第59屆--民國108年

三年來我們推動【廢棄腳踏車～重生】公益活動已經回收了七百輛腳踏車! 本研究進一步結合人工智慧，做了一個FB聊天機器人: 民眾只要提供地點、照片就可以完成舉報，並利用遊戲化鼓勵民眾參與。 本研究做出了下列三個全台首創的AI應用: 1.辨識廢棄腳踏車: 利用Google Vision API結合人工智慧類神經網路，判斷民眾上傳的照片中是否有廢棄腳踏車。 2.門牌辨識: 人工智慧結合Google Vision API及Google Maps API，從門牌照片解析出地址。 3.案件評分: 人工智慧根據各種數據判斷舉報案件是否真實。 經過反覆實驗訓練，它幾乎與人類專家所做的一樣好! 本研究進一步歸納實驗成果，提出「2-4個隱藏層、每層5-20倍輸入項目的神經元數量」的MLP最適配置，可以廣泛應用於未來相關領域。

台灣欒樹種子生長過程種皮顏色由綠轉紅變黑，一開始種皮長大讓內部胚根與子葉等結構長出後，內部開始累積大量澱粉，而種子重量越重發芽率越高。種子要進行發芽時，養分從胚根開始分解，沿子葉基部至子葉尖端。 有果瓣的種子在枝頭上變色速度慢，發芽率(63.7%)高於無果瓣的種子（27.5%）種子掉落率(55.3%)小於無果瓣的種子(70.1%)，可知果瓣是種子發育不可或缺的。 有風的情況下，果瓣傳播模式與水平位移的關係並無一致趨勢，但滯空時間越長，越容易傳播到遠方。而質量輕、大果瓣、兩顆種子等因子較常傳播到遠處，越重的種子飛越近，但發芽率最高，使得果瓣總重量與大小必須兼顧傳播距離及發芽率。；滯空時間越長，越容易傳播到遠方。

垃圾分類是環保重要的議題，本研究提出一個自動辨識垃圾分類的裝置，透過深度學習卷積神經網路來進行分類辨識演算，特別是直接透過影像辨識垃圾物件外觀，均有良好的效果。經測試，本系統已能有效分辨垃圾物件，在神經網路模型的評價中，平均mAP 為 0.973，而針對實際垃圾物件進行辨識，在固定外型的垃圾物件中辨識率達98% ; 而在包括形變的垃圾物件中辨識率仍具95%；本研究證明利用卷積神經網路直接辨識垃圾物件具備一定的辨識率，若進一步發展有機會優化網路效能及辨識程式運作效率，可大幅度降低硬體的成本，擴大提升垃圾桶具備垃圾辨識的能力並進一步普及化並結合物聯網、雲端技術及智動技術擴大垃圾分類自動化的可行性，為地球環保盡一份貢獻。

非洲菫葉光合作用型態以C3為主，本研究植株Eternal Orbit品種，表皮細胞與葉肉組織間有一層花青素，其光合作用型態有別於其他品種而呈現CAM。斑葉品系的葉綠素形成易受溫度影響， 平均21ﾟＣ為非洲菫成長最佳溫度，16ﾟＣ出斑面積最大；菫葉毛屬於單列細胞毛(uniseriate hairs )，毛內具葉綠體構造。上表皮與葉肉接觸部位，出現漏斗狀葉肉組織(funnel-shaped chlorenchyma)。，葉面組織切片顯示斑葉(variegate)為化學型色素體變異，局部品種有較厚的儲水細胞(Water storage cell)，能耐較乾旱的環境。

毛氈苔的捕食運動是黏液、腺毛(觸手)與葉片之間的協調動作。我們以點線面的方式分別探討黏液、腺毛與形成消化區的各項特性。首先，點的觀察是1.毛氈苔能立即偵測獵物是否為營養物質，2.黏液的分泌量對溫度會進行調節作用(溫度升高黏珠變小、溫度下降則變大)，3.利用黏液表面張力說明當黏液進行串接現象時，會增大捕食成功的機會。再則從線的角度提出“腺毛彎曲模型”，說明腺毛柄部正面柄部簧片的功能與背面膨壓變化的作用。最後用“腺毛彎曲訊息分類圖”與“傳遞營養物質訊息模型”解釋黏液、腺毛、葉片與形成消化區各部位間的協調性。綜合上述，設計皿狀容器假昆蟲協助未來探索黏液酵素特性並推論出彎曲訊息應與動作電位的關聯性。

我們研究一個有趣的數學遊戲，取材自《科學研習月刊》，不但解決月刊上的問題，更發展出一般化的結果。遊戲規則如下： 「在4列8行方陣中，從左側第一行開始放石頭，每一行放1顆，限制『新放下去的石頭的左上角方向一路延伸都不可以有已經放好的石頭』。問：放石頭的方法數有多少種？」 我們研究出1列n行～4列n行（以下簡稱1×n、2×n、3×n、4×n）的放石頭方法數，並提出計數m×n方陣放石頭方法數的策略（其中m≧5）。某國中組科展作品曾研究過這個遊戲，他們發現和費氏數列有關的規律，我們用不同方法證明該規律。關於放石頭的方法數，本作品還給出另一種形式的規律，使用的計數策略較為簡潔，並運用本作品的方法保證規律成立。

臺灣老年人口比率逐年攀升，老人照護逐受重視，而運動對於健康保健更是不可或缺。因此我們想製作一產品，結合時下流行的體感控制，也就是以穿戴手套的方式操控遊戲，讓復健同時兼具娛樂，活動筋骨，一舉多得。 手部與手指的運動分別會被我們所設置的三軸加速度感測器與彎曲感測器偵測，並以類比訊號的形式透過傳輸線傳送對應的鍵盤按鍵訊號至電腦，以此可操縱多種透過鍵盤遊玩的遊戲增進使用之樂趣與意願達到。 使用Arduino IDE編寫程式之體感手套，搭配Scratch與KODU設計之遊戲，邀請8位長者體驗，並以問卷回饋與分析。多數長者在活動與遊玩過程中認為，能增加其樂趣以及使用之意願。希望透過本次研究，使復健中的運動能夠翻轉成新世代的模樣！

遠端遙控及自動駕駛是當今世界各國極力發展的科技，在軍事和民生運用廣泛。本作品旨在探討如何利用簡單的材料及作法，完成一架水陸兩用的遙控氣墊船。從蒐集文獻資料著手，先製作CD氣墊船了解基本的飄浮原理，接著測試葉片推進及在陸上移動的可行性，再來製作簡易氣墊船，利用不同船身結構做比較，並且設計一代遙控氣墊船，在實驗失敗中找尋方法並且改進，重新設計二代遙控氣墊船，達到簡單、便宜、遠距離、快速等目標。

人類為了用電的需求，使用的發電方式常造成環境的污染，進而對人類及生態造成影響，因此，世界各國開始重視生態環境的保護措施，科學家們正積極尋找低汙染的再生能源，以取代既有的高汙染能源。 本研究利用課本所學之電磁原理及其他科學原理設計一組鐘擺式海浪發電機，經過鐘擺實驗得知，擺長影響鐘擺的行程，而擺錘的重量與行程無關，但實驗的結果發現擺錘愈重愈能克服電磁感應的阻力以及風的阻力，另外，實驗各種條件的感應線圈來製造適當的電磁感應機構以產生電力。最終，照著實驗結果，我們將鐘擺原理應用在海浪發電機上確實能在波動的海浪上擺動並產生電力。

探討平面上n條直線，每兩條相交出一個交點，但不三線共點，並在每個交點上標上數字1至n-1，使任何一條直線上恰好出現1至n-1各一次。得到奇數條直線無法、偶數條直線可以。 推廣至三維空間，探討n個平面，每三個相交出一個交點，但不四面共點，發現到三維空間有兩種推廣方式： 一、在每個交點上標上數字，使每條直線上的數字都不重複 二、在每個交點上標上數字，使每個平面上的數字都不重複 在此兩種情況下，可見當有三個平面時皆可以。 探討第二種推廣後發現在六個平面時亦可以給出構造。而後又發現其等價於Baranyai's theorem故得到平面個數為三的倍數皆可以，再根據文獻構造出三維度空間9個平面的一種方法。