第60屆--民國109年

由於看到新聞報導神秘果具有能讓酸變甜的效果，也有良好的抗氧化能力，甚至有解酒的效用，引發了我們的好奇心而進行研究，旨在探討神秘果的抗氧化力及解酒的可能性。首先萃取不同保存方式的各部位神秘果，以碘滴定法檢測其抗氧化力，我們發現神秘果的抗氧化力受到不同部位、溫度及保存方式影響，以葉片的抗氧化力為最高，而乾燥保存最能保留色素及抗氧化力。我們另以神秘果中含有的琥珀酸和檸檬酸進行解酒研究，在37℃下使琥珀酸過量時酒精減少百分比最高，而檸檬酸幾乎不與酒精反應。接著以Arduino自製酒精蒸氣檢測器測定不同保存及萃取方式的神秘果解酒情形，以水萃取的濃縮液能使酒精蒸氣濃度下降量較乙醇萃取的多，又以冷凍乾燥的果皮+果肉最佳。

藉由我們自行設計的主振動系統與吸收器，來探討兩者頻率一樣時，在外加驅動力下，是否外加頻率等於主系統原先的自然頻率時，會出現主系統不振動，因為我們實驗的驅動力並不是直接作用在主系統上，造成我們的實驗結果與預期有差異，而且這個反共振頻率的偏移量與兩者之間的質量比值有密切的關係，主系統與吸收器的質量差距越大，反共振頻率越會接近原先的自然頻率。又由於原先是單一自然頻率，變成兩個物體的系統此時自然頻率由原先的一個變成兩個，而且兩者頻率的間距也與兩者的質量比有密切關係，兩者質量比(吸收器m1與主系統質量m2比)，μ=m2/m1 比值若越大，兩個自然頻率離得更遠。

鏈黴菌(Streptomyces spp.)是防治農業害蟲南方根瘤線蟲(Meloidogyne incognita)上的重要角色。我們自三處不同環境土壤，嘗試篩選出同種的鏈黴菌各一株(編號c5、d5、r3)，測試其生理特性(不同溫度、pH值、碳源下之生長)，及對抑制南方根瘤線蟲孵化、二齡線蟲活動力能力，最後以幾丁質培養基測試其分解幾丁質能力。其中c5在pH9下不論是生長情形或是抗蟲能力皆較佳；r3則較適合中性環境。而幾丁質酶的分解能力與抑制蟲卵孵化較為相關，線蟲活動力抑制則可能有其他物質參與。我們也發現各株菌的最佳生長條件，跟其原生環境常是不相符合的；且d5與r3為同種鏈黴菌卻也具有生理特性和抗蟲能力差異，未來希望能從其採集地生態了解影響因素，將鏈黴菌應用至農地時，可考慮菌株的適應問題。

目前3C產品普及導致國人視力不良，近視比例已是全球排列前茅國家，防範學齡者用眼過度繼續惡化，學校每學期初實施視力檢查以追蹤狀況，受檢過程都採用人工出題與檢核結果，全校學生檢測往往相當費力。本研究撰寫APP檢核程式安裝教室聯網電視做為出題顯示幕，並製作無線手持遮眼面具取代傳統遮眼棒，受檢結果運用物聯網技術傳送Google試算表，取代傳統紙本記錄方式並自動標註視力不良者，在研究過程針對作品檢測準確性，以整班學生進行受測比對，對於APP檢核程式有不恰當之處給予修正改良，找尋最佳解決傳統視力檢查方式。

日常活動中，我們發現河邊與海邊的石頭形狀不同，於是開始研究。首先，我們選擇三組地點進行實地觀察並測量河床礫石與海灘礫石，發現海灘礫石的圓度高於河床礫石，而河床礫石的球度則高於海灘礫石。也發現河床礫石會因為河流的水流速度及水量大小，而有不同的搬運方式，而海灘礫石會因為灘面上的沖流與回流，有不同的搬運方式。 我們也設計了設備來進行河床礫石與海灘礫石磨蝕的模擬試驗，模擬河床礫石磨蝕的試驗結果，與我們觀察到河床礫石球度較高的現象相符合，驗證河床礫石主要受到滾動與部分滑動的磨蝕影響。模擬海灘波浪礫石磨蝕的試驗結果，與我們觀察到海灘礫石球度較低的現象相符合，驗證海灘礫石主要受到滑動與部分滾動的磨蝕影響。

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門，具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用，而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列，所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現，探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後，線蚓新生體節神經的連接不完整，顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察，透過線蚓RNAi技術的建立，除了能進一步探討Hh基因功能外，也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。

手機自拍像中常有人臉佔照片整體面積比例過大、構圖不佳的問題，針對此問題本研究運用深度學習提出改善方法。所設計的方法，主要包含四大部分：圖像擷取、圖像外擴、圖像填補以及圖像結合。圖像擷取中，我們運用Mask_RCNN和Closed_Form_Matting兩個演算法，結合兩者優點來生成遮罩，正確率可達87.5%；然後，藉由更改模型架構以優化與對訓練集做不同的前置處理，比較不同模型成效並修正，可對人像自動進行適當的外擴；此外，在圖像填補中，我們設計差集填補的方式來提升填補模型準確率；最後，自動將外擴後人像與填補後背景做圖像結合。實驗結果顯示，所設計的方法可有效地對圖像擷取與圖像外擴模型做優化，並將自拍像中過大的人像縮小至合理大小，形成結構均衡的照片。

本研究透過收集資訊的能力，藉由網路資源、手機APP功能，期許達成測量物體高度誤差小於1%的目標。最後找出能以最小誤差來測量臺北101大樓的方法。 最初先嘗試不同測量物體高度的方法，討論過程中發現隨著不同角度，物體距離與高度存在規律的倍數關係，利用網路搜尋發現這就是三角函數的基礎概念，最後選定以此方式來測量臺北101高度。 研究發現，以簡易手機自拍三腳架、手機角度APP，在臺北101大樓仰角45°的周邊地點中，以臺北市府廣場測量臺北101大樓高度是最適當的地點，平均誤差在1%以下（0.356%），最低測量誤差甚至達0.007%（誤差3cm）。

本研究主要是對M.C-Escher手繪的各種極限圖(帶狀極限圖、正方形極限圖以及圓極限圖)進行結構解析，並探討其背後的理論與方法，運用本研究的理論方法、結構解析與格線系統，在適當軟體支援下，將可以輕鬆作出富有創意且可完全密鋪的動物磁磚圖樣。我們也利用雷射切割機將本研究設計的正方形極限圖產出拼圖板，而本拼圖板可有數種不同玩法；本研究亦可應用於跨領域教學(藝術人文、資訊、數學)、建築設計、科普玩具及相關創意設計圖。

本研究旨在探討影響尾鰭推進游動式(BCF)機械魚游速的因素。本研究是將市售仿生機械魚進行改良，從材質特性、形狀、面積、夾角、浮力、穩定度及浮心位置等因素著手，改變材質、尾鰭、浮球後，將機械魚放入自製環狀水道，測量機械魚在水道上繞一圈所需的時間，找出機械魚的最佳化配置。本研究總整了35隻機械魚、420筆實驗紀錄，結果顯示：薄PP板(3mm)材質、叉型夾角90°尾鰭、前面浮球向後1cm(浮心極靠近質心)且浮球材質為乒乓球的機械魚，游速最快，成功使機械魚繞環狀水道一圈所需的時間減少27.2%，大幅提升了機械魚的游速。本研究結果，也能在大體積的水道中重現，展示改進市售仿生機械魚運動表現的可能性，有助於提升人們對魚類游泳之仿生機構的認識。