第61屆--民國110年

本研究以CPR訓練模型輔具做為研究對象，根據專家說明CPR動作要正確純熟，除了依賴良好的教學輔具系統引導外，其功能上更需要有按壓姿勢的正確判斷，因此本研究藉助科技AI輔助，設計AI姿態辨識的智慧型高品質CPR訓練引導式教學輔具系統，經研究證實系統能逹到： 一、協助學習者熟練CPR的操作流程並解決訓練模型設計問題。 二、成功運用邊際運算功能提高AI辨識的速度。 三、拍肩反應、判斷按壓位置、深度更可利用壓力感測器及超音波感應器進行偵測。 四、能應用AI代替人類專家判斷按壓姿勢之正確性。 五、具專家模式且可獨立操作的CPR引導式教學輔具系統。 期望人人都能學到CPR正確操作技巧及爭取黃金復甦時間，搶救寶貴生命。

本研究嘗試製作商用規格，並具備相同流變現象的鐵磁流體。我們收集大量鐵磁流體製作的文獻，但普遍未提到具有良好流變性質成品的關鍵因素。為此我們設計了一套標準製作流程及器材，找出成分比例（鐵源、界面活性劑、載液）和合成步驟（攪拌、酸化、洗滌、乾燥）及反應環境（溫度、空氣）對鐵磁流體的影響。使用ImageJ計算尖峰數。利用SEM、EDS與XRD分析，成功製得粒徑<15 nm之奈米粒子。 製程中是否接觸空氣對奈米粒子的磁性產生極大的影響，未通氦氣保護時酸化pH=2.5-3；而通氦氣保護時酸化pH=4時，具有最佳的磁性。然而酸化至pH=6時化學性質最為穩定。混合水與磁流體時觀察液面產生的特殊現象，尚未被文獻提出。我們稱之為一種新形態的「不穩定現象」。

上美術課時繪畫有許多缺點例如乾燥時間不易控制、要長久保存需要加保護油，放置地點要控制溫濕度等。我們的實驗想要製作可以簡單長期保存的顏料，首先尋找高分子聚合物酚醛樹酯當基底，加入穩定的亞麻仁油以及異丙醇當溶劑、再添加色料，最後加入可以均勻混合溶液的乙酸異戊酯來製作成顏料，此顏料黏性適中能畫在各式材料，例如畫紙、玻璃板等上面，且具有塑膠特性，如果沒有被太陽光長期直接照射，不容易分解、退色、發黴、不被蟲咬、不會發黃、變色或裂開。可以取代油畫與壓克力顏料。此外可以精簡油畫器材，方便攜帶，減少運送的重量與體積，可以解決油畫從中世紀以來的長久問題，為美術材料一大突破。

角柱與角錐側面都是由長方形或三角形組合而成，這些形狀的邊都是直的，我們想把直線摺痕改成曲線摺痕，探討能摺的條件與摺出的樣貌。我們依序在平面紙上研究無摺痕、一條曲線摺痕、兩條曲線摺痕、多條直線與曲線摺痕能摺的條件，發現曲面在彎摺處若找不到直線，則此曲面無法摺出來，封閉曲線不能摺成曲面，混合直線與曲線摺痕，摺痕間形成的曲面，只能是凸曲面或凹曲面，不能凹、凸曲面並存。我們把在平面紙上能摺的基本圖形連續組合繪製在圓柱與圓錐上，找出在什麼情況下能摺，其中能摺的作品若滿足3條件，則能「定型」摺出正n邊形的圖樣。我們可依此設計製作，創作出更多不同的形體應用在生活中。

此研究之目的為探討二階不定方程式解之關係與 PyThon 程式解方程式。我們從找出部分初始值開始，再找出遞迴關係及一般式。並提出假說，找出除了遞迴式與一般式以外的其他關係。內容包括： 一、 a2 - 5 = b·k) b2 - 5 = a · k {2 的正整數起始解，及一組解中每個值的相互關係。 二、找出關於多組解的關係。 研究過程中發現許多國中課本沒提到的著名的數學特有名詞與本研究相關，如: 費馬小定理、模數(mod)、丟番圖方程式、牛頓一次因式檢驗法。

在日常生活中，人們常常為了便利大量使用塑膠製成的產品，如果事後處理不當，將會對地球造成極大的負擔。於是我們想利用海藻酸鈉與氯化鈣產生交聯作用形成的一層薄膜，包裹著洗衣精製成洗衣球，薄膜可取代一般市售洗衣精所使用的塑膠外包裝，並且找到了會影響晶球的幾個變因， 例如海藻酸鈉溶液之濃度為 2.5%時做出的球，膜厚度會最厚，並且比較了氯化鈣及硫酸鈣對晶球之影響，得到了由氯化鈣做出之球的效果會優於硫酸鈣，還有將球浸泡至不同濃度之電解質溶液中，得知了隨著電解質濃度愈高，膜的厚度就愈厚且浸泡時間愈長，膜的厚度也愈厚，最後還將晶球浸泡至 pH 值 1~13 之溶液中，得到了浸泡在 pH3 之溶液中，球的形狀最漂亮且膜也厚不易破。

921大地震時造成全臺大停電，在摸黑情況下逃生，容易造成重大傷亡。上科技課時，老師介紹有關智能家居的設備，我們就想到可以利用智能設備來自製地震感應器及自製模擬地震的震動平台，並且選定震度4級時讓地震感應器發出訊號。 我們利用家庭用電的配線來模擬居家環境。為了模擬停電狀態，我們將智能設備安裝在居家設備和UPS上。也透過各種通訊技術將各項智能設備進行互聯，並利用APP軟體設定條件，當地震感應器發生感應時會開啟相對應的條件，使智能燈泡和智能插座自動打開，指引臥室安全掩蔽處並發出警報聲。即使遇到停電的狀況，UPS上的照明裝置也會持續發亮指引安全掩蔽處及安全逃生的路線，以達到防災與減災的效果。

leidenfrost effect”是水滴能在熱表面產生蒸氣層並隨機跳動。我們便設想利用此特殊蒸氣層達到讓水滴往固定方向前進，甚至優化其加速結構。 我們設計 (角度θ=30°、45°、60°)×(高度h=1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm)共9種具數學意義的微結構。測量微結構在(160°C -350°C)溫度下水滴的速度、生命週期，並獨創「珠光粉慢動作攝影」研究形變、熱流。 我們提出未有文獻紀錄的空腔體積、有效接觸面、水滴外部形變機制、內部熱流循環等機制。利用上述資訊建構運動模型，發現θ=60°、h=1.0 mm水滴有最快的速度。且發現高溫段(表面溫度≥300℃)，任何微結構，生命週期差距都極小。我們獨創性提出水滴在微結構下“leidenfrost effect”數學模型，理論值與數據吻合，成功解釋水滴的運動機制。

近年來台灣的海灘面臨被嚴重侵蝕之難題，護岸措施不斷推陳出新。而目前台灣除了突堤之外，也有近幾年來發展興盛的「離岸堤」。一般而言，在離岸堤背後形成的砂舌或繫陸砂洲具有防治海岸侵蝕的功效。於是我們想藉由實驗來大略推敲出最適合養灘的離岸堤，來解決現在台灣沙灘資源 不斷減少的問題。本實驗以離岸堤的厚度、長度、高度、角度、離岸堤相對水深的高度、離岸堤離岸的距離、消波塊作為實驗操作變因，並以樂高機器人作為造浪機維持海浪的頻率、強度。結果發現，影響養灘效果前三名依序是：角度、離岸距離、高度，且波速會使離岸堤擺設的最佳角度有所不同。

全球性塑膠汙染議題，是現今各國所需面對的首衝問題，這些塑膠微粒除了會對海洋生物造成傷害外，透過許多文獻指出，這也會對環境造成破壞，亦能運用顆粒小的特性，被人體吸收，進入到血液循環系統。因此本研究旨在尋找能夠替代塑膠微粒，且又能自然分解的廢棄物，實驗中選用了花生殼以及蛋殼，其中，花生殼洗面乳達成與含塑膠微粒洗面乳相同效果，能夠完全取代含塑膠微粒的洗面乳；蛋殼洗面乳效果最佳，不過在於人體皮膚上清潔時，卻會有不適感。藉由研究問卷分析，發現大眾對於塑膠微粒具有一定程度的了解，接近五成的人都使用過含塑膠微粒之產品，約七成的人對於花生殼洗面乳有興趣。