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第61屆--民國110年

茼蒿行不行

本研究使用六種不同的混合土壤探討其種植的茼蒿的株長、根長、重量以及其部分部位硝酸鹽含量分析有何差別。於株長的部分,以一般土加有機肥最為突出,其中有一組平均株長達到12.2公分;於根長的部分,以一般土加蚯蚓糞土最為突出,其中有一組平均根長達到約22公分;於重量的部分,以純一般土最為突出,其中有一組平均重量達到約60公克。 此外,由株長變異數分析得知,同質性檢定顯著性皆>0.5。F=2.981,p(顯著性)<0.01,代表株長確實會因為土壤不同而受影響。由根長變異數分析得知,同質性檢定顯著性<0.5。F=2.945,p(顯著性)<0.01,代表根長確實會因為土壤不同而受影響。由重量變異數分析得知,同質性檢定顯著性<0.5。F=3.859,p(顯著性)<0.01,代表重量確實會因為土壤不同而受影響。

原來地球也能發電!─地熱發電之效能探討

本研究探討不同的溫降對史特林引擎做功的差異,結果發現以1300毫升的熱水,從95℃降到91℃、90℃降到87℃、85℃降到83℃時,史特林引擎分別做了 39.65、7.57、1.49焦耳的功。假設實驗室的數據能夠複製到實際大型的水體,則以宜蘭的仁澤溫泉每日抽取溫泉約20公噸來估算,若在其自然冷卻的過程中可以透過史特林引擎發電,當溫度從140℃降到90℃時,預計可發電23.2度,等於減少11.81公斤的二氧化碳排放量。本研究結果希望能讓讀者多了解利用熱質自然冷卻來產生電力,有助於改善我們的環境。

肝臟「IN」了沒?以人工智慧評估肝纖維化

嚴重的肝纖維化將導致臺灣十大死因之一的肝硬化,因此肝纖維化的程度評估對肝病的診治及研究極其重要。肝臟病理切片利用特殊染色如馬森三色染色法(Masson’s trichrome stain),可以清楚呈現不同程度而不等量的膠原纖維。臨床上最常使用Ishak fibrosis score評估肝臟切片纖維化的程度,可分類為7級,從0級的正常肝臟、輕微纖維化的1級至最嚴重的6級(肝硬化),然而病理醫師常因缺乏第二意見而有診斷不一致的問題。本研究將肝纖維化的檢體照片依照Ishak Score分級,訓練Google開發的Teachable Machine (GTM)人工智慧深度學習軟體。再以獨立照片反覆測試人工智慧模型,檢驗病理醫師與模型判讀的差異,加以調整改善。期望本模型可以輔助臨床診斷,在醫療資源相對匱乏的地區,也能簡便地做出即時精確的診斷。

一覽無遺 - 氣孔計數法的改良

傳統的氣孔計數法,必須在顯微鏡下計算一小塊表皮中的氣孔數,再用此樣區推測全葉的氣孔總數,過程繁瑣、應用也缺乏彈性。我們希望能簡化過程,也讓調查更有彈性,所以我們嘗試使用單眼相機直接對整片葉片微距攝影,希望能一覽無遺的將所有氣孔粒粒分明的紀錄在一張相片中,以利後續研究與應用。結果顯示,第一,直接用微距攝影拍照就可以拍出全葉的氣孔系了,不需要顯微鏡、不用撕表皮或做印膜,能大大的簡化流程;第二,可以在直拍照片中直接計數全葉氣孔,也可以在直拍照片中劃設位置精確的樣區,能用來任意分析比較各樣區,使調查更有彈性;第三,直拍照片可使用軟體自動分析來計數氣孔系數量,有望減輕人力負擔。

逆水「停」舟,不進則測阻力

上學期我們參加學校「水上足球機器人比賽」,比賽成敗的關鍵是機器人移動速度。相同動力下,船底的形狀會影響機器人前進的速度,我們裁切保麗龍板並加上動力讓保麗龍船能在壓克力水槽內移動,之後改良用珍珠板,讓船沿著軌道直線前進,配合資訊課程式語言(micro:bit),自製測量珍珠板船移動速度的器具。 實驗發現:軌道的形式會影響珍珠板船的移動速度,因而改變研究方法,讓船不動,水流動來測阻力:用抽水馬達製造水流,船頭挷細線,透過滑輪改變拉力方向,一端垂吊重物,水流動時重物減少的重量即阻力。我們製作許多不同長度的船板,測量不同長度受到的阻力,並增加載重及改變水流強弱,試著研究船的長度、寬度、載重、水流快慢和阻力之間的關係。

無人機的消防應用

科技的日新月異,人們除了在日常娛樂拍攝中結合了空拍機,在各個職業領域為了便利與效率也運用上了空拍機,傳統空拍機的空中攝影技術也逐漸結合各項感測器、機械結構來達到職業上的需求。本專題使用單晶片Arduino nano、MEGA Mini Pro、ESP-32和飛行控制器Pixhawk為主要控制板打造一台空拍機,並結合熱成像與各感測模組達到消防救援的功效。

百家 「蛛」子 -大姬蛛幼蛛擴散之研究

本研究主要是探討大姬蛛的生態功能。在實驗地發現,大姬蛛最常出現在校園活動中心左側樓梯的窗框,其他自然環境中數量較少。檢測大姬蛛結網的微棲地狀況,其大姬蛛的移動狀況以及數量,與照度和風力的相關性不高。在棲息地發現,大姬蛛大多產有卵囊,每隻產的卵囊數量不一。為了解卵囊中幼蛛產出後的散佈軌跡,研究中設計實驗箱,放置卵囊,並且在卵囊中的幼蛛孵化後,每日記錄其移動位置。以GGB的數學軟體,標定其不同幼蛛每日在蛛網上的位置,進行散佈模式探究。此外,為了解幼蛛在離開蛛網後的擴散情形,研究中以壓克力線仿蜘蛛絲線,並製作風洞以不同的風速,探討幼蛛可能的滑翔軌跡。

水中搖搖搖-探討節拍器在水面上的同步現象

我們的實驗是為了瞭解我們設計的變因對於節拍器同步時間的影響。我們的變因有:節拍器的放置環境、是否放在泡棉板子上、改變節拍器的頻率、距離、水量和水深。從我們的實驗結果得知,節拍器放在桌面上比在水面上更快達成同步;在桌面上的同步所需時間:直接放在桌面上<同一泡棉板子<不同泡棉板子;在水面上的同步所需時間:同一泡棉板子<不同泡棉板子;節拍器的頻率愈高、節拍器之間的距離愈短、水量愈少、水深愈深,都愈快達成同步。 當節拍器頻率為120bpm時,我們使用不同的水盆,並改變水的深度,發現節拍器只有在紅色方形水盆中,水深為5公分時,在水面上比在桌面上更快達成同步,所以我們推測是因為駐波而產生的現象。

「油」「氧」運Don't─食用油氧化狀態監測

食用與烹調的動物性及植物性油脂的主要成分為三酸甘油酯,其中不飽和脂肪酸碳鏈上的雙鍵π鍵在加熱過程中,很容易與空氣中自由基態的氧氣分子進行反應,造成雙鍵旁邊碳上的種類G和種類E的氫原子脫落,在脂肪酸碳鏈上生成自由基,進一步氧化之後,造成油品的破壞。為了瞭解油脂在烹調過程中的氧化程度,我們設計了加熱食用油的實驗,並利用核磁共振儀來檢測油品的氫譜光譜。我們發現,只是在300℃的溫度下加熱3分鐘的高溫快炒或是200℃油炸3個小時,食用油已產生很嚴重的氧化現象,長期食用這種過度氧化的油炸食物與高溫快炒的食物會危害身體健康,因此透過本研究透過科學實驗及證據提出烹調過程中油品應控溫,以減少對於食物的破壞。

報紙房地產廣告數量與社會意涵分析—以2020年自由時報為例

本研究以2020年自由時報房地產廣告為範圍,探討房地產廣告數量、出現版面、頻率與內容的社會意涵分析,以數量統計與內容分析為方法。研究顯示房地產廣告數量、版面,居商業廣告之冠,出現頻率以週五、六、日最高;假日、農曆七月及新冠肺炎疫情嚴峻或趨緩,皆會影響廣告數量;房地產廣告內容常將有房產視為人生勝利組,男性被塑造成認真專業,女性則熱衷享樂,女體更是廣告中為吸引目光而被凝視的客體,隱含階級、性別不平等;廣告對家的樣貌以異性戀為訴求,也許反映對非異性戀家庭的視而不見與擔心其成為鄰居的恐懼;廣告透露家庭成員權力的不對等,事業有成的爸爸位階最高;最後,廣告出現歐美國家地名、白種女性,透露仰望優越他者的社會意涵。