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第61屆--民國110年

以剪力牆裝設於縮尺模型探討校舍建物之減震效益

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。

微薇旋風自飄揚-大花紫薇多型性種子飛行模式之探究

大花紫薇果實有4-7個蒴室,6蒴室果實最常見,種子具多種形態,依種子與翅膀比例分成1:0、1:1、1:2、1:3與1:4五種類型,發現翅的比例越長種子較小、較薄、重量較輕,翅的寬度則相近。種子飛行模式具規律性,分成二個時期:墜落期與旋轉期,墜落期越短,越早發生轉折點,代表越早開始旋轉緩降,滯空時間也較長。在種子散佈方面,發現1:2、1:3與1:4種子因翅的旋轉而有緩降現象,散佈較為集中。在發芽率中發現1:0種子多不發芽,翅越長的種子其發芽率越高,最高可達高達96%。由此推測翅長越長的種子可散佈的距離較遠,也較易發芽,而種子較重且無翅的種子,其種皮較厚可等待更久的時間再發芽,可降低種內競爭壓力。

釉色-千年釉彩工藝應用于間接燈光照明色溫及演色性之研究

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。

「疫」起守護校園──3A智能防疫系統

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。

「鎮」「興」倦-探討鎮定劑、興奮劑對螞蟻族群的影響

高雄巨山蟻是社會型動物,有族群勢力範圍和首領。外敵入侵,蟻群會迅速啟動有紀律防禦(接觸、攻擊、護卵、殲敵),並在最短時間完全殲敵(平均18分13秒)。蟻后是防禦領導者兼主要殺手,殲敵率78%。服用鎮定劑一個月後,工蟻、蟻后領域概念低,蟻群出現防禦瓦解,殲敵率僅11%(60分鐘內),蟻后殲敵率「零」,完全失去領導力,但仍保有領導地位。服用興奮劑一個月後,工蟻、蟻后個別育幼行為雖明顯提高,但領域防禦降低,外敵最終由工蟻完全殲滅(平均52分52秒)。蟻后殲敵率降為56%,工蟻不再餵食蟻后,已喪失領導地位。停藥二個月後,興奮劑組蟻后有恢復領導地位,但兩組在60分鐘內,皆未完全殲敵,族群領域防禦仍未恢復,明顯已造成不可逆傷害。

機車智能防鑰匙反鎖系統

最近幾年隨著全球科技的進步以及變化,漸漸的我們已改變了我們的生活方式,讓我們用有更便利的生活,而因為這些生活上的變化,我們應該更進一步省思想想未來除了被動應對這些科技所帶來的進步之外,台灣還有哪些東西是可以讓我們可以去研發並解決生活中的困難的?而我們這次製作的科展作品《機車智能防鑰匙反鎖系統》,是利用現在很流行的Arduino來編譯程式,以及搭配應用很廣泛的RFID一起結合出的產品,而本次研究宗旨是想要在未來全世界上,所有的機車騎士都不用再煩惱鑰匙不小心掉入車廂的狀況。

液滴在垂直振動液面上的交互作用

當液滴滴落在一個靜止的液面上時,其可能會直接化入液面中,或是在液面上維持形狀過了一小段時間後才塌陷化入油面,然而,若令液面持續的垂直振動則可以使在液面上的液滴維持跳動很長一段時間(圖1),在穩定情況下甚至可以維持數小時。而這些液滴之間的交互作用模式更為有趣,包括相互吸引(圖2)、排斥,甚至是更特別的自我推進(圖3)等。本研究使用矽油做為液體,專注於兩顆矽油滴之間的平衡距離,找出它們的成因與了解相關變因對現象造成的影響。

當我們“聯”在“疫”起 ─ 模組化物聯網體溫偵測管理系統於防疫調查與人員管制應用之研究

因covid-19防疫缺失,提出創新ㄧ站式IoT疫病徵兆(高溫)偵測管理系統,串聯“疫病時實調查、足跡完整分析、數據雲端化、大數據登錄、實名制管制、安全檢測、疫病偵測”,讓政府防疫於疫情發生時,即時獲得疫病偵測數據,不再依賴費力耗時的人工訪查,避免謊言與造假,提供完整足跡細節,提升防疫決策品質,保障人員安全,杜絕傳染擴散,運用於全球流行疫病資訊的搜集與應用。 此項創新技術透過全新設計的可身份辨識及無線傳輸測溫資料的IoT疫病徵兆(高溫)偵測管理系統,做為先進疫病資料蒐集平台,提供超遠距全自動測溫,建構雲端大數據鏈,即時數據檢視足跡分析,提供防疫單位研判社群感染風險評估,以利即時阻斷疫病擴散,完成有效防疫拯救生命。

連中三圓

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。

「凝」記在心

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。