團隊合作獎

我們設計一AIoTs物聯網相變實驗系統，觀察與分析多體粒子的彈跳運動行為，並以二分法來觀察系統在不同驅動電壓下的粒子數失衡參數α與有序參量β；在改變頻率實驗中，觀察到低驅動電壓下的粒子集體行為(collecting behavior)、臨近相變臨界點之粒子漸近行為(Approaching behavior)、與遠離相變臨界點之粒子漲落行為(Fluctuation behavior)皆與頻率有關，且臨界電壓隨頻率增加，呈現指數遞減，約在6 Hz後即趨於常數3.6 eV，而高驅動電壓下之粒子漲落行為仍依然存在，而量子電腦計算結果說明，利用26-Qubits成功描述20個自旋粒子在控制旋轉閘(Controlled Rotate Y-gate)運算下的相變行為，並能完美擬合相變區間之漸進行為(Approaching behavior)。藉由本次科展所提出之實驗模型，可以在未來為凝體物理系統與相變實驗提供更豐富的研究課題與更廣闊的研究前景。

畜牧廢水中含有大量的氮、磷，排放前需先經過適當的處理過程。本研究利用五種不同的微藻藻株SU1、TU5、ESP-6、Tai-03、FSP-E來淨化畜牧廢水。先將上述五種藻株放入BG-11培養基中，觀察五種藻株的生長曲線和氮殘餘量，其中SU1的生長速率是最快的，但五種藻株最後一天的氮殘餘量是差不多的。再將SU1放入不同濃度的畜牧廢水，觀察藻株對廢水處理的表現，包括氮、磷的去除率、生長曲線、化學需氧量的變化等。最後將在廢水中生長最佳的藻株大量生產，並利用微藻中所含的養分製成液態肥料，提供植物生長所需養分，觀察植物的生長速率及外觀、判斷微藻液肥是否有效促進植物生長。種植後發現適量的液肥確實能夠加快植物生長速率並且順利的生長。

從遮雨棚吸熱引發靈感，將太陽的光與熱分開來發電，讓太陽能板不因高溫降低發電並並延長使用壽命，然後再將分離後的電並聯使用，便是光熱分離複合發電構想，過程發現太陽光的熱分離後，會使發電量降低，可利用提高熱電轉換方式： 1.選擇紅外線IR塗料來提高透光與吸熱率 2.利用傳導、對流、輻射原理提高熱電轉換效果 3.提高致冷晶片發電關鍵在於增加吸熱與散熱端的溫差 最後利用所學，改裝環保水冷式設計，除加速散熱增加溫差以提高致冷晶片發電外，冷卻後的水也能當熱水再利用。測試後發現：照射時間越久，光電轉換電力依舊可維持發電效果，而熱電轉換則會越來越好，甚至有機會彌補因吸熱降低透光率所減少的光電轉換電量。

「渣男／女」是感情關係中常見的詞彙，但一直沒有相關研究進一步探討其內涵，因此本研究希望建構對「渣男／女」概念的具體理解。透過廣泛調查及因素分析，本研究凝聚出「渣男／女」概念指涉的三個主要因素：自我中心、對待伴侶的不當行為、與伴侶以外他人的不當接觸。並以「大五人格」作為分類架構，探討不同人格特質對「渣男／女」概念主要因素在意程度的不同，發現：外向性和神經質特質較高者，特別在意自我中心的態度；外向性、親和性和神經質特質較高者，特別在意對待伴侶的不當行為；外向性和神經質特質較高者，特別在意與伴侶以外他人的不當接觸。本研究期能以此作為開端，為未來相關研究開啟新方向。

本研究來自新聞報導：男生站立使用馬桶排尿會造成七千多滴尿滴噴濺，引發我們對此現象影響因素的好奇。研究設計以模擬真實排尿行為的噴水裝置，由紙張盛接噴濺液滴，測量噴濺液滴的重量。研究過程以不噴水的對照實驗模式，去除紙張自然吸收或蒸發水分的實驗誤差，接著針對尿液位置、水位高度、尿液流速、排尿高度、馬桶壁傾角、水面添加物等因素進行實驗，探討最少尿滴噴濺的站立排尿方式。研究結果發現選擇中央（水中）的尿液位置較佳，尿液流速無明顯影響，成人排尿高度較高會使噴濺量變大；而在水面添加一層泡泡或清潔慕斯，或將馬桶設計為垂直壁面，配合較低的水位高度，能讓尿滴噴濺大幅減少，可供衛浴業者設計馬桶參考。

新冠肺炎疫情猛然爆發，全球各地都陷入恐慌，在關注疫情同時，我們也注意到國內醫護人力嚴重不足的警訊，所以我們嘗試利用本次的實驗作品，期許能以科技的便利，增進護理工作的效能，進而降低護理人員的工作負擔並提升醫療品質。 以往注射點滴時，護理師需親自監控或委請病患家屬幫忙留意點滴液位，於是我們嘗試使用樹莓派連接攝像頭來讀取點滴液位並顯示在樹莓派和網頁上，當液位低於我們所設定的數值時，LED燈和蜂鳴器會發出警示，同時IFTTT會發送簡訊通知護理師，達成以科技功能提升護理人力效率，並改善人力不足的問題。

二維碼在我們的生活處處可見，不僅比一維碼儲存更多資訊，我們還可以利用智慧型裝置讀取，快速又方便，我們想利用這樣的特點在導盲磚上設置二維碼，配合導盲手杖安裝智慧型裝置。我們挑選二維碼中的QR Code來進行實驗，先從QR Code的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作，接著探討改變它的各項元素：QR Code的內容形狀、配色、遮蔽讀取情形，接著把QR Code轉換成貼在導盲磚範圍大小上進行研究，再加上安裝智慧型裝置在手杖上的距離與地面夾角的實際測試，歸納出安裝具有QR Code導盲磚，配合手杖上的智慧型裝置，讓視障者能用聽的就知道現在所處的位置資訊。

科展中黏菌的研究屈指可數，關於共生菌的研究更完全沒有，是一個充滿未知的領域。本實驗探討黏菌及其共生菌的關係，我們的實驗對象為針箍絨泡黏菌(Physarellaoblonga)和它的共生菌。其中針箍絨泡黏菌(A)帶有3種共生菌，針箍絨泡黏菌(B)帶1種共生菌。研究結果顯示我們研究的原生質體針箍絨泡黏菌(A)其中一個共生菌Paraburkholderiatropica和國外細胞性盤基網柄菌Dictyosteliumdiscoideum 身上的共生菌同屬，且以不同方式影響黏菌的食物。經過一系列實驗後，發現針箍絨泡黏菌會篩選對生存有利的共生菌，每種被攜帶的共生菌具有不同功能，我們認為針箍絨泡黏菌的共生菌會彼此分工合作，影響黏菌生長。

本研究利用葉綠素卟啉環內的鎂離子置換成銅離子來處理硫酸銅廢液，鎂銅離子的置換目前均使用萃取法，本研究透過實驗確認可以使用葉片的原型來置換，大大減少了廢液處理手續。除了具有表皮蠟質的葉片置換速度較慢，其他葉片結構皆不影響。透過比色法計算出移除率，加上硫化鈉檢驗，確認此方式可以完全去除銅離子。檢測置換後的葉片在土壤中與不同pH值的水中，銅離子皆不會再度釋出。 藍綠菌是有葉綠素的微生物，實驗發現藍綠菌鎂銅離子的置換速度優於陸生植物，間隔三天在優養化水域倒入0.05%硫酸銅溶液，15天後水域濁度下降到4NTU以下，水生動植物則不受影響。利用葉綠素鎂銅離子的置換可以處理硫酸銅廢液，還能去除藍綠菌，可以說是一舉兩得。

近年來台灣的海灘面臨被嚴重侵蝕之難題，護岸措施不斷推陳出新。而目前台灣除了突堤之外，也有近幾年來發展興盛的「離岸堤」。一般而言，在離岸堤背後形成的砂舌或繫陸砂洲具有防治海岸侵蝕的功效。於是我們想藉由實驗來大略推敲出最適合養灘的離岸堤，來解決現在台灣沙灘資源 不斷減少的問題。本實驗以離岸堤的厚度、長度、高度、角度、離岸堤相對水深的高度、離岸堤離岸的距離、消波塊作為實驗操作變因，並以樂高機器人作為造浪機維持海浪的頻率、強度。結果發現，影響養灘效果前三名依序是：角度、離岸距離、高度，且波速會使離岸堤擺設的最佳角度有所不同。