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第61屆--民國110年

田間昆蟲幼蟲鑑種及手機App檢索建立

田間昆蟲幼蟲會危害蔬果。藉由田間昆蟲幼蟲外部型態觀察測量,找出可供鑑別檢索的特徵,包括銅點金龜幼蟲頭長/頭寬比值最高(>1),其餘均≦1;青銅金龜幼蟲的大顎長/頭長比值比值最高(比值>0.55),其餘4種幼蟲比值均≦0.55;銅點金龜、獨角仙及姬兜蟲尾毛數量≦10根/mm 2,其餘的尾毛數量≦10根/mm 2;姬兜蟲幼蟲尾毛長度(mm)最長(>2mm),其餘的尾毛長度均≦2mm 。並根據幼蟲外部型態觀察及測量及尾毛分布特徵等實驗節中可明確地找出檢索的特徵,建立田間昆蟲害蟲幼蟲的檢索表,並能成功的完成田間幼蟲檢索鑑種分類檢索APP。並擴大建立更多田間昆蟲幼蟲檢索APP,及早鑑別危害的昆蟲種類,及早預防或撲滅害蟲達到田間防疫害蟲之目的,避免或減少農損。

從一個內切圓的問題想起

在一個三角形的內切圓上,任取三點連線成內接三角形,我們發現當此三點為切點時,可以找到許多與切點三角形有關的性質除了一一加以證明外,並推展至四邊形及更多邊形。

糖果傳遞問題之研究與推廣

n個人圍成一圈,面向圓心,且逆時針編號1,2,……,n。一開始每人手中有一個糖果,由1號開始,逆時針分別給右邊的人一個、兩個、一個、兩個……糖果,手上沒有糖果的人必須退出。我們將此傳遞規則定義為T1,2 ,同理T1,2,...,p 。這個傳遞遊戲,最終會有兩種情形,第一種是由一人獨得所有糖果(成功狀態),第二種是數人間傳遞糖果且形成循環(循環狀態)。 研究後得知,在傳遞規則T1,2,...,p(p≧2)下,若p=p1α1p2α2... piαi....pjαj(p1,p2,...,pj為p的相異質因數),任意的n值(n≧p+1)均可唯一表示成n=((p)tx(p1s1p2s2...pisi·m)+q(t,mϵN, p ∤ p1s1p2s2...pisi, (m,p)=1, q=1,2,...,p),令S=pt(p-q)+(pq-1)/p-1 +R·pt,則當m=1時,最終為成功狀態,且獨得糖果者的初始編號為S;當m≧2時,最終為循環狀態,且由m人循環傳遞糖果,而此m人的初始編號是S, S+ptp1s1p2s2...pisi,...,..., S+(m-1)· ptp1s1p2s2...pisi。上述公式中的R值,可透過我們研究出來的「R值迭代法」求得。

天使的眼淚—探討不同情況下酒淚掛杯表現之差異

我們很好奇什麼是酒淚?為什麼會有這個現象?是否可以從酒淚來判斷酒的品質好壞?故我們設計本實驗來找出不同酒淚表現背後的影響主因到底是什麼。 我們發現並非所有酒精水溶液皆能形成酒淚;搖杯會生酒淚的主因之一為產生液體膜,不同高度液體膜對酒淚的影響皆不同;不同溶質與濃度會造成酒淚表現的差異,如乙醇濃度越高酒淚密度越大;含甘油越多,初始淚低出現時間越晚、酒淚掛杯流速越慢、淚滴寬度越大;乙酸乙酯越多,初始淚滴累積至落下所需時間較短、體積小而流速快;甲醇的趨勢雖與乙醇相同,但其表現又有差異。液體溫度較高時產生的酒淚寬度較大、數量較少但流速快。最後觀察不同種類酒杯的酒淚差異,發現威士忌杯的酒淚表現最明顯好觀察。

VR健走之環遊世界

健走是一種較無負擔的運動,因而深受廣大人群喜愛,然而由於近期嚴峻的新冠疫情,大家為了防疫而不敢出門,為了滿足想運動也想要出國遊玩的使用者,所以我們設計了VR健走環遊世界系統,透過IOT鍵盤與滑鼠驅動裝置能夠讀取雲端資料庫中,使用者的操控指令,來驅動Google map街景移動,並透過手機體感裝置開發,讓使用者能夠以體感健行與姿態變換的方式,在Google map街景服務中進行環遊世界探索,包括前進、右轉、左轉、俯視、仰式、停止的姿態變換,此外我們設計了使用者介面APP,讓使用者能夠快速的選擇喜歡的遊玩模式,可選擇開車、步行、單人、多人模式,透過我們的VR健走環遊世界系統讓運動與旅遊出現新的篇章。

量力而微-微波脈衝分析降低量子閘誤差

本實驗最主要探討如何降低 Two Qubits System 經由 SWAP 閘後 Qubits 互相交換訊號時產生的誤差,用 Qiskit 環境測量雙量子位元系統誤差,利用隨機基準測量實驗找出誤差值,目前經由我們測量後經典量子SWAP閘的誤差值為2.003%。為了提高現代量子演算法的可信度及可行性,我們將經典量子SWAP閘的誤差定義為初始誤差,我們嘗試設計新的交換邏輯閘 SWAP 閘,將經典量子SWAP 閘替換成其他能達到相同目的的邏輯電路和調整脈衝作用時間,以及透過交叉共振理論以及調整脈衝圖形找出最優結構,延長超導量子電腦 ibmq_casablanca 的保真度,最後經由實際操作得到新的數值,並測量其誤差。我們成功的利用自製的SWAP閘降低 67.2%的誤差,也找出沒有相位翻轉也能實現的 SWAP 閘,這是個可行性很高的實驗。

以修飾奈米金屬之氧化銅電極催化亞硝酸鹽之定量檢測

本研究利用奈米CuBr作為前驅物置換上修飾金屬,且以電氧化法使其成為摻雜奈米金屬之氧化銅電極,用於檢測亞硝酸鹽的氧化。研究發現:自製的奈米鈷金屬氧化銅電極(Co-CuBr/CuO NPs/GCE),採循環伏安法檢測亞硝酸鹽可產生明顯氧化峰,催化且降低其氧化過電位約0.2 V,電流亦顯著提升。此電極偵測NO2―(aq)濃度範圍為50 ~ 25000 μM,靈敏度達1.94×104 μA / mg·mM。此外,在有干擾物存在時,Co-CuBr/CuO NPs/GCE偵測NO2―的選擇性極佳,應用於人工尿液的偵測極限可達10-6 M,且計時電流法濃度極限達74 μM,靈敏度極佳(2.23×104 μA / mg·mM)。本研究採用CV與CA方法確認自製修飾電極的偵測靈敏度相當且再現性佳,可有效檢測並催化亞硝酸鹽氧化,並可應用於尿液篩檢,達到簡潔永續效能。

「色不易控,控不易色」--蒙克懷特錯覺看透透

簡單的有色條紋或圓點分散覆蓋在物體表面,會讓人產生與物體原色不同的錯覺,即為蒙克懷特錯覺。本研究首先利用不同顏色的襯底、被觀察圓及覆蓋條紋組合成平面實體測試圖,改變其仰角、遠近探討被觀察圓錯覺色的差異。發現測試圖仰角愈小或愈遠時,錯覺色與原色的差異愈大。接著使用photo cap繪製各式測試圖,分別改變襯底、覆蓋條紋顏色、條紋間距,觀測被觀察圓錯覺色的變化。研究顯示被觀察圓錯覺色的RGB 值會介於原圓與覆蓋條紋之間;襯底與錯覺色明度呈反向關係;覆蓋條紋間距愈小,錯覺色與原圓RGB 值相差愈遠。最後,在透明裝有稀釋果菜汁的玻璃杯外表貼上有色條紋或圓點,成功地運用錯覺原理將稀釋果菜汁調回原汁顏色,並設計出錯覺色小燈具。

地牛翻身全台震醒-結構的共振現象與減震對策

為了消耗地震時帶給建築物的巨大能量、並提升結構物抗震能力 ,解決地震帶來的困擾,因此我們探討建築物的共振現象、與裝設阻尼器及配置方式對減震效能之影響。本研究利用加速規-Palert、加速度測量APP-AccelView 、與振動平台等工具,量測自製之建築結構模型的受震反應與分析其共振現象,再加裝消能型阻尼器,並找出最有效之阻尼器配置方式。 本研究發現:(1) 振動平台的實測震度(gal)較理論值大,推測應是振動平台之滑軌平整度不完美所造成;(2)使用針筒作為消能型阻尼器安裝於樓層之間,減震效果顯著,而平均分布在結構立面的配置方式優於集中安排在低樓層,集中安排在高樓層者效果最差。因此,本研究建議採平均分布方式,可達最佳耐震效果。

凹凸有柱~一觸即發

試管鉛直向下碰撞時,可產生高直液柱,我們稱為「一觸即發」現象。研究發現:試管下落期間,管內液體所受的等效重力發生改變,放大毛細作用,使接觸角變小形成半月形對稱空腔,碰撞時液面迅速回彈形成液柱。其中,接觸角與液體種類、管壁狀態、試管加速度有關;液柱的產生則與接觸角、液體黏度、碰撞狀態有關。汞的一觸即發現象尤其特別,可透過二次碰撞激發液柱。若以連續振動將一觸即發過程重覆延伸,發現振源和介質振動頻率並不同步,當振動機驅動頻率約為液面振動頻率的兩倍時,可持續產生共振液柱且可對應到克拉尼振動模態。當模態(m, n)為(0, n)且n∈N,為產生中央液柱必要條件,若此時迅速放大振幅亦可誘發「一觸即發」。