉快速通過扇面孔洞，導致扇葉兩側壓力差形成一推力，且課本簡單機械中有教到物體要繞支點旋轉需產生足夠力矩，故氣流越快通過扇葉兩側的壓力差越大，能轉換的作用力就越大，產生的轉動力矩也就越大。

本文探討如何尋找n條平行線上所鑲接的正n邊形，並推廣至交於一點的n條射線、n條直線上的鑲接正n邊形，因為鑲接的正n邊形的頂點並非依序出現在直線上，所以我們也探討這些頂點與直線的順序關係，來定出鑲接的正n邊形的位置，並且討論所有可能的鑲接的正n邊形的解情況。再推廣至p邊形鑲接的正四邊形的情況，並應用我們這些技巧來解決部分Inscribed square problem。

一則網路影片用皮鞋開酒瓶塞，引起我們的好奇，背後的原理和影響因素是什麼？經討論及資料蒐集，設計實驗並自製撞擊器來控制撞擊力，希望找出原理和影響的因素。發現：撞擊力須透過液體傳遞，且液體量要足夠；撞擊頻率高有較佳的瓶塞移動效率；撞擊力傳遞至瓶塞須大於瓶塞及瓶口間的阻力才能使瓶塞移動；瓶身角度須水平置放；墊子的緩衝性太好會吸收撞擊力，可能無法克服瓶塞的摩擦力；不同材質及不同表面性質的瓶塞會影響瓶塞移動的成功率；容易產生氣泡的液體，瓶塞移動成功率較好，黏滯性高的液體則較差。瓶塞移動的主要因素是靠撞擊力的傳遞來推動瓶塞，可以用流體力學的白努利定律來分析，而空蝕現象的發生則有助於瓶塞的移動。

本研究實驗探討，海水經過各式消波塊及各種形狀蚵殼生態人工礁，用不同形式排法之離岸堤，來觀察沙灘流失變化及流失量最大值，進而了解離岸堤上消波塊與蚵殼人工礁應如何排列，提高蚵殼生態人工礁來當離岸堤之可行性。 首先自製起波器，波浪週期5秒、沙灘斜角10度來實驗，實驗過程發現，一字堆疊排法離岸堤以協克塊消波效果最好；天允塊一字形、弧形堆疊排法離岸堤效果差不多；分段堆疊離岸堤以協克塊圓形堆疊效果最佳。各式消波塊，離岸距離較近，消波效果較好。 最後協克塊與蚵殼人工礁消波比較，蚵殼人工礁效果較佳，若要以一字排法來當離岸堤，以圓形蚵殼人工礁消波效果最佳，若要以分段排法來當離岸堤，以斜45度橢圓形排法消波效果最佳。