第60屆--民國109年

我們延伸、拓展研究「方轉」摺紙，發現能摺出「N轉」的條件為：1.∠φ＋∠θi＝180°，2. 0<θ_i<α，∑i=1^n ai sinθi ≤2A，3.虛線要朝同一方向。我們也將實、虛線全平行的n個翼做線狀與網狀拼組，若1.翼的實、虛線共用，2.連接的實線長度夠兩個正n邊形可壓平旋轉 的空間，則能拼組「N轉」，其樣貌取決於正n邊形的形狀、大小、θi角度、連接的實線長度，我們可以依此設計製作，呈現具有規律性的數學之美應用於生活中。

本研究從傳統科學遊戲「雷射聲波筒」出發，自行研發出既安全又能精準量測聲源透過氣球皮振動而反射出圖形變化的【聲波振動顯現儀】，發現聲音的頻率、響度皆會影響投射至方格屏幕上紅點圖形的長度及形狀變化，其中尤以介於140~300 Hz的低頻音較容易使氣球皮產生大幅的振動，且響度越強圖形長度也會隨之變大。 而氣球皮的面積及緊繃程度亦會影響投射至方格屏幕上紅點圖形的變化，最後我們更成功研發出【聲波振動模式檢測儀】，能檢測氣球皮受聲波擾動位置及生成圖形間的關聯性。 我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究，發現物理世界中聲與光的奧妙之處，付出再多的辛苦也值得！

印加果是高營養價值的植物果實，富含Omega-3與必需脂肪酸近年來逐漸被重視，但是開殼仰賴人工，人力成本成為推廣的最大阻礙，因此著手研究印加果的開殼機構研究，期許能為人類攝取植物營養提供進步的動力。研究成果分為：1. 整顆果實分離成單一粒果實的研究、2.單一粒果實開[外殼]的研究、3.單一粒果實開[內殼]的研究、4.果實與外殼分類處理的研究，5.整體機構在機電整合與資訊處理的研究，6.開殼機構最佳化整合的研究上等等。針對開殼與分殼的方法有：打拋、捶壓、折返震動、刀具、夾壓、高壓氣流、離心旋轉等等作為實驗的研究變因。與傳統人力相較，我們能夠更快速、更加省時省力的開殼與分殼，為印加果自動化生產的路程上，立下了新的里程碑。

土質與水質會影響不同地區稻米的品質。那麼，濁水米跟濁水溪有何關聯呢？ 調查三種水稻樣區，分別有八卦山黃土或濁水溪黑土，以及用濁水溪濁水或地下水灌溉。並且比較不同季節的二期與一期稻作，以對應水圳濁度的變化。 結果顯示有黑土或濁水的樣區在植株高度、莖部周長、分蘗數量以及單束水稻稻穀數量等數據比黃土或地下水還要好。濁水灌溉的樣區甚至在水圳混濁期的二期稻作的稻穀數量比清澈期的一期稻作還要多。植株距離出水口越近，各項數據也有較好的趨勢。可見適時補充營養的濁水又比黑土來得重要。 觀察水圳的全年濁度變化，農民取水時機成為能否取得養分的關鍵。因此，黑土濁水加上配合自然循環的田間管理，可以做為認證濁水米的必要條件。

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）。

富含血小板血漿(Platelet-rich plasma；PRP)是透過血液離心及活化製備出含有高濃度血小板的產物，能幫助組織修復與再生。但傳統PRP在特定組織微環境的滯留時間低，治療效果不佳，因此需要研究適合的生醫材料作為傳統PRP的運載工具。本研究證實，PRP中血小板被激活後，可以釋放出更多的生長因子與細胞激素，且PRP透過與玻尿酸(Hyaluronic acid；HA)結合可形成穩定且生物體可以降解的水膠劑型(Hydrogel)。生醫材料殼聚醣(Chitosan)與HA形成之複合物，不僅可以增強Hydrogel結構的穩定，還能完整包覆血小板且不影響其完整結構與特性，具備生長因子緩釋效果。最後開發出可注射性富含血小板水膠複合物 (PRP-Chitosan-HA complex Hydrogel, PRH)，證實其能促進神經細胞增生，並改善膀胱神經損傷後的相關組織變化，相當具備未來臨床應用之潛力。

本研究透過蛋白起泡的過程，了解蛋白質變性現象、影響蛋白起泡因素，並分析蛋白泡比重與打發階段之關聯性。研究發現轉速1200RPM適合將蛋白質鏈結打開。添加液態糖、水、或提高蛋白溫度都有利於蛋白質鏈結打開，打出比重小、但安定性較差的蛋白泡。添加糖的時間點及糖量也會影響蛋白鏈打開，研究發現先攪打2分鐘將鏈結打開後再加糖，可使蛋白泡起泡佳，若加入超過80%以上的糖就可穩固蛋白質結構，打出安定性佳的蛋白泡。不同蛋種的蛋白泡比重為鵪鶉蛋＞雞蛋＞鵝蛋＞鴨蛋。最後發現比重在0.38 g/cm3~ 0.28g/cm3的蛋白泡，介於濕性與硬性發泡之間，適合應用在烘焙食品。透過實作了解適當比重的蛋白泡具有彈性，可拉出小尖頭並做出紋路凹陷率大、表面光滑的蛋白糖。

食安與環境問題是地球永續發展的重要議題，我們以無塑材料幾丁聚醣(CS)與海藻酸鈉(SAL)來製造保鮮膜，研究結果發現：1. 幾丁聚醣(CS)加酸水解後可成膜但不防水，加鹼中和後可防水但非常皺。2 .2%CS和2%SAL 無法直接製成混合膜，須以複合成膜方式製膜。3. 2%SAL交聯反應後，可與CS製成膜性較好的複合膜。4.添加天然增塑劑(甘油、蜂蠟、橄欖油)可增加CS-SAL複合膜韌性(拉力)、可塑性及防水性，而添加明膠後，雖然韌性降低，但卻大大增加形變率，可以製成適合包覆食材的保鮮膜。5.加入添加劑後的保鮮膜在防止麵包發霉與香蕉變黑都有不錯效果，但沒有辦法明顯防止蘋果褐變。6.自製保鮮膜在泡過酸鹼後，仍具包覆效果，而加入添加物的保鮮膜具有透氣性。

傳統的藍染，染一塊深藍的布，有時要反覆染個二、三十次才行，而每一次的洗滌，都是藍水對環境的污染！ 我們以便宜的零件及回收的手機變壓器插頭，成功的製造出第三代簡易吸光儀，其中六段電源供應器以不同電壓驅動光敏電阻感光後的電壓變化，線性趨勢線的相關係數R2值可達0.99，而配製藍染溶液的色階檢量線，辨色的相關係數也可達0.9以上，因此，可以輕易的分辨藍染後的廢液濃度，回收再利用。 同時，我們企圖以水果皮內膜取代保險粉(連二亞硫酸鈉)的臭味及毒性，也意外的發現，減少藍染洗滌廢水及減少藍染次數的簡單方法-回歸加酸定色，可讓染料溶解度變小而定色於染布上。

我們探索虎斑烏賊捕食動態獵物行為，分析捕食策略，建立捕食行為模型。結合程式控制機械手臂帶動蝦子移動，高速攝影機連續拍攝烏賊細微行為變化，再藉助新近問世機器學習軟體DeepLabCut快速量化烏賊姿勢變化，並發展修飾演算法修正DeepLabCut輸出缺陷，提高辨識率，讓軟體動物烏賊的姿勢辨識首次成為可能，從而建立分析捕食行為的大數據。烏賊捕食動態獵物時嘗試與獵物同步行進，即使烏賊已游進它的攻擊腕可觸及距離，仍有漫長的捕捉等待時間，創造同時滿足注視與定位獵物條件的最佳捕抓時機，才在視覺回饋參與下射出攻擊腕捕捉獵物。我們依此提出新的烏賊捕食行為模型，可以同時解釋動態與靜態獵物的捕食行為。我們認為烏賊等待最佳捕抓時機的策略是智力的表現。