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第61屆--民國110年

怡然自「樂」,音樂內容的身心壓力放鬆效果研究

本研究旨在探討音樂內容對身心壓力的放鬆效果。本研究將受試者分派至完全無聲、環境音、純音樂、中文歌、日文歌等五個組別,進行約30分鐘的實驗操弄後,以血壓(收縮壓、舒張壓)、脈搏和狀態-特質焦慮量表之狀態焦慮量表(STAI-S)的測量結果作為指標,發現音樂確有放鬆身心壓力的效果,且雖然未達顯著,但不熟悉語言的歌曲(如日文歌)似乎比熟悉語言的歌曲(中文歌)更能放鬆身心壓力;另外,完全無聲的環境則可能比有聲的環境帶來更多身心壓力。本研究希望藉此為未來的音樂和壓力放鬆研究開啟更多可能性。

人工智能-區塊鏈於咖啡豆烘焙之懸浮粒子量測研究

本研究選用曼特寧咖啡豆於「中深烘焙」過程所產生懸浮粒子數值變化做為預測空氣品質與推斷咖啡烘焙程序,如此可讓工作者預測空氣狀況而因應改善,也可進一步了解烘焙過程之操作誤差。為了確保烘焙程序可信度,本研究提出了結合區塊鏈與人工智能技術應用於咖啡豆之烘焙操作履歷。 「中深烘焙」操作履歷包括烘焙程序履歷與推斷程序履歷,前者為與烘焙操作程序對應之懸浮粒子數值,後者為推斷烘焙程序之人工智能模型。 程序履歷是將烘焙中產生懸浮粒子區塊鏈化,而後再將不可篡改懸浮粒子區塊提供給人工智能訓練使用,將訓練完成後模型加入同一條區塊鏈上形成推斷程序履歷,因此區塊鏈具有懸浮粒子資料與人工智能模型不可篡改雙重性烘焙履歷。

複數平面解析應用-西姆松線之交點軌跡性質探討

本文主要探討的問題為:當三角形以其外心旋轉180°時 (我們稱之為對徑三角形),將此外接圓上一動點P對兩對徑三角形分別做西姆松線,當P點在外接圓上轉動時,兩西姆松線的交點軌跡為何。我們將西姆松線放在複數平面上來分析,推得這兩條西姆松線會互相垂直,並且它們的交點軌跡為一橢圓,此橢圓會相切於兩對徑三角形的六條邊,因此我們將此橢圓稱作這兩對徑三角形的「六點橢圓」,並探討這個橢圓的性質。 此外,我們也解出了斜西姆松線的方程式,並討論當改變對徑條件和旋轉對象時,兩西姆松線的交點軌跡方程式與圖形。我們發現了這些交點軌跡圖形都能對應到圓次擺線。

赤心守護-自製紅外線警報器之探究與應用

本研究從紅外線警報器優化、安裝、環境等變因探究感測效果尋求應用時達最佳效果。研究發現: 一、優化探究:發射器以電阻R1並聯、感測器以電阻R10串聯及升壓設計,可提升警報器功率。 二、安裝探究:警報器安裝高度對感測距離影響極小,紅外線垂直牆面感測效果較佳,串接雙紅外線設計,可提升感測範圍達市售警報器的120度。 三、環境探究:(A)環境顏色需考慮入侵者衣色,紅衣最易感測到,黑灰花衣最難感測到,兩者感測距離差2倍,地板顏色對感測距離影響極小。(B)環境照度黑夜與燈光下感測距離差距很小,背光屋簷下感測距離是黑夜的1.3倍;陽光下警報器無法運作,盼未來學得程式、晶片等專業可解決陽光干擾困境。(C)天候會影響感測效果,晴天優於雨天。

垂足多邊形的不變量與分類

近年關於垂足多邊形的研究,都著重在垂足「三角形」。本研究不限定於三角形: 給定任意正整數 n≥3,以及平面上的一個 n 邊形,從平面上一點 P 對該多邊形的 n 個邊(的延長線)作垂足,可得一個「垂足 n 邊形」。我們創新利用三腳架手法,證明: 給定三角形 A、B,必定存在一點 P,使得 P 對 A 的垂足三角形與 B 相似。再將三腳架手法推廣到任意 n 邊形,發現 n 腳架結構中,內、外 n 邊形面積的性質;並將上述結果推回三角形,研究內、外三角形定向關係,以及找出 n 腳架結構中,內 n 邊形面積極小時刻的特殊性質。最後,我們利用垂足性質定義特殊的等價關係,將 n 邊形分類。

嘉有「諸」叫聲-嘉義市諸羅樹蛙棲地與鳴叫行為調查研究

諸羅樹蛙(Zhangixalus arvalis)屬於樹蛙科(Rhacophoridae)為台灣特有種青蛙。研究者調查發現,在嘉義市頂庄里及新店里共有九處諸羅樹蛙的棲息地。在2020年3月至2021年4月間,於新店里農場進行的研究顯示:諸羅樹蛙共有五種叫聲,為整夜鳴叫的青蛙,在當日晚上7時至8時之間出現高峰,而過了翌日凌晨1時,鳴叫時間長度有再次上升的趨勢,凌晨3時之後才下降。相對濕度、水池水位高度、是否下雨以及氣溫都是影響諸羅樹蛙各種鳴叫聲次數的環境因子,其中水池水位高度越低,各種鳴叫聲出現的次數越高。未來從事諸羅樹蛙棲地調查時,建議使用晚上7時到9時的鳴叫高峰期進行棲地調查;在進行棲地改善時,水池水位高度為0~10公分最為合適。

米苔目螺旋擠壓新製程

目前手工製作米苔目,操作十分費力且高溫悶熱,而製作的米苔目機器,無法以連續式生產,也不能有效控制米苔目外觀及長短。我們研發的米苔目螺旋擠壓機,具有自動進料、自動出料、自動裁切、可控制米苔目長度、節省人力、避免高溫操作等優點,而且組裝成本低,未來具有商品化之潛力。由實驗發現,隨著米漿糰含水比例遞增,米苔目之直徑、澱粉糊化度皆呈現遞增趨勢,而米苔目螺旋擠壓機之耗電功率則呈現遞減之趨勢。透過物性與品評測試,發現米苔目樣品E(粉:水=1.0:1.6)之彈性最佳。透過螺旋擠壓機可製作各種蔬果米苔目,天然健康色香味俱佳,且長度適當之米苔目可用波霸珍珠用吸管順利吸飲,未來商品化之潛力極大。

「滂沱汗似鑠、微靡風如湯」-宜蘭也有熱島效應嗎?

近年來,全球均溫持續上升,是重要的環境議題。本研究在分析宜蘭地區主要兩個行政中心,即宜蘭市、羅東鎮的熱島效應UHI值。我們利用中央氣象局觀測資料查詢網站CODIS所提供的氣象資訊,來探討各個時間點上宜蘭溪南與溪北的UHI值變化與其關係。根據研究結果發現:宜蘭市、羅東鎮於2011~2020年間的年均溫均有逐漸上升的趨勢,最高可達1.3°C。整體來說,兩地區春夏兩季的熱島強度較高,其次是秋季,冬季則最小;受到海陸環流的影響,使得白天的熱島中心偏向陸地(西)側,晚間則偏向海洋(東)側;羅東鎮的熱島效應較宜蘭市區明顯。

藍到非晒不可─光雕顯影術,以投影機為例

藍晒的基本原理是檸檬酸鐵銨加赤血鹽的水溶液,日照後形成普魯士藍的沉澱。本實驗則透過穩定可控的光源─單槍投影機,來做為主要的光源,除了可避免天氣因素的影響外,也可投射出各種圖案,我們透過操作感光液的比例、照射時間的長短、投影的顏色,試圖找出光雕投影的最佳模式,此外,也嘗試找出適合藍晒的定色液,以延續產品的壽命。由於開放場域的環境光可能影響結果,我們設計了”迷你電影院”以提升成功率。 結果發現,以比例5:4(赤血鹽溶液:檸檬酸鐵銨溶液)的感光液表現最好,投影的時間則是50分鐘就可以讓感光液充分反應顯色,而利用顏色的操作便可同時完成深淺不同的藍色,最後,以食用醋做為定色液的效果最好,作品既顯色又耐洗。

水俁退散-自製有害無機汞快篩器應用於放流水之檢測

本研究先合成出奈米金溶液,改變不同碳數(3,11,12)的硫醇與奈米金結合,再利用羧酸根抓取水中的無機汞。觀察其溶液顏色的改變,自製Arduino快篩器,預警偵測放流水中汞離子濃度。 本研究發現奈米金溶液接上3-硫醇丙酸(MPA),配製標準汞離子溶液0、2、4、6、8 ppm,並加入對Hg2+有較強作用力的2 6-吡啶二甲酸(PDCA)試劑,用以提升快篩器的靈敏度。將分光光度計測量吸收度與濃度檢量線關係(R^2=0.99),與自製快篩器(R2=0.96±0.01)比較,具有一定的可信度,並實際應用於放流水的快速檢驗。本研究的汞離子檢測方式,具有特殊選擇性,結合IoT的快篩器,可迅速得知自然水體中Hg2+濃度,大幅降低傳統檢測的成本。