探究精神獎

在多數有毛小孩陪伴的家庭，訓練寵物大小便的問題至為重要，足以影響主人的生活品質。本研究的寵物訓練機以操作制約為理論基礎，透過監測寵物可否在正確位置如廁，再以語音及食物獎勵，強化在正確位置如廁的行為，讓主人可以在機器的輔助下，順利完成寵物的訓練。為辨識排泄物是否在正確的位置，採用熱影像攝影機辨識環境熱源，擷取前後兩張熱影像的差，找出有降溫特性的物體，藉以確定寵物排泄物的位置，準確率將大幅提高。當寵物成功在正確位置如廁時，訓練機立刻啟動獎勵，以樹莓派啟用語音獎勵及藍芽控制零食桶給予獎勵，寵物便可以不用主人親自訓練，便可以達到訓練寵物在正確位置排便的目標。

本實驗目的為「探討平行金屬板間之靜電場，白莧種子在其內萌芽及後續育苗之影響」，以2V/cm、4V/cm作為在電場下培養的實驗組，0V/cm作為在一般環境下對照組，分別記錄第一天至第四天之累加發芽率，以及第十天至第十五天之累加出葉率。實驗結果發現，電場愈大，成功發芽的機率較高，且有助於加快白莧菜之生長速率。

本研究利用影像風格轉換模型作為資料增強的方法，將原始資料集中的影像轉換成不同風格，以增加訓練資料的多樣性。為了驗證使用此方法的有效性，本研究進行了兩個領域的實驗，分別是：(1)物件辨識模型在不同天氣時間的街景圖上的表現，(2)胃腸癌中的腫瘤檢測模型在不同染色結果的組織圖上的表現。結果證實使用風格轉換模型生成的影像訓練的模型的準確率在某些情況下有顯著的提升。此方法的優點在於能夠快速產生多樣風格的資料，由於是對影像的風格做轉換，影像的內容沒有改變，因此能夠沿用原有的標籤，同時節省了蒐集及為新影像標籤的人力及時間。

本研究題目源自科學研習月刊 ，原題討論將N節黑白毛毛蟲依顏色分成P段的種類數，可視為兩相異物的直線分段排列。 我們的研究由直觀而規律整合進而推出通論，第一個突破點為以長條格的切割找到將n節分p段的方法數。並將這個方法數以二維的思考解決N節黑白毛毛蟲分成P段的種類數。 並延伸研究為兩相異物環狀分段排列，而有以下發現： (一) 環狀分段排列受珠數與段數最大公因數f影響，而有非循環直線排列與循環直線排列不同的環狀轉換模式。 (二) 非循環直線排列需扣除循環的直線排列再轉換為環狀排列。 (三) 循環直線排列需扣除子循環的直線排列再轉換為環狀排列。 (四) 若f質因數的個數大於 ，則子循環直線排列數可用文氏圖幫忙分析。

本研究透過親手磨製岩石薄片及數據化的礦物比例資料，探討觀音火山熔岩的差異與其分化關係。根據相關前人研究得知觀音火山經過五次噴發，共有七種不同的火山岩，比對地質圖於各地層分佈區域尋找新的出露地點共17處，進行田野調查記錄與空拍、採集標本，並磨製岩石薄片共14片，進行岩相觀察與礦物面積比例計算。 本研究觀察到觀音山熔岩有漸變關係，從普通輝石橄欖石玄武岩→普通輝石玄武岩→普通輝石安山岩→兩輝石安山岩→紫蘇輝石安山岩→黑雲母角閃石安山岩，符合鮑氏反應序列。並依據新的田野調查資料，修正觀音山圖資；建立火山噴發歷程模擬動畫；製作立體地形模型以瞭解地質地貌關係，皆可做為日後觀音山地球科學教育的參考。

本研究探討溶液顏色與色彩參數RGB 值關係，在測量裝置開發上:光源上採用平板螢幕發光，讓試管色彩數值均勻，也可調整入射光強度與種類。在容器上，以方試管改善圓試管的不均勻吸收。以五層(長)試管，驗證多層數、高濃度，對應RGB 值會規律下降。所設計的裝置與手機 colormeterapp方法，可即時、簡單地測量方框內色彩參數平均值。以上設計已成功提供有色化學反應研究。 以此新設計，研究6 種指示劑酸鹼變色，將指示劑分類，並找出分子結構與 RGB 值關係。也成功應用在化學反應速率測量上。這發展出的方法裝 置，能應用在生活上，藉由將色彩變化定量，來解決許多問題。

腸道微生物能透過菌腦腸軸影響神經系統，改變生物認知行為。本研究以不同食物餵食黃斑黑蟋蟀，探討飲食差異及腸道菌改變，對蟋蟀社會互動行為的影響。我們以高碳水化合物、高纖食物、高蛋白食物餵食蟋蟀，以蟋蟀獨處、求偶、示威鳴叫的聲學分析探討其社會互動行為的差異，再以蟋蟀糞菌、腸道菌混合食物餵食，分析糞菌與腸道菌對蟋蟀社會互動行為的影響。研究發現1.食物會影響蟋蟀的社會互動行為，食用高碳水化合物蟋蟀有較高的存活率與高品質的社會互動。2. 食用高纖食物蟋蟀呈現同類互食及較低的社會互動。3.腸道菌移植策略能改變蟋蟀的社會互動行為，腸道中所分離出的植物乳桿菌對翠玲瓏與高蛋白組蟋蟀腸道產生作用，改善其社會互動行為的品質。

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。

本研究透過文獻探討與訪談後，透過開發黃金蜆的功能，期望建構一個能在校園水生池進行的永續蜆魚菜共生系統，透過實驗與文獻得知，一個50000公升的校園水生池蜆魚菜系統，等同於一棵成年樟樹的固碳量，且通過實驗可知，若通入二氧化碳，還能提高蜆的存活率；即便死去的蜆殼也能成為土壤改良劑改善校園種植環境；使用蜆殼也能燒製成市售的蔬果清潔劑。此外，本研究亦針對虹吸系統、二氧化碳發生系統、水耕植棉進行改良，提供未來相關實驗與校園種植參考利用。

分析雲林四地區PM2.5濃度變化，發現在夏季最低，主要原因是西南季風擾動。而斗六地區明顯高於其他三鄉鎮，推測其原因為夏、冬盛行風向不同而導致PM2.5沉降於本身為丘陵地的斗六。再加上海風將麥寮五輕、六輕PM2.5細懸微粒吹向本身為畚箕地形所致。 在利用碘液變色法觀測PM2.5對植物光合速率之影響實驗發現，因 要剪下葉片影響植物生長，且裝置無法控制PM2.5濃度，加上用澱粉含量的變化來代表光合效率不易準確掌控；而利用氧氣生成和二氧化碳消耗較為直接，因而自製可換氣、控制PM2.5濃度、紀錄O2、CO2濃度。 在測定日日春和虎尾蘭兩種植物的實驗中發現： 植物會因為短期內處在含較高濃度的PM2.5 逆境，而改變其光合效率以「求生存」。比較兩種植物受PM2.5 影響光合速率結果發現，日日春受到的影響比虎尾蘭來得明顯，推測其主要的原因可能是PM2.5 會阻礙光照量，而虎尾蘭是室外耐陰植物所以受影響較小。