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(鄉土)教材獎

「你是我最甜蜜的量子糾纏,讓我們還給這世界一彎乾淨的河水吧!」-物聯網智慧濾水裝置

工廠所排放至河川中的工業廢水會對我們身體健康造成危害。本研究是提出一款具備自動替換濾心功能並結合IoT概念的濾水裝置,本設備是從化學、硬體與軟體三個面向進行整合。首先我們以具備高孔洞性的海藻酸鈉晶球,固化可用於吸附重金屬離子的吸附劑-幾丁聚醣[1],製作出一款適配於我們濾水裝置的濾心,能在軟硬體兼備下藉EDTA脫附而達到自動替換濾心的功能。本設備崁入具高度自動化的程式,能在無人操作情況下,實現自動監測及水質分析,此外,以簡單可視化的網頁的方式呈現給使用者瀏覽。本設備的硬體則是與軟體搭配而成的高客製化成品,相較於目前市面上的現成硬體,擁有更小的體積及更低廉的價格,且能針對本研究的需求,作到最佳化的設計。

原音重現—自動太魯閣族語語音評分系統

近年來原住民語使用逐漸減少,面臨傳承的危機。本研究製作太魯閣族語音評分系統,希望幫助人們學習太魯閣族語。利用原委會網站的音檔和田野調查收集錄製的族語語音與族語老師的評分為本研究的研究語料,以Kaldi為語音辨識框架來製作語音辨識模型。對模型輸出的音素與正確單詞進行字串相似度計算,將計算數據與模型產出的發音品質分數作為選擇模型的依據,透過機器學習方法選擇最接近族語老師評分的模型。以此模型計算研究語料,再以機器學習製作一個七成正確率的評分分類器,最後實作出評分系統網站。此網站除了可以學習族語之外,也可以幫助未來繼續收集更多語料,提高評分系統的正確率。期望幫助人們學習太魯閣族語,讓原住民族語原音得以重現。

「圓」生「圓」聚,「圓源」不息 一 圓外切n邊形與其旁切圓的性質探討

1.根據數學傳播期刊第43卷第2期中胡穎老師發表「圓外切四邊形涉及旁切圓的一個性質」[1]的關係式,把它從原先應用在圓外切四邊形,推廣至圓外切n邊形中,發現涉及圓外切n邊形的旁切圓不只在其周圍的第一層,而是到了第二層的旁切圓,也依然產生規律的關係一般式。 2.承1,所有第一、二層旁切圓半徑、面積和周長間,存在特定的規律性。 3.承1,所有第一、二層旁切圓的切點三角形,最外側邊上的高之間,有特定規律的等量關係式。 4.承1,與第一、二層旁切圓有關的「心頂點三角形」和旁切圓內切點三角形面積的比值有漂亮的乘積關係一般式。 5.延伸原本只討論第一、二層旁切圓,並推廣到第k層旁切圓,同時提出k、n的數學關係一般式。

影響桃園河口地區塑膠微粒分布因素之初探

塑膠微粒產生的問題,已是全球關注的重要議題。我們希望藉由調查桃園沿海地區塑膠微粒分布及氣象資料比對,來探討塑膠微粒數量可能受到哪些因素影響。 我們挑選了桃園沿海地區的南崁溪、老街溪、社子溪出海口做為採樣地點;另外也加入非出海口的觀新藻礁海岸進行採樣。樣本使用尼羅紅染劑染色,計算塑膠微粒數量後,取其平均值做統計圖表,並與氣象與洋流資料進行比對分析。實驗結果顯示,漲退潮對塑膠微粒數量的影響不明顯,但風速快慢及海流的季節差異則確實有影響到塑膠微粒數量。 本研究為初探性質,樣本中的社子溪出海口塑膠微粒數量較多,河川的人為活動具體如何影響,可再進行後續延伸研究。

「魚」「龍」共舞-製作花青素魚鱗凍之探究與分析

魚鱗是很好的食材,製作成魚鱗凍費時費工,只好丟棄;我們想透過科學探究,找出省時省力的方法製作營養價值高的魚鱗凍。實驗前製作SOP,可降低操作誤差,提高實驗的再現性;實驗後針對結果及問題討論並提出對策,由結果可知探究方法是正向且有效率的。 本探究分成三大部分,第一部分是找出壓力鍋熬煮的最佳條件、魚鱗研磨時間及魚鱗與水的比例。第二部分是自製和市售魚鱗凍的差異比較,結果顯示自製的數據均優於市售(密度增加1.2%、固含量增加188.8%、熬煮時間節省62.5%、抗氧化力提升17.9%)。第三部分是比較不同花青素水果的抗氧化力,再以抗氧化力較佳的水果製作成花青素魚鱗凍。最後由紅色火龍果魚鱗凍勝出,也就是我們的研究主題「魚」「龍」共舞。

〝 風起水湧 〞 --- 綠能魚塭水車效能之研究

全臺魚塭因全天候用電開啟的增氧機衍生非常大的費用 ,我們可以利用魚塭的水和風力製做綠能水車增氧機來節省電費。 本實驗主要製做打水曝氣系統,包括 : 八葉垂直型風車、阿基米德汲水器、垂直式阿基米德螺紋葉風車、水車,各個裝置之間可以有效地動力轉移。 以管長、噴水口寬度、輪軸比、長寬比等變因測量整個系統的噴水量及轉速,藉以評估一個有效的打水曝氣系統。 研究結果顯示:阿基米德汲水器的管長越長得到越高的灑水水柱,噴水口越寬得到水柱的水量越大,輪軸比及長寬比越大的風車能造成整個系統的轉速提升、噴水量變大,合力的結果使水車得以有效的打水曝氣。 我們成功製做出一個有效結合綠能(水力、風力)的打水曝氣系統。

人工智能-區塊鏈於咖啡豆烘焙之懸浮粒子量測研究

本研究選用曼特寧咖啡豆於「中深烘焙」過程所產生懸浮粒子數值變化做為預測空氣品質與推斷咖啡烘焙程序,如此可讓工作者預測空氣狀況而因應改善,也可進一步了解烘焙過程之操作誤差。為了確保烘焙程序可信度,本研究提出了結合區塊鏈與人工智能技術應用於咖啡豆之烘焙操作履歷。 「中深烘焙」操作履歷包括烘焙程序履歷與推斷程序履歷,前者為與烘焙操作程序對應之懸浮粒子數值,後者為推斷烘焙程序之人工智能模型。 程序履歷是將烘焙中產生懸浮粒子區塊鏈化,而後再將不可篡改懸浮粒子區塊提供給人工智能訓練使用,將訓練完成後模型加入同一條區塊鏈上形成推斷程序履歷,因此區塊鏈具有懸浮粒子資料與人工智能模型不可篡改雙重性烘焙履歷。

彰化市電動機車暨電池交換站之探討

本研究旨在探討彰化市電動機車的發展與能源補給站的設址問題。一則用問卷針對消費者的電動機車購買決策加以分析;二則以訪談分析傳統機車行對電動機車投入市場的看法;三則分析產品生命週期為成長期。無論消費者或機車行,皆提出電池交換站不足的問題,要讓電動機車市場邁向成熟期,增設電池交換站是關鍵,我們試圖以地理資訊系統的空間分析功能,找出新設電池交換站的最佳區位,研究結果可供後續研究者或政府機關在研擬相關決策時參考,希冀打造低碳城市,實現綠色運輸,達成永續發展。

探討菱角澱粉糊化性質及晶球化作用

菱角有豐富的營養素,但高含量直鏈澱粉圖礙澱粉被應用的機會,本研究在探討不同烘乾溫度做出的菱角澱粉特性,以及了解添加海藻酸鈉和乳酸鈣產生的菱角晶球特性,希望對菱角晶球了解可以提供菱角粉被加工利用的機會。研究發現烘乾溫度越高,得到菱角澱粉顆粒越小,糊化溫度提高,黏度下降。添加海藻酸鈉除了可延緩生菱角粉的沉澱、增加糊化後黏度值、更能減少老化現象。正向晶球作用可做出實心的菱角晶球,0.25%的海藻酸鈉濃度,得到的晶球成球性最佳。菱角晶球在溶液中保存的效果各有不同,浸泡在純水或鹽水中,晶球會變重變軟;浸泡在糖水或酸性溶液中,晶球會變輕變硬。反向晶球做法雖不利晶球成形,但仍可形成不同口感的菱角凝膠。

在多邊形中尋找反正切函數是否搞錯了甚麼

本文由六個結合tan-1的等式及其所搭配的無字證明圖形出發,結合多邊形的性質發展出新的圖形,並以向量以及三角函數佐以證明tan-1與多邊形的全新等式,並且討論四邊形中四個角的不同狀況以得出不同定理。本文最大的價值在於:我們將國中學過的鏢形三內角相加等於一外角的特性加以運用到四邊形,並結合高中所學的三角函數以及反三角函數和利用了方格紙將圖形座標化後以內積公式去求出各個條件下四邊形的一般式,因此我們能夠利用此一般式快速地利用座標來去算出不同四邊形的關係式。而本文最大的特色在於,我們將大部分國中及高中所學知識融會貫通後,將其運用在我們報告中,且在本文中我們利用了假設各點並小心的驗算列出了各圖形在各個條件下的一般式。