第59屆--民國108年

在經歷自製十代棉花糖機的過程後，我們將孔徑2mm、洞數192個、孔洞呈螺旋排列的轉盤（放糖容器）組裝在轉速8000 rpm馬達上，然後以酒精燈提供將糖融化的熱源，接著拿起長竹籤收集糖紗，成功自製棉花糖，完成一部組裝簡單、製作量多的棉花糖機。 以各種糖品做成棉花糖時，硬糖方面建議用以檸檬糖為原料做出的棉花糖最快做好。若將白砂糖加上葡萄糖漿、奶油、油(細水柱狀)、油(噴霧狀)融在一起能做出延緩潮解時間的棉花糖，其中又以在棉花糖外噴上微量油霧，能有效隔離外層水氣，效果最好。

要怎樣才可以使盪鞦韆越盪越高？本研究將單擺在擺盪過程以拉、放線的方式模擬人在盪鞦韆時重心的改變，發現在最低點時拉線將重心提高，最高點時放線讓重心放低，單擺可以越盪越高。分別測量在固定角度變化下：(1)不同擺長 (2)不同拉線長度 (3)不同初始角度。結果發現：(1)擺長越長，所需拉放線次數越多 (2)拉線長度越長，所需拉放線次數減少 (3)初始角度越大，所需拉放線次數越少。實驗裝置原以齒輪變速進行拉放線，因不夠精確，改採以馬達帶動長桿進行拉放線。同時用C++語言算出每次擺盪的角度，求出15°上升至30°所需的次數與實驗極為接近。最後將理論搭配實驗數值，以程式寫出盪鞦韆動畫，可清楚呈現正確的盪鞦韆方式。

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。

芬達棒是一款旋轉時能產生像泡泡一般視覺效果的玩具，並且在來回轉動時會出現結點。我們利用步進馬達連接芬達棒，運用MEXE 02程式設定參數來探討結點位置與不同轉動狀態的關係。最後針對結點位置結果來分析推論造成其可能發生原因。

報導指出植物生長與病害發生受大氣電場調控、花卉釋放電場信號與蜜蜂溝通、利用高壓靜電場改變電位可延長水果保鮮期限、將花束接地（grounding）可延緩枯萎，顯示植物生理現象與電場有關，並可能受到家用交流電的低頻電場干擾。 研究發現在家用交流電下，植物電位（以地表為零電位）與植株長度具線性正相關，植株疑似具天線效應；植物電位與澆水量具線性正相關，與電解質濃度似無關；距離較遠時，植物電位與纏繞電線的距離平方成反比；地面或盆器影響植物電位，任兩材質之「電位增加率」具正比關係，可用以量化各種地面的接地效果。 此外，研究結果也提供盆栽接地以及人體如何藉由植物來接地的建議，以減少生物電功能受到干擾。

本研究蠟蟲觀察～燈光下的零食！目的在觀察蠟蟲在不同溫度、光線照射下成蟲、結蛹、羽化成蛾的成長過程，過去資料顯示蠟蟲會吃塑膠，我們便把塑膠作為蠟蟲的零食，了解蠟蟲食用塑膠的狀況。研究方式為實驗法，將160隻蠟蟲分為八組，每組20隻，放入八種不同類別的飼養箱當中，觀察蠟蟲的生長。研究結果發現，蠟蟲成蟲不需要一直進食，24小時照光會加快蠟蟲羽化成蛾的速度，也會提高蠟蟲食用塑膠的動機，而塑膠沾上蜂蜜或果汁並未影響蠟蟲食用塑膠的動機。最後探討相關研究過程作為未來研究之參考。

排水的快慢與那些因素有關？如何才能加快排水的速度？我們設計製作一套排水實驗裝置，以Arduino超音波測距模組搭配電腦進行測量與自動記錄，並用3D列機設計製作不同的落水頭形式，同時考慮可能影響排水的因素，進行相關的研究實驗，結果發現排水速度較快的條件如下：一、圓形孔的排水口。二、直徑較大的排水口。三、排水口下方的排水管較短。四、落水頭的傾斜角較大。五、排水口下方的排水管無積水最快，其次積水高度較低者。最後為了避免漩渦加快排水速度，我們設計製作排水口上方加蓋與側邊加圓柱間隔欄柵的落水頭，經實驗結果證明，的確能達到排好排滿的滿管排水，加速20%的排水效果，並實際應用於學校的露台，為學校的排水系統增加一道加速裝置。

空氣汙染議題越來越受到重視，校園裡因空氣汙染紫爆而戴上口罩來上課的同學也大增，引發我們想多瞭解PM2.5被濾材過濾的效果並自行製作空氣清淨機。藉由撰寫Webduino與 Smart開發板程式積木、PM2.5微粒感測器、雷切木板及口罩濾材，組裝成一個可以監測PM2.5數值且具有清淨功效的桌上型空氣清淨機，成功的改寫程式讓google試算表可自動產生所測得的數據，並找出經濟且有效用的濾材。 市售的SHARP清淨機HEPA濾網及3M立體靜電濾網經過測試其過濾效果佳但卻昂貴，我們因而想要自製活性碳與奈米碳塗層，自製的奈米碳塗層過濾效果比SHARP及3M的濾材還要好。 進一步改良桌上型空氣清淨機並創新製作迷你可攜式型，運用3D列印機印出外殼，設計了各種造型輕巧、方便攜帶且過濾效果佳的機型。

使用微流體晶片可將原本需要30分鐘的加熱時間縮短至幾分鐘甚至幾秒, 將實驗過程簡化以及減少材料用量, 透過微流體晶片通道設計並能在同一片微流體晶片進行兩個步驟的實驗流程。 研究主旨用國一自然課本葡萄糖檢測實驗及酵素分解澱粉實驗為標的，透過繪圖軟體inkscape的使用，設計不同反應區跟微流體通道，使用雷射切割機切割及雕刻壓克力的微流體晶片，並測試不同材質的黏貼晶片反應時間，並達成實驗過程達到藥品減量，實驗流程簡化，利用image J分析顯微照片的RGB值及測量吸光值達到定量產糖濃度的效果。

本研究採用氣象局的颱風資料庫2010-2017年間的 8個侵台颱風，進行分析造成雨帶重建的特徵和原因，重要結果如下： 一、未雨帶重建的颱風個案在登台後，受到地形破壞，強回波常有下降的趨勢。但有些未重建的個案，颱風外核區內的雨帶仍有發展的趨勢。 二、有雨帶重建的整體雲系大多分布於颱風中心南側。 三、有雨帶重建的颱風個案第三象限低層與第二象限有風速差異較大(風切強)的現象。 四、2014麥德姆颱風北側的強風速差異可能使麥德姆在經過陸地時，北側颱風結構較南側更易受地形破壞而較鬆散。 五、對於雨帶重建的颱風個案而言，颱風結構中的第三和第四象限的回波增強變對於雨帶重建有著極大的貢獻。