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第61屆--民國110年

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。

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。

"橋"遷之喜-水流對橋墩壓力與流速之探討

在日常生活中,橋墩遭河水猛烈沖刷,導致車輛或行人無預警的落橋事件,因此瞭解橋墩如何遭受水流破壞為當前重要課題。本研究藉由自製模擬渠道模型,探討水流碰到橋墩後的變化,並記錄不同變因下水流壓力與水流速度的關連性。經過實驗後,得到: 渠道水位越高時,則表層流速越慢,且壓力隨水位深度加深呈非線性增加。橋墩的存在會增加各量測的壓力值,尤其在橋墩前後壓力為最大,並隨橋墩與渠道邊的距離縮小,水壓會愈大而流速越慢。在橋墩形狀中發現,水流接觸的表面積越大,對壓力的變化也越大。不同橋墩形狀的流速比較△>○>◇>□> ,橋墩為四角柱時流速比較 > > > 。最後進行實際渠道測量,並與模擬分析比較,發現所有變因皆有共同的趨勢。

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。

在多邊形中尋找反正切函數是否搞錯了甚麼

本文由六個結合tan-1的等式及其所搭配的無字證明圖形出發,結合多邊形的性質發展出新的圖形,並以向量以及三角函數佐以證明tan-1與多邊形的全新等式,並且討論四邊形中四個角的不同狀況以得出不同定理。本文最大的價值在於:我們將國中學過的鏢形三內角相加等於一外角的特性加以運用到四邊形,並結合高中所學的三角函數以及反三角函數和利用了方格紙將圖形座標化後以內積公式去求出各個條件下四邊形的一般式,因此我們能夠利用此一般式快速地利用座標來去算出不同四邊形的關係式。而本文最大的特色在於,我們將大部分國中及高中所學知識融會貫通後,將其運用在我們報告中,且在本文中我們利用了假設各點並小心的驗算列出了各圖形在各個條件下的一般式。

「立」挽狂瀾-坡地崩塌現象及防治研究

本研究主要探討短延時強降雨下,坡地崩塌現象及尋求防治崩塌的解決策略。 首先,探討降雨對於坡地崩塌的影響,發現當雨滴粒徑越大、雨滴速度越大(亦即降雨強度越大),坡面崩塌體積越大,崩塌時間則越短。 其次,就坡地角度與組成之砂石粒徑進行探討,發現在短延時強降雨情況下,坡地角度變大時,崩塌體積較大、崩塌時間變短;而砂石粒徑越大時崩塌現象較不易發生,至於分層混合粒徑時趨於粒徑越大砂石越在上方現象,但當砂石間縫隙充滿水後,均極易因細微的擾動而造成大規模崩塌與滑動,其中粒徑越大砂石崩塌現象越明顯。 最後,探討在坡面植樹及加裝立柱均有助於減緩崩塌現象,在立柱加裝收集器進行雨水收集與排水,更能有效減少崩塌及裸露現象。

正多面體表面移動及一刀斬所形成的截面

此研究探討螞蟻在各正多面體按特定行進規則進行表面行走之最短路徑,以及按照特定的截面規則將正多面體(柏拉圖立體)一刀斬後分割成二部份,觀察其所形成的可能截面變化,並利用Geogebra等電腦軟體模擬繪製,藉此協助我們計算正多面體分割成的截面周長與面積,進而推導出其公式及觀察截面大小之變化關係。

「分」散,「離」散,好聚好散

本研究主要探討分子與離子在不同溶液中散布情形的差異,將紅墨水與過錳酸鉀滴入不同溶液中,藉由即時錄影的質性分析觀察不同變因下的散布情形,再利用自製感光裝置的量化分析進一步測得散布速率的差異。 研究發現,紅墨水滴入水中的散布情形與容器的截面積大小、落下高度和水溫有關;滴入不同水溶液時,水溶液的密度是影響其前半段時間散布情形的關鍵。研究亦發現,當水溫在40℃以上時,過錳酸根離子的散布速率會明顯大於紅墨水色素分子;當紅墨水與過錳酸鉀滴入相同濃度的氯化鈉水溶液時,過錳酸根離子的散布效果也會優於紅墨水分子。

太陽能長滯空定翼無人機- 4G LTE 遠端影像數據監測及應用於 PM2.5 之分析

世界各地也開始提倡能源永續發展,又因近幾年無人機相關產業日漸增加,我們團隊決定把這兩個趨勢做一個整合,透過太陽能輔助系統讓傳統無人機的續航有所提升,未來搭載 各式感測元件與攝像頭的組合與搭配可運用在各式場合作探勘與量測之作業。

塑戰塑決!「菌」然讓蟲把塑膠吃了!

塑膠對環境危害甚深,雖已有研究證實部分昆蟲可降解塑膠類的聚苯乙烯(PS),但關於聚丙烯(PP)的生物降解研究很少,也沒有進一步透過腸道菌相分析,鑑定出負責降解的菌種。因此我們希望利用麵包蟲進行生物降解PP,透過16S rRNA定序分析,找出可降解PP的潛力菌種,來解決塑膠垃圾對環境造成的傷害。 我們的實驗結果顯示,麵包蟲能攝食PP並生長,且加入濕料及利用糞便移植腸道菌相能增加麵包蟲對PP的消耗量,證明麵包蟲能攝食PP與腸道菌相有關。利用次世代基因定序分析腸道菌相,發現麵包蟲攝食PP後,腸道菌相有極為顯著的變化,其中腸道菌Pseudomonas stutzeri顯著增多,經實驗證實此菌確實可降解PP,且在中性環境的降解效果較佳。