第61屆--民國110年

在上學時段，校門口的汽車接送區，由於送小朋友上學的車輛經常停留過久，造成後方車輛堵塞，拉長了許多同學通學時間。我們透過訪談與問卷調查，以及車流影像分析後，發現是因為家長個人習慣及下雨因素所造成。 為了改善這個問題，我們參考相關研究與智慧感測設施，並利用IoT物聯網相關元件與程式設計技術，設計出一套可設置於學校汽車接送區，自動執行家長停車時間警示與顯示車位空出狀況的停車引導系統。 為了瞭解系統的運作效能，我們設置了各項環境進行實驗，分別就雨天和晴天、不同下車時間和停車狀況進行模擬，經過感測器校正、程式修改及設備改良後，系統具備停車時間提醒、停車空位引導的功能，可取代原來指揮人力，發揮疏導車流的功能。

生質能源製程中，常將植物細胞壁中的纖維素進行水解，此反應在高溫環境中進行較具商業優勢，故開發耐高溫的纖維素酶具重要性。發現自嗜熱菌的纖維素內切酶GsCelA在高溫中具高活性。初步研究發現GsCelA蛋白質序列N端後第315和第316個胺基酸間會發生自我斷裂現象，導致酵素活性及熱穩定性提升。本實驗在GsCelA的N端及C端分別製造定點突變，探討GsCelA自我斷裂性質。實驗結果顯示突變GsCelA自我斷裂速率較低，而EDTA可抑制自我斷裂現象；已斷裂GsCelA可催化自我斷裂發生，而N端突變GsCelA不具此性質；部分實驗可觀察到已斷裂GsCelA具兩種分子量相異之形式。未來我們將設計實驗探討兩種已斷裂GsCelA間的關聯及自我斷裂機制如何用於改良纖維素酶應用價值。

以往進行風力相關實驗時都是利用手工製作各種葉扇材料，其成品會因人為因素多有差異，不耐用且無法做到商品化的程度。本研究利用Inventor3D繪圖軟體進行繪製各種形式的葉扇以及板擦吸塵器的各層構造，找出最佳配置製作出一台客製化且符合人體工學的3D列印板擦吸塵器，以測量吸取保麗龍球的數量來作為判斷吸力大小的依據，並且自行設計Webduino空氣盒子檢測程式進行擦拭黑板後的PM2.5數值變化為量化標準，來評估效能。吸塵器的原理是利用馬達高速運轉，在內部產生負壓，將灰塵吸入集塵袋。實驗結果發現，葉扇攻角、數量、葉扇形式、進氣口型態，…等，都會影響板擦吸塵器吸力的大小以及穩定度。本次我們發展出效率高且商品化的板擦吸塵器來解決教室內粉塵汙染的情形。

麵包的成功除了材料外，精準的掌控發酵程度是關鍵，傳統發酵程度判斷僅看其膨脹高度及指壓回彈。我們用跨領域想像來思考來此問題，是否可更精準掌控發酵程度。麵團中含有蛋白質、食鹽與水，應具有一定程度的導電性，而發酵時產生的二氧化碳孔洞會使麵團的導電路徑長度變長或截面積變小，依電學研判麵團電阻值會變大。 本研究以市面常用3種不同蛋白質含量的麵粉進行測試，我們將麵團放入發酵容器，運用電極板及探針兩種偵測方式，歷經多次測試失敗，從原先直接測試電阻法到最後採用電極板間接測試法，終於成功證實我們假設是正確，也成功設計了發酵到位提醒裝置，過程中發現麵粉團具電感特性且會儲能，且PH值由5-6變成7-8，我們的元氣麵包夢想近了。

本研究觀察探討澎湖地區銀合歡的外觀特性及引進歷史，藉實驗了解何種酸鹼值的土壤最適合銀合歡種子生長；長在銀合歡附近的雜草，他們的葉子對銀合歡種子是否具有相剋作用；利用實驗找出對銀合歡種子具相剋作用的植物，盼能有效抑制銀合歡種子生長。 觀察研究顯示澎湖地區的銀合歡多屬夏威夷型銀合歡，是豆科含羞亞科落葉灌木。根為軸根系；莖為直立莖；葉子對生，二回偶數羽狀複葉；多具有褐色腺體一枚；花屬頭狀花序；果實為莢果，內含種子。澎湖引進銀合歡作為牲畜的飼料與薪材，至今最少百年。 實驗研究發現銀合歡的種子喜歡在中性偏酸含沙量低的土壤生長，三裂葉薯的葉子透過淋溶作用會對銀合歡種子產生相剋作用，讓銀合歡的種子無法萌芽。

近年來全球大力推廣太陽能發電，為了能夠更清楚了解，太陽能板為何會發電? 我們從太陽運行軌跡來探討陽光之入射角四季之變化來進行模擬實驗與實際測量進行觀察變化的影響性。 在探訪彰濱太陽能廠及瞭解各種太陽能晶片的種類後，去測試比對各種影響因素(如: 太陽能板傾角變化、溫度、灰塵、遮蔭)，從中尋找太陽能板平均最佳傾斜角度、保持最佳照度量、和影響太陽能板熱衰退的問題。研究發現，當陽光與太陽能板呈垂直照射時，發電量最佳，但是臺灣屬亞熱帶國家，日照時間長，熱能傳導到太陽能晶片後，會使晶片溫度逐漸升高，而引起熱衰退現象，導致太陽能板的發電量降低。 我們想做個輕、薄易攜帶、可折疊、高效率且不怕部分遮蔭的DIY 太陽能板。

我們研究《科學研習月刊》上一個有趣的數學遊戲「正七邊形的頂點中有五個紅點，兩個黑點，用紅點當頂點可以連成多少個等腰三角形？」。 目前研究此題目的其他科展作品，採取直接計算所有頂點皆為紅點的等腰三角形個數，當黑點增加時，分類情形複雜而難有一致規律，所以探討到最多的黑點個數僅為4個。 有別於其他作品，我們提出不同的策略，先計算等腰三角形頂點包含黑點的情形，再利用排容原理扣除，得出一般化的結果：在正N邊形中，給定任意B個黑點（B=0,1,2,…），給出計數等腰三角形的個數一般化策略與公式。除此之外，利用本研究提出的方法，進一步延伸探討正多邊形內的等腰梯形個數，給出計數等腰梯形個數的一般化策略與公式。

三四五月是金門的霧季，濃霧經常伴隨西南風產生，過去曾有研究者嘗試分析濃霧產生的規律性，但似乎未能有實質結果。過去研究顯示，聖嬰(特別是東太平洋聖嬰)可能會促發秋季時西太平洋-南中國海鄰近區域產生順時針風場的高壓環流，其影響會持續至隔年春季。我們推測這個環流導引的西南風與海溫變化，很可能會影響金門地區濃霧的產生，然而，就我們所知，過去並沒有研究針對金門地區濃霧現象與聖嬰現象、海溫、風向間的相關性進行探討。本研究證實上述變項間是具有顯著性的相關性，亦發現，當東赤道太平洋海水的水溫在秋季時有明顯的上升(聖嬰年)時，半年之後(隔年春季)，金門的起霧天數會變得比往常還要多10到20天。

本研究主要目的為探討鄒族手持趕鳥器之力學、聲學及實際效能。我們發現鄒族趕鳥器為省時費力機械，手持位置須遠離支點，製作最佳材料為桂竹>綠竹>麻竹，一節竹子長度越長可以打擊出較大響度聲響，寬度為6.5cm為最佳製作趕鳥器的寬度，竹節個數以二個為最佳的製作個數，新鮮的竹節製作出器響度和頻率較高的趕鳥器，但竹子放置乾燥後聲音會變清脆，反而可以出現除了基頻以外多個明顯的泛音，也非常適合作為打擊樂器素材，我們實際將音頻錄製後，置於小米飼料旁，發現響度高的鄒族趕鳥器音頻前四天可以有效降低鳥害，但鳥仍有耐受性，故每一支趕鳥器均有其價值，值得保存此珍貴祖先手工智慧。

研究發現更換較低色溫光源能減少藍光；日常生活中減少藍光的方法很多，但願意使用的人少，主要是因為減少藍光會讓視覺感到偏黃，或是光線昏暗，會有色差不舒服，所以大部份的人不愛使用。使用4000K色溫光源實驗時，「色彩恆常性」會讓人覺得教室的觸控電子白板螢幕變藍，此時順勢調黃(減藍)電子白板的螢幕，就可讓照明光源與螢幕的藍光同時降低，並以相機的「自動白平衡」功能模擬「視錯覺–色彩恆常性」，測試在較低色溫光源下，可將螢幕調黃多少而不被察覺；測量發現在4000K光源、不察覺螢幕變黃的前提下，調黃螢幕可降低27.0%藍光，由此可進一步找出防藍光APP使螢幕減少藍光又不影響色覺的解方。