第61屆--民國110年

在農業生產過程中，溫濕度、日照強度、土壤水分、肥料...等諸多因素，對作物生長狀況有決定性的影響。這些自行種植者，簡易方法可以參考氣象單位的測候資料，進階的方式則是智慧化，在種植場域加裝攝影機、感測器，如圖一所示架構。智慧農業的優勢有： 自動化監控，精確控制，降低生產風險，提升質量及產量； 降低人力耗費，提高效率。 在本研究中，我們以物聯網技術，結合影像串流，製作了農業用的監控系統，可以手機遠端影像監控，功能包括即時影像觀看、自動灑水、噴藥(或施灑液態肥)和施撒固態肥料等功能，協助農民耕作更比較方便，同時也加強產品品質。成品將以小型化溫室容器之自動化控制為目標，同樣的架構可以擴大至較大型溫室及農地建置。

許多人在駕駛交通工具時常會速度太快，不放慢速度便會使車禍發生機率大幅提升，在巷弄裡更是如此。許多車禍都是因未注意來車所導致，所以我們想出了在路口裝設感知器，用來感知是否即將有車輛靠近以用來提醒駕駛人，雖然在某些路口會裝設凸面鏡，但還是有駕駛人會忽略，所以我們利用感知器搭配手機APP，當車輛靠近路口且有來車接近，手機便會發出聲響與震動，來提醒駕駛，相信這會比凸面鏡更有效果。

本篇研究主要在探討UV照射黴菌所導致的幾丁質含量變化。本組以家庭中常見的青黴菌複合體作為材料，證實黴菌經UVB照射30秒後可促進生長及增加養分的累積，並且也能得到稍多的幾丁質及幾丁聚醣。我們從文獻分析黴菌和蝦蟹外殼的幾丁質結構，發現其結構上有所差異，再比較由實驗萃取幾丁聚醣的成本和市面上大多是經蝦蟹外殼萃取產品的售價，發現兩者價格差異不多。

本研究旨在探討高雄區，目前仍在噴出泥漿的泥火山所形成的泥裂表面特徵。藉由類神經網路找出泥裂角度、裂縫數、含水量與泥漿成分之間的關聯性，建構裂縫判斷模型，並採取各地泥漿樣本，設計裝置進行實驗，在控制泥岩厚度、溫度等變因下，模擬自然環境形成的裂縫，並分析受力產生的特徵模式。建構後的 CNN 模型準確度約為 83 %，RNN模型準確度約為 93 %。前者用途為判斷裂縫分岔點與找出其裂縫角度與數量，後者用途為透過裂縫數與角度判斷當前圖片含水量與成分。未來將繼續開發為只需將圖片輸入，即可精準判斷出該圖片的含水量與成分，提供在各領域如：地球科學、防災、建築工程等實用工具。

本研究旨在探討圓錐曲線的等視角軌跡。我們利用幾何方法和過曲線外一點的兩切線夾角之cot⁡θ值恆等的條件求得：線段的等視角軌跡為兩對稱圓弧；圓的等視角軌跡為圓；拋物線的為單支雙曲線，且視角互補的軌跡恰為一雙曲線，視角90°時軌跡為其準線。 由於不同觀測點位置對雙曲線作切線的情況不同，只有在漸近線同號區能定義等視角軌跡，故我們擴充視角的定義，並提出等切線夾角軌跡來研究雙曲線的軌跡。橢圓的等視角軌跡和雙曲線等切線夾角軌跡皆為含根式的二次曲線，視角90°時軌跡為兩者的準圓。我們討論兩圖形的相似特徵：找出圖形凹向改變的條件，並以實驗數據說明軌跡的兩側近似於軌跡與y軸交點的密切圓(Osculating Circle)。期待能以研究結果解決一些視覺問題。

使用醋酸鋅及醋酸錳的金屬離子電解液建立自製的鋅錳液流電池循環系統，透過負極Zn/Zn2+及正極Mn2+/MnO2的氧化還原反應，成功實現無隔膜的可充式鋅錳液流電池。在電解液濃度實驗中，觀察到較濃的Mn2+濃度會增加MnO2的沉積，有較好的充放電效率。在不同pH值的實驗中，發現pH= 6~6.5的醋酸根電解液，有最佳的鋅錳液流電池充放電庫倫效率及能量效率，分別達80%及40%以上。使用加入更多硫酸根離子pH< 5的酸性電解液，雖有稍高的放電電流，但會提早耗盡MnO2使充放電效率降低。電極擺放方向的實驗結果，顯示平行水流有較佳的充放電效率，此外重複充放電實驗也證明醋酸鋅錳電池可保持極佳的庫倫效率，有很好的再現和穩定性，實驗結果將有助於未來鋅錳液流電池的進一步研究。

我們這次研究，首先嘗試從斜溫圖分析穩定層與濕度對層狀高積雲(ACS)有何影響：(1).我們發現穩定層底部的高度愈一致，ACS的層狀結構就愈能維持住；(2).濕度決定ACS的雲量；(3).穩定層是經常性的、大範圍的分布。其次，我們也由雲系變化來探討ACS的形成方式：(1).若當天一早就出現ACS，大多是受到外來系統的影響─①鋒面的接近、②冷高壓系統的移動、③颱風的外圍環流、④華南雲雨區的東移或南方雲系的北移，而不同系統所形成的ACS雲況通常也具有某種規則性；(2).在雲系轉換方面，我們發現高層雲、積雲、卷雲和卷積雲都可以轉換成高積雲；(3).甚至在晴空之下，也可能突然就誕生出ACS。

根據自然課本「聲音與樂器」單元，自製一台跨越三個八度的古箏，透過控制琴弦的張力，驗證「弦愈粗、愈長、張力愈小，其音調愈低；弦愈細、愈短、張力愈大，其音調愈高」及八度音之間振動頻率為1:2的規律；以Audacity分析波形及頻譜圖，比對雁柱、音色、調音方式間的關係。歸納10位音樂專家對音色佳的定義，以音準、響度及波形為音色指標，改良第一製尼龍弦箏，再製第二製榫接尼龍弦箏及第三製榫接鋼弦箏，比對三者經不同時間及彈奏次數的偏離音準幅度；以分貝計測無音箱、有開口音箱、無開口音箱的響度差異；觀察不同製作方式、音箱形式及弦的材質之波形，依響度能量削弱時間及聲音延長時間，比較其變化與市售古箏的差異，找出自製古箏的最佳條件。

羽球是容易上手的運動，但易受風影響，因此都在室內活動。為此我們想製作出能在戶外打的羽球，讓這項運動可以走出戶外。我們參考「風羽無阻─戶外低風阻羽球研究之初探」的作品，但發現此作品實驗數據有些不符合邏輯（如面積愈小，應該會愈抗風，但實驗結果並非如此…）。我們推論是「重心」所造成，所以想藉由改變重心來探討重心對於羽球飛行能力(包含飛行距離、偏移量、與飛行速率）的影響。本實驗發現，將羽球或塑膠球做對稱性修剪，以減少羽毛受風面積，將重心改至距離球頭2.9公分的位置，均會使其偏移量減少，飛行較穩定且飛行距離較遠。羽球和塑膠球的重心往球尾移動1公分不管在哪種風源下，比重心往球頭移動1公分飛行都較穩定。

隨著養身觀念提升，不少小農採自給自足的方式耕作經營，利用黑水虻處理自家廚餘→再將幼蟲餵食雞鴨→雞鴨再供人類食用。如此簡短的食物鏈，若餵給黑水虻幼蟲的食料中含有農藥或抗生素等，殘留於蟲體內，再使用含有有害物質的黑水虻幼蟲，餵食雞鴨，再由人類將餵食黑水虻幼蟲的雞鴨吃下肚，是否會造成食安的問題? 由研究結果顯示，經由黑水虻幼蟲處理過的生廚餘及有機質，達滅芬會殘留在虻糞、蘇力菌會造成黑水虻幼蟲死亡、四環黴素會殘留在蟲體內，對於要使用黑水虻處理相關廢棄物時，應妥善依不同餵養料先進行不同處理方式，勿讓可能存在的有害物質進入食物鏈，希望未來能應用在各種農業方面上，達到綠色環保的效益又能免於陷入食安問題之窘境。