第61屆--民國110年

新冠病毒肆虐全球，也打亂各地人民生活。只有防疫做得好，才能讓生活恢復常軌。而校園正是防疫工作重要一環。我們利用物聯網開發出智能環境偵測網，結合AI技術，實施人臉口罩辨識；並運用Arduino模組，自動偵測人員識別證、體溫及手部酒精測量值。且能寫入資料庫，以取代紙本登錄更方便查詢。並開發專屬APP利於人員操作管理。我們透過實測驗證系統的可執行性，結果發現整體檢測準確率約為90.5%。而我們持續系統的優化與改良，包括即時語音提示、直覺化檢測介面、及檢測主機外盒的設計等。整個檢測系統建置成本僅需2,400元，而全部程式僅要0.5GB，利用隨身碟免安裝隨插即用，即可完成一個3A(AI、Arduino、APP)智能防疫系統。藉此達到安全智慧便利有效率的優質防疫校園。

本文在探討如何利用尺規作圖作出三角形內部三個(含)以上的切線圓及相切圓，以及用三角形三邊長表示圓半徑，並嘗試討論某條件下的圓面積和大小。分析為下列三種條件。 條件一 三角形內部若有三圓，則任一圓皆需與「一個相異圓及三角形兩邊相切」。 條件二 三角形內部若有三圓，則任一圓皆需與「兩個相異圓及三角形其中一邊相切」。 條件三 三角形內部若有四圓以上(含)，且其中三圓為條件一或條件二，則其它圓必須與任意三圓相切。 利用尺規完成上述三種條件的作圖，接著討論條件一及條件二的作圖步驟合理性及半徑關係。並發現其中包含索迪公式第四圓退化成一直線和馬爾法蒂圓。接著利用尺規作出條件三的圖形，最後嘗試找出在直角三角形中的圓面積和大小關係。

台灣位於歐亞、菲律賓板塊交界處屬地震頻繁區，而1999年發生921地震對台灣建物造成嚴重損害，爾後政府投入大量經費對校舍進行耐震補強，其中以裝設剪力牆為常見補強方式，因此我們想藉由縮尺建物模型實驗進行探討校舍建物裝設剪力牆後之減震效益。 本研究目的係模擬長八間教室、高三層樓單元之長軸向校舍建物進行之抗震試驗，並透過對照組與實驗組模擬不同地震波下位移、軸力與加速度進行比較？並討論在實驗模擬後各方面的特性並比較差異。 藉由安裝位置、開口形狀、大小、斷面四種不同控制變因進行討論，本研究實驗結果顯示，安裝於對稱建物長跨中心皆有明顯之消能效益，且開口與材質亦有不同減震效益，而模型尺寸規模亦屬重要關鍵。

本研究製作出一個可以自動對準太陽光的裝置「太陽光全自動集光追蹤系統」（以下簡稱本系統），使太陽能板面朝太陽。本研究也使用微電腦控制器（Arduino、ESP32）進行發電效率的自動記錄，可以在架設太陽能板前利用本系統進行評估。實驗數據顯示裝設菲涅爾透鏡可以增加發電量。若使用本系統，可提升發電量。本系統加上太陽能控制器及鋰電池，可以進行太陽能的管理與儲存，是具有實用性的綠能裝置。

為了解校園常見喬木葉片的滯塵能力，我們以茄苳、臺灣欒樹、小葉欖仁、烏心石、樟樹、肉桂、榕樹、血桐、龍眼、鵝掌柴等10種校園植物進行實驗。首先我們先觀察葉片的表面構造與塵埃分布，歸納出與滯塵量相關的特徵。接著比較方格法與紙重法2種葉面積計算方法，發現二者方法無顯著差異，再進一步以6種不同粒徑大小的落塵，進行沾附與揚塵的滯塵能力實驗。此外，我們也發現植物與水滴的接觸角大小並不會影響滯塵量的大小。隨著落塵的粒徑越來越大，血桐、小葉欖仁、榕樹和臺灣欒樹4種喬木的滯塵量也越來越差。無論粒徑大小，滯塵能力最佳的都是血桐、小葉欖仁和榕樹，建議校園可栽種滯塵力強的樹種，以減輕揚塵現象及沙塵暴肆虐時的空氣污染。

生活中的常見冰，大多具有冰芯結構，偶然之下，發現冰芯旁出現無數條放射狀微細空氣柱。本研究藉由文獻資料探討冰芯與微細空氣柱之成因，其與水溶液凝固時冰晶網狀結構、凝固點變化、與固液介面上氣體成核現象有關。並進行實驗設計探討不同容器、水溶液與環境控制對於冰芯與微細空氣柱之影響。發現熱導率低之容器，溶液內降溫速度較不穩定，使得空氣成核有中斷現象，形成具方向性、斷裂的微細空氣柱。水溶液中的真溶液與膠體溶液TDS值越小，會形成微細空氣柱；TDS值越大，冰芯體積越大，空氣成核較少。在環境控制下，冰芯會沿著牆壁夾角角平分線偏移，且角度越大，偏離容器中心越多。冰芯結構之美，可藉由容器、水溶液種類、冷凍環境來進行控制。

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。

一般將螢光粉覆蓋於LED上，受光激發而產生各色光，直接照明的光轉換效率高，缺點是極刺眼。本實驗研究LED的間接照明，利用已發展千年的釉藥調製技術和材料，以塞格式、一維二元...常見調釉藥比例的方式，結合現代科技分析方法，應用於LED以產生漂亮又不刺眼的間接燈光，亦具有高藝術價值及實用性。 研究結果成功依需求自製低色溫(暖色系)或高色溫(冷色系)的「反射式」高演色性熒光釉，避免接觸高溫晶片而使螢光粉劣化，得到間接燈光的最佳化曲線。陶瓷耐高溫、易散熱而且釉藥能保持 長時間不會退色、千年不壞。釉藥學千年來多應用於瓷器上，近年部分用於LED的螢光粉。本實驗堅持傳統用於瓷器藝術，又援以新科技LED，使其兼具現代實用需求及工藝美學。

裝置被一條金屬線所繫住，以此線為軸，上端固定，垂直吊掛。當物體受外力被扭轉一角度θ時，金屬線因恢復力而產生來回扭擺的現象，且扭擺週期T受各種因素影響。經實驗後我們發現：1.金屬線的剛性係數越大，T越小。2.扭轉角度θ越大，T會些微增加，但不明顯。3.T與長度開根號成正比。4. T與質量開根號成正比。5.T與線徑粗細成反比。6.擺放方式-T⊥ > T//。7.所得公式 T=k×(√l×√m)/d，且k∝1/√G。 我們另外發現有「扭性疲乏」一事，實驗後發現金屬線的剛性係數越小，則扭性疲乏越明顯，且當金屬線重覆受到不同方向之扭轉時，疲乏的現象會比同方向來得明顯。我們希望未來還能找出「扭性疲乏臨界點」。

本作品從海盜分金幣的題目著手，探討金幣以m、m+1、m+2、……、n排列時，哪裡是使金幣均分的最佳分割位置。我們從文獻探討，第58屆中小學科學展覽國中組數學科第一名作品中出發，另外發展出以圖形化來找尋最佳分割位置的方式，完成了兩人、三人分金幣的最佳分割位置，並獲得更為簡潔、具推廣性的做法及結論。 此外，我們更從研究結果中獲得了一些令人訝異但尚未經證明的發現，期望能於未來有更多的深入研究。