探究精神獎

目的：在台灣，胰臟癌雖非癌症發生數最高，但85%為末期，五年存活率小於5%，有癌王之稱。如何早期偵測胰臟癌風險，一直是醫療上的重大議題。本研究運用時間矩陣搭配深度學習進行大量變數之胰臟癌風險偵測。 方法：健保資料庫收集國人疾病、用藥等結構化資料，可藉此反映每人健康狀態。將三年內診斷與藥物碼轉為時間矩陣，以卷積神經網路訓練，訓練組與測試組比例為9:1。 結果：共計案例組1095名及對照組10950名，訓練後測試組表現之AUROC(area under the receiver operating characteristiccurve)為0.937，六十歲以上及以下AUROC分別為0.846及0.897。 結論：結論：能將診斷、藥物、時間轉成矩陣，是以疾病軌跡預測胰臟癌風險，且能找到新特徵，未來搭配健康存摺，為低成本、快速、大量的胰臟癌數位快篩。

研究發現瀑布漩渦的形成主要是有不斷出現的強大水流流進深潭，持續的水流來回交錯就可能出現漩渦；如果遇到潭底礁石，更容易產生漩渦。而人偶在深潭中會以橫向或上下移動方式持續運動，水流會對人偶產生拉址現象。 經實驗探究發現：高度越高及水流量越大的瀑布，水流會離開石壁以幕簾式或水柱流入深潭，較容易形成漩渦，掉進漩渦內需較長時間才能往外脫離。另外，在凹地地形人偶較容易被石頭卡住，但水流會在凹地處產生一個向上向外的流動，讓人偶往外離開漩渦，是一個脫離的機會。 最後提出建議：瀑布區旅遊，不應該進入到深潭區。瀑布漩渦並不是一直保持著強大水流，會有一段時間水流會將人偶帶往旁邊，如果發生溺水人們就可趁這時間點逃離漩渦。

溫室效應導致夏季愈來愈炎熱，為提高學生學習成效，2020年行政院頒布「班班有冷氣」政策，但也可能造成電力過度使用與缺電問題。為解決缺電問題，除了持續發展綠能發電科技外，如何節能或是提升冷氣設備效能，也是有效的方法。本研究以冷氣裝設位置、教室風扇風向、室內二氧化碳含量為實驗主軸，藉由Arduino UNO與溫度感測器記錄教室內溫度分布，搭配二氧化碳檢測儀偵測二氧化碳含量，以科學數據找出最佳的冷氣裝設位置，可使教室內溫度達到最均勻的分布。研究結果發現在相對位置裝設冷氣，風扇不要運轉，同時打開窗戶，可避免冷空氣的聚集，加強冷空氣在教室內的流通，有效提升冷氣的使用效能。

靜水中產生上升水流，淨化生態養殖池或水族箱。據第一版阿基米德泵實驗發現阿基米德泵浮球對轉速和流通量影響不大，浮球可供泵浮力及作雜質上升軌道，浮球大小隨氣泵總重量調整。氣泵水流出口扇葉，支撐力低，產生阻力，製作過程應強化扇葉結構。集污斗導管曲率半徑大，除污效率佳。當打氣機的氣孔密度為3孔，對流佳，除污效率高。水深處的螺紋密度應疏以降低阻力。我們將設備改良為第二版氣泵，由於體積大效果不佳。經改良，我們設計出效能佳的第三版牛頓泵，實作後發現製泵時，泵出口位置低於水平面，讓出口角度與轉軸成切線，轉速快；在合理範圍內，打氣機氣壓強，排污量大。希望透過我們的研究，可研發出節能環保的「水池、水族清潔系統」。

因近年來食物浪費嚴重，相關議題已被聯合國納入永續發展指標第12項中，加上國人對健康飲食的風潮，本研究希望應用物聯網，結合硬體的感測、雲端程式架設與手機App技術建構一組健康管理智慧冰箱套件，以減少家庭中食材的浪費。實作研究藉由冰箱食材儲存機構的設計並將ESP32控制板安裝於適當的空間，其存儲機構內之極限開關感測器能即時讀取並傳送食材之種類與時間資訊至雲端介面資料庫，然後雲端程式會依使用者每日活動量與身體資訊，根據衛福部飲食指引與相關文獻求出使用者每日熱量建議攝取值，最後結合冰箱食材與個人偏好進行健康食譜的決策推薦，以達到避免食物浪費與健康飲食之目的，其所記錄的資料亦可作為後續家庭食材管理與個人健康分析依據。

過去研究認為理性判斷在人的決策過程（包括購物）中具有重要影響力，但追求「未知刺激」的購物行為在日常生活中仍時有所見。有鑑於此，本研究設計實驗，驗證人們在完全自主選擇情境和沒有特定偏好情境中的購物選擇。研究結果發現：人們購物時，確實多數會秉持理性判斷選擇安全的已知結果而非冒險的未知選項；就算選擇冒險的未知選項，背後還是受到以期望價值為基礎的理性規則約束。總而言之，人們的購物行為如同過往印象，傾向理性判斷過程。本研究探討了購物行為和理性的關聯，為販售類似性質產品的商家在商品內容設計及訂價方面或能有所啟發。

有機太陽能電池(OSCs)因製程簡單、可撓性高及成本低等特性而備受矚目。本研究除了致力於提升OSCs的元件效率之外，亦將聯合國永續發展目標(SDGs)融入研究之中。為了符合永續發展的精神，本研究以生物可降解、安全無毒以及生產便宜的永續材料，來取代目前OSCs所使用的環境有害及難以回收之材料與製程，讓OSCs從材料製程端就符合SDGs的技術發展與產品應用趨勢。台灣桂竹、功勞葉植物及菠蘿均是台灣盛產常見之天然植物，將其利用於製備螢光碳量子點作為OSCs中界面優化材料，能有效降低電子傳輸層之表面粗糙度、界面缺陷及串並聯電阻，讓OSCs元件的效率提升。研究結果顯示，菠蘿螢光碳量子點具有優化氧化鋅電子傳輸層特性的最佳能力，能使OSCs的光電轉換效率由12.76%提升至13.99%。

本實驗分別以椰子纖維、木薯莖、茶葉渣、油棕枝與鳳梨葉五種農業廢棄物為原料，將其熱解成生物炭研磨加入可降解塑膠原料中製成五種生物炭聚合薄膜，替代一般塑膠覆材，種植萵苣於紅土與黑土並施用，五周後採收檢測。對於各土壤性質，此五種覆膜對於紅土及黑土之酸鹼值、電導度等有不同程度幫助，但於有機碳含量與生物酶活性等性質的趨勢不一，推測其取決於更進一步的生物炭本身性質；在萵苣生長方面，多數組別的乾、濕重增加。種植五周萵苣採收後薄膜已有一定程度的降解，不會造成殘留汙染，還可提升土壤性質及幫助萵苣生長。

本研究利用天然花青素作為光交聯劑，成功製作出低毒性的光交聯水凝膠，並可利用3D 列印技術，應用於生醫領域三維支架。 於不同比例的甲基丙烯酸明膠及甲基丙烯酸透明質酸中分別加人花青素或光起始劑 Irgacure2959，並使用365 nm波長紫外光作為交聯光源以製備複合水凝膠支架。 利用NMR、FTIR、SEM及溶脹性、降解性、攀附情形測試，確認分子結構及材料特性分析。體外試驗進行細胞相容性測試，結果顯示加入花青素的光交聯水凝膠對細胞的毒性遠低於添加I-2959的。最後使用3D列印機將花青素光交聯水凝膠堆疊列印成三維支架。本研究顯示花青素光交聯水凝膠未來可成為生物3D列印的原料，應用於組織工程領域。