探究精神獎

猜猜我是誰?用腦波「想」就知道! 結合腦機介面生物辨識的智慧家庭系統

我們撰寫腦機介面程式,用低成本單電極的腦波儀讓智能車移動,實驗後發現專心度會隨著訓練而提高;在過程中看出每個人的腦波好像都不相同,所以嘗試從大量又凌亂腦波信號中萃取到四種有用的統計特徵值,再用近鄰演算法做生物辨識,正確率達到九成七以上,並實做出創新有趣具腦波解鎖應用的智慧家庭系統。此系統運用圖形的mblock、程序的C和交互式的Mathematica等程式語言,特色包含可傳訊息到手機上的緊急救難LINE通知功能和中文語音合成功能。設計出固定式的跌倒偵測和一氧化碳偵測裝置,與整合各種元件的腦波可控智能車,能自主偵測環境指標和災害意外指標並能適時提醒。我們相信唯有探索最難破解的大腦祕密,才能朝向直接用腦訊號控制和意識交流的方向前進。

「磁」母手中線-探討電容放電時間常數對電磁砲發射的影響

透過文獻整理,我們發現大部分的研究結果顯示出電壓、電容、螺線圈的粗細、匝數以及子彈質心位置等變因會影響發射威力。在電容的研究中,有提到當電容量增大時,發射速度會上升;但是電容量再更大,速度則會下降。我們覺得這個現象很奇怪,為什麼不是電容量大速度就無限上升呢?實驗後我們發現,在固定電壓時,電容量在一定範圍內,發射速度有極值。若此時再提高電壓充電,不僅發射速度會下降,繼續增加電容還會有子彈反向射出、折返後再射出的情形發生,亦即發射速度會隨著電容大小而振盪。就我們所知,這是以往的科展研究中從沒被發現過的現象,經過我們設計實驗仔細測量與分析,我們認為這與電容放電的時間常數有關。

球上搖擺跳舞的風-探討球體上不同的幾何圖形在不同溫度、振動頻率下氣體流動的現象

發現內凹空心紋路一開始會降低風速,寬度超過一定比例會讓風速緩慢提升,而外凸空心紋路發現寬度越高流速越慢;空心凹紋範圍越大流速越快,空心凸紋範圍越大則流速越慢;而紋路深度越深流速越慢,其中凸紋越薄時康達效應越明顯,越厚反而是亂流越明顯;形狀的部分針對凸紋,發現空心形狀紋路球側流速大小為正六邊形 > 正方形 > 星形 > 正三角形 > 圓形 > 正五邊形 >,實心流速則為正方形 > 正三角形 > 正六邊形 > 圓形 > 星形 > 正五邊形。 而球體受風角度越大,其側面流速越快,導致球頂流速變慢;球體越大亂流越明顯且球側流速會越慢;環境空氣溫度越高,因空氣密度變小,讓側面流速變快;空氣振動頻率對有無紋路影響不大,但頻率越高,其流速變化越穩定。

"粉"飾太平~探究不同粉漿之抗震表現

車子行經水泥路面或地面減速帶,常因強烈振動而帶來極不舒服的顛簸感。我們將「非牛頓流體」及「水泥沙漿」以不同比例調製出“另類粉漿”,製成具有抗震效果的減速帶和腳踏車道,以解決行路難平的困擾。 首先,我們找出非牛頓流體特性明顯、且表現穩定的濃度3:2玉米粉漿,和水泥沙漿以八種比例調配,除以彈力球施測;並將粉漿製成減速帶,以可調速動力車探究粉漿之振動表現;甚至自製300公分長的粉漿腳踏車道,進行實車測試,證實調配比例「5:1的混合粉漿」抗震表現優於水泥沙漿約2倍以上。若能將此另類粉漿應用到防撞條、運動遊樂場地的防撞墊、工廠機器的防震墊、步道的透水磚等,不僅提昇生活品質,更能減少對水泥的依賴及汙染。

機不可失,有影否?

本校距離桃園國際機場相當之近,又剛好位於飛機降落的必經之路,時常見到影子從校園中經過,在如此得天獨厚的環境之下,可用太陽的仰角再配合二年級學到的畢氏定理進行飛機高度的計算。 本研究係用兩次的畢氏定理,先將飛機影子和觀測位置做一次畢氏定理後,再配合太陽仰角與地面形成的三角形做一次畢氏定理可求得飛機的高度,並與flightradar24比對當時的GPS高度。 研究結果顯示,用此方法算出來的飛機高度,與實際GPS顯示的飛機高度相當吻合,甚至達到精準的程度。

見「色」思「期」-建立擴增實境(AR)顏色標籤-利用常見指示劑變色製作複合資訊標籤之可行性研究

物品的日期標籤一直是消費者了解商品可實用的重要資訊來源,但有時文字不易識別。有些標籤顯示期限,卻不能真實偵測商品恆溫運送與新鮮度。本研究企圖利用日常生活常見指示劑,透過控制變色條件,建構隨時間、溫度變色的變色標籤並結合手機擴增實境APP,增加使用者方便性。結果發現,加入酵母菌與白砂糖後的發酵過程,能改變與穩定酸鹼指示劑的變色時間。紫色高麗菜汁與本氏液,在調整添加物的比例後,還能控制變色時間與溫度。在製成新鮮度標籤上,以玻璃紙隔開食物較為合適。我們成功完成提供複合資訊的變色標籤,包括:冷藏食品標籤、冷鏈監測標籤、常溫監測標籤等三種標籤,透過連結手機擴增實境APP隨時了解變色標籤顏色所代表的訊息。

薑黃粉對水濂式蛋雞後期之影響評估

本研究主要探討添加0.5%薑黃粉對水濂式蛋雞在產蛋後期的影響,選用伊薩蛋雞分成三組,分別在飼料添加薑黃粉、沙拉油,與對照組一起進行實驗,計算每組產蛋率並分析蛋黃類薑黃素、蛋黃顏色、蛋黃指數、蛋白高度、蛋重及雞隻乳酸去氫酶(LDH)活性。產蛋率試驗中發現,薑黃組產蛋率高於其他兩組;而蛋黃類薑黃素試驗發現,添加薑黃的雞蛋薑黃素含量較高;蛋黃綠環化試驗則發現薑黃組的顏色偏淺,推測薑黃粉可延緩蛋黃膜弱化;在蛋黃顏色試驗中發現薑黃組對於L*、a*、b*值高於其他兩組,推測薑黃粉會影響蛋黃色澤;蛋黃指數、蛋白高度及蛋重試驗則發現,薑黃組相較於另外兩者皆無顯著差異;另在LDH試驗中發現薑黃組低於其他兩組,但未達顯著差異,推論添加薑黃粉可降低LDH活性。

尤拉線平行兩定點線段的所有解探討

本文先確認尤拉線平行△一邊的條件為tan⁡α∙tan⁡β=3,再針對直線L同側的兩定點A、B,探討∥(AB) ̅的公式解,過程中用到K值曲線凹性判定及此曲線的最小值N和3的比較,提供是否有解的探討依據。確定尤拉線∥(AP) ⃡、(BP) ⃡的存在性及解的公式後,發現最多有一解。對直線L異側的兩定點A、B,最特別的是在∥(AP) ⃡、(BP) ⃡時,最多可得三個解。最後轉換變因,將定直線改成動態直線,用以觀察滿足條件的P點軌跡。 當解的數量依A、B兩點的擺放而有所不同時,本文將判別式圖形畫出來,讀者可在所要的不等式區塊內取得t、b資料,畫出所要的圖形。最後作者針對所要平行的對象設計專用的兩條直線,讓讀者依序選定A、B後,可輕易地畫出∥(AB) ̅、(AP) ̅、(BP) ̅的P點解,且同異側皆可,甚是有趣。

週期性變化磁場對複合磁體磁浮特性的影響

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體,觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場,發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響,進而改變磁振盪振幅及阻尼係數。研究結果得知磁場的交變頻率越大,會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。另外,複合磁體中受硬磁磁化的鐵磁體在頻率到達一定區間時才能觀察到渦電流的影響,而此區間受複合磁體排列、磁化強度等變因控制。

孟母三遷—異葉水蓑衣異形葉解剖特徵及浸沒適應實驗

本研究分為異葉水蓑衣葉之觀察、激素處理及浸沒生理測定及軟體模擬四大部分,探討葉形變化對浸沒適應的關聯。葉之觀察方面,羽狀葉及卵形葉無普遍的特徵,浸沒葉及未浸沒葉解剖特徵差異大。激素處理後新生葉形沒有改變。浸沒生理測定方面,發現羽狀植株發展出通氣組織、根部成長率較高,然而其MDA含量較卵形葉植株高;卵形植株未發展出通氣組織,明顯抽高,實驗後兩者的過氧化氫累積及總葉面積成長率無顯著差異。最後,以軟體模擬葉片在流體中所受壓力,羽狀葉鋼體模型在高速水流下所受機械壓力較大。期待增加對於兩棲植物適應水機制的理解,並於日後應用在減少農作物因降雨變化劇烈導致收成受損的情況。