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團隊合作獎

「欲罷不能」桌遊機率之探討與延伸

欲罷不能是一款與機率性質相關的桌遊,結合骰子的進行來完成遊戲,我們藉由遊戲體驗去發現到欲罷不能的問題,並設計實驗來尋求問題的解答,一步一步發現欲罷不能的小秘密。 從研究一、二的探討中,找出原規則各式各樣的機率情形,發現到與7越有關係的機率越大,而與2或12越相近的機率越小。但也在研究三中發現雖然7的機率最高,但若加上遊戲本身設定的方格數來闖關,所有數字機率都差不多。我們也在研究四、五的部分,將遊戲做兩種延伸(加入乘除、骰子面數),增加遊戲樂趣,也調整遊戲的難易度。也在研究六時進行策略分析,依據情況擬出該前進該停手的策略。最後,運用上述研究資料,設計Scratch版的「欲罷不能」桌遊。

向前衝~自動化磁浮運輸系統之研究

本實驗分成電磁鐵特性研究和自動化磁浮運輸工具的探討,在電磁鐵特性的實驗中研究影響電磁鐵磁力大小的因素。當電磁鐵的矽鋼片數、漆包線纏繞匝數和電磁鐵的通電電流愈大皆使電磁鐵的磁力愈強。磁浮運輸工具實驗中目的為發展能使車體平順運行的磁浮軌道,並探討負重對車體懸浮高度的影響,再利用做出的磁浮運輸工具探討列車移動時的順暢度、穩定度和振動情形。在製作磁浮運輸系統的實驗中發現:電磁鐵磁極轉換的頻率、電磁鐵的間隔、磁浮車體的初速度和車體寬度會影響磁浮車體運行順暢度,其中吸引時間介於0.290秒和0.300秒時,可以使列車移動最順暢;吸引0.310秒時為等速運行;振動幅度在0.275秒到0.340秒時較穩定。

足球有多圓-多面體的表面積與體積探究

在理化課老師介紹過巴克球,體育課踢過足球,兩者外型相同,但足球好圓,我們好奇這個多面體是否接近球體。 研究方法為選定正多面體及截角多面體,從十種多面體分別計算表面積、體積與其外接球表面積、體積的比值。 研究過程中,首先我們計算組成面正多邊形面積,其中以正五邊形及正十邊形,運用黃金比及複雜的根式計算,再計算多面體表面積。接著逐一推論多面體的外接球半徑、面心距,來計算多面體體積。最後數值分析這些多面體的覆蓋率與填充率,以數據為證,來說明巴克球確實相當接近球體。 本研究附加價值在於我們完全「沒有」使用三角函數,純粹以國中階段數學基礎進行研究。

討厭!為什麼我一照光就會長曬斑

本實驗探究油點百合的黑斑生成因子,實驗分為五個部分:第一個部分檢示黑斑葉切片,顯微鏡下觀測黑斑主要在上表皮細胞之下的單層葉肉組織,具有黑斑的細胞為紫紅色,推測為花青素;第二個部分以分光光度計檢測黑斑萃取液,比對前人的花青素光譜數據的波峰段,應為花青素的一種類別-芹菜定;第三個部分,透過UV光照射是否形成黑斑,透過UV模擬箱,皆以12.7公分的距離照射,在照射UVA、UVC後,和對照組進行比對有顯著的黑斑比例差異和葉柄生長量的差異;第四個部分以氮肥、尿素、磷肥和必達通用肥作為營養鹽,噴灑在葉面、土壤灌溉和直接浸泡於營養液的方式進行灌溉,結果顯示噴灑在葉面的各組營養鹽皆有促使黑斑生成率增加的現象。

以人工智慧協助腎臟基因變異之治病預測

本研究致力於尋找在資料不足的情況下最佳的基因預測模式。 首先,訓練預測腎臟基因(PKD1)變異致病力模型,利用三種訓練方法:「管線」(Pipeline)、 SVM分類器、隨機森林相關分類器訓練資料,並調整相關參數。其中,以隨機森林準確率最高。另外,利用「網路爬蟲」技術整合四個大型網路基因變異註釋工具,製作單一介面方便使用者輸入資料,能夠大幅減少醫生預測病人基因變異致病性的時間,具有極高的實用性。為了嘗試解決基因變異致病力預測資料不足的問題,本研究利用網路工具所預測之致病力分數訓練模型,然基因變異位置複雜,資料量仍有所欠缺。 最後,期望利用本研究「整合網路基因註釋工具」蒐集醫生資料,提高模型資料量同時提高準確率。

口罩「國家隊」→「地球環保隊」-自製PLA口罩與收集全分解制度

疫情導致醫療口罩需求與丟棄暴增,讓石化塑膠污染日趨嚴重。我們從自製聚乳酸PLA環保口罩過程中,發現新創減塑、友善地球元素可能性。首先改裝棉花糖機、自製鑿孔鐵罐頭加上5克重PLA粒子加熱抽短纖維﹔篩選幾種加熱器具實驗後,用離子夾模擬熱黏合法的「熱軋」模式成功將短纖維→不織布﹔以自製PLA不織布當口罩本體,搭配鈕扣型耳掛(布縫橡皮筋)兼具舒適、牢靠度與可重複再使用。與國家隊口罩實驗比較,發現外層撥水性與內層透氣性都較佳。 為了讓口罩「國家隊」晉升為「地球環保隊」,本研究以日常生活用簡單工具自製口罩、檢測並規劃符合PLA特性的全分解制度,減少塑料泛濫對於地球的負擔。期望達到「口罩保護人類、人類愛護地球」的雙贏境界。

以西太平洋暖池南緣普林蟲化學分析方法探討40萬年前古海洋與氣候之變遷

本研究嘗試探討40萬年前地球歷史中一次與現今地球狀況類似的超級間冰期MIS 11 (海洋氧同位素階層 Marine Isotope Stage 11,約424,000年~374,000 年前) 時,西太平洋暖池南緣的古海洋與氣候變遷。使用採自西太平洋暖池南部MD05-2925號岩芯中的次表層浮游性有孔蟲普林蟲 (Pulleniatina obliquiloculata) 殼體進行鎂鈣元素比和氧同位素地球化學分析,以獲得次表層海水溫度及其他數據,進而分析重建當時氣候動態變化。經數據分析與比對後,本研究提出間冰期MIS 11與其後進入冰期時產生之次表層溫度與鹽度變化可能和地軸傾角引起之海洋環流與高緯度南太平洋有一定相關。

風蕭蕭「吸」家清涼

本研究利用風力引進屋頂室外空氣,來降低室內溫度。將屋頂空氣引進室內有三項基本要求:「進氣效率高」、「防水效果好」、「能依風向轉動」。利用風洞與風速計測量「各種形狀的通風開口」、「對風向不同角度開口」的排吸氣速度,發現開口面對風向時進氣速度最快,找出吸氣效率最佳的方向後,再以氣水分離器的離心原理設計能將空氣、雨水分離的的管道,加上能隨風向轉動的開口,完成能以360度風向防水進氣的裝置,經模擬實測結果,自製的防水進氣裝置,在有風的晴天時,最多能降低室內溫度14.3°C(如實驗八數據)。

沂水春風,潔濁揚清

紡織印染行業是工業污水排放大戶,此類污水的特點是有機物濃度高、組分複雜、色度深且多變等,屬難處理工業廢水之一,排入自然水體中將降低水中溶解氧濃度,阻礙光合作用和水體自淨,危害生態環境。因此,印染廢水必須經過生物化學處理以降低生物需氧量(BOD5)及生化需氧量(COD)含量,但活性污泥等常規生物處理工藝對於印染廢水中有機物的降解收效甚微,通常在生物處理後搭配化學處理工藝以達到深度淨化的目的。在各類三級化學水處理方法中,本研究以新式Fenton法為基礎(屬高級氧化水處理技術),因其水力停留時間短、去除效率高,成為處理紡染廢水的主流。

「擺」「滑」齊放—探討不同變因對於旋繞擺運動之影響

本報告研究掛在桿上之一繩,繩的兩端掛不同質量的物體,當重端釋放時,輕端繞桿運動的情形,稱之為旋繞擺。藉由對其進行力分析,推導出運動之方程式,再以程式Vpython模擬重端下滑長度以及動畫,以用來比較在實驗中,不同變因下,如質量比、橫桿半徑、繩長及動摩擦係數的運動狀況。 研究發現,不同變因的確會影響重端之下滑長度,且實驗和模擬結果相當符合,所以可利用程式來模擬極端狀態(如質量比極大、橫桿半徑極小)之實驗數值。