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探究精神獎

高中生下課時間從事的活動比例與場地利用分配

本研究從校園生活中觀察到的現象出發,利用波達計數法、轉移矩陣作為工具,分析高中生下課時間從事的活動比例與場地利用情形。本研究實施兩次預試,分別進行問卷選項增刪、模型建立檢測,並對志願序及距離進行加權,使施測空間與時間等價。正式研究針對本校412位學生進行調查,結果顯示:學生下課時最常從事的活動分別為使用手機、聊天、睡覺;而最常使用的場地則為自己班教室與廁所;許多原本基於美意而設的公共空間並未被善用,場地不敷使用及分配不均的情況明顯。有基於此,研究者分別就重塑公共空間、新增公共設備、廣納師生需求三方面提出具體建議,期待校方未來在增設或重劃場地時,能使學生從事的活動與場地互相配合,發揮更大效益。

飲料黑白配「胃」何「藥」不得-飲品對於制酸劑藥效之影響

小時候因為藥苦,想用飲料蓋過,又聽說「藥苦可以配果汁」,但真的可以這麼做嗎?本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物,透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係;此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品,分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現:傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下,這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力!因此,根據我們的結果,多飲用冬瓜茶,不僅能使胃中的pH值提高,也能提醒國人重視這個古老的傳統食品!另外台灣人泡茶文化風行,若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

噓寒問暖,發熱衣解密

透過紡織品形成空氣層,達到減緩人體熱能散失是禦寒保暖的策略之一。市售發熱衣為本校學童內搭衣主流,以聚酯纖維、聚丙烯腈、嫘縈及彈性纖維為主材質。其中以聚酯纖維為主要材質的發熱衣較容易達到比純棉內衣更好的保暖效果。在流汗及微風(蒲福風級表)的情境中,發熱衣蓄熱保暖的效果均劣於純棉內衣。而市售發熱衣所標榜發熱技術,其效果甚微。穿著發熱衣時仍需配合當日天氣與活動搭配防風或排汗衣物,才能達到保暖蓄熱的最佳效果。

蘊轉首之鏈

水蘊草是很重要的實驗材料,我們之前發現溫度約15-20℃、光照約1000 lux時的葉綠體流動機率最高也最快,且葉綠體流動特性會因細胞形態及外在條件而有差異。本次我們利用縮時攝影檢視水蘊草的細胞質流,發現隨著一天日照強度變化,上午細胞質流會隨時間變快、過中午後會變慢;且中午時葉綠體會聚集成團、流動比例降低。進一步觀察光照強度對水蘊草細胞的影響,發現光線不足時葉綠體靜止不動且均勻分散,讓受光的表面積最大化;隨著光照增加,葉綠體重新排列,移動到細胞邊緣後開始進行細胞質流。細胞質流模式有速度慢、方向不定的紊流及速度快、順逆時針的層流,而強光下葉綠體會出現聚集成堆、流動停滯的現象。不同細胞質流模式會因光照條件而轉換。

大珠小珠落玉盤-探討月球隕石坑之成因

可利用Tracker軟體成功量化斜拋鋼珠之X軸及Y軸的分量速度。斜拋撞擊接觸面實驗:小粒徑材質,鋼珠越重則寬深比值越大且形似橢圓;中粒徑材質,鋼珠越大坑洞寬深比愈小,大粒徑材質,在120°角度時鋼珠越大則坑洞寬深比愈小。接觸面為小粒徑砂石加上麵粉其比例為2:1形成混合層鋼珠為16mm時,其拋體運動所形成的坑洞寬深比與隕石坑相似。自由落體實驗結果皆為鋼珠粒徑愈大其寬深比值越大,接觸面為小粒徑材質時寬深比大小差異不大,且相較於斜拋之寬深比小許多,較近似月球隕石坑之實際寬深比值;接觸面積為小粒徑加上麵粉則呈現出測量坑洞的深度趨於一致,且寬度則與重量大小正相關。

基於深度學習之服裝試衣系統

本研究以AI虛擬試衣系統(Virtual Try-on模型)為主題,透過深度學習技術,並結合幾何匹配模型,最後開發出試衣系統,將使用者上傳的照片,模擬成穿著新衣的模樣。 首先,將人物原始圖片取出骨架節點,並生成人體遮罩以及保留人物頭部。而後將三個輸出合成為高維特徵圖。接著將目標替換衣物生成出依照人體姿態扭曲後的衣物圖片。最後於Virtual Try-on模型中,將人體高維特徵圖與扭曲衣物共同輸入,並經過運算後合成出穿著目標衣物之人體圖像。本研究結果發現,人物站姿單純,且雙手緊貼身側,以及拍攝角度為正面、衣服款式為短袖、背景色彩對比度較高與衣服圖案單純的原始圖片得出的結果圖片與測試圖片相似度較高。

醉後生還者──醉漢走路問題的二維延伸探討

本文主要是在探討二維醉漢走路問題的各種情形。 參考一維醉漢走路的原始問題「一醉漢從距離懸崖一步的位置出發,另一端則是無窮延伸的道路,醉漢在道路上每步以一固定機率不停的前後隨機移動,直到落下懸崖則停止移動,試求醉漢落下懸崖機率為何?」我們將其拓展至二維平面上,利用一路領先問題的概念以及無窮級數的生成函數,探討二維一邊懸崖、兩邊懸崖以及三邊懸崖的情況下,不同移動機率組合,醉漢落下懸崖的機率,並發現Catalan Series是研究二維醉漢走路問題很有力的工具。

挑剔環

將兩組{ 1,2,…,n }任意排成環狀,若對所有數m ∈ { 1,2,…,n },m與m之間繞順時針的間隔數為m或繞逆時針的間隔數為m成立,則稱此環狀排列為「挑剔環」。

台灣矛巨山蟻職蟻的跳躍及滑翔能力之行為研究

「跳躍」是生物界很重要的運動方式,跳躍行為在螞蟻物種中很罕見,300 屬螞蟻中只有4個屬能用腿部跳躍,台灣過去並沒有螞蟻跳躍記載的文獻。本研究記錄台灣特有亞種「矛巨山蟻」職蟻之跳躍的與滑翔動作行為,像是跳前觀察以及跳躍形式,並且觀察其空中動作,包括肢體動作,身體是否具有校正的能力,並利用風洞觀察其空中滑翔姿態,證明其具有「定向空中降落」的滑翔能力。探討引發矛巨山蟻跳躍之原因,像是逃離困境等,並對矛巨山蟻腿部構造進行分析,與其他螞蟻作比對,找出更多本土的跳躍蟻種。最後用高速攝影拍攝起跳的動作,估算其跳躍力學,與國外的碩眼山蟻跳躍文獻做比較,找出螞蟻跳躍的出力與速度,並且使用電腦分析軟體分析其跳躍能力。

別有「滋」味—探討不同條件製程對美乃滋黏度的影響

為觀察不同條件製作之美乃滋品質,我們選擇黏滯係數作為測試標準,並以學生品評分數進行比較,選擇品質較佳之美乃滋。本研究以不同攪打轉速、油品種類、含油量、蛋黃的存放狀態(溫度)、含糖量、添加的檸檬酸及食鹽水溶液佔整體濃度比例為變因。實驗結果攪拌器各個轉速的黏滯係數相近且皆能達乳化作用,芥花油(飽和脂肪酸低)的美乃滋黏滯係數較高,高油、高糖、冷凍蛋黃會提升美乃滋的黏滯係數,加檸檬酸或加鹽則會降低美乃滋的黏滯係數。品評後發現同學喜愛美乃滋的外觀顏色、香氣差異不大;整體接受度與黏稠度(口感)有正相關,再以統計軟體SPSS分析品評的口感與測得的黏滯係數為高度正相關。最後,依實驗及統計分析結果來研發出健康美乃滋。