第61屆--民國110年

住在臺灣很難避免受到地震的威脅，當地震發生時，有許多家庭因為門窗變形而無法順利逃出建築物，本研究探討—能在地震發生時自動開門的「感震防盜門鎖」之可行性，我們從文獻探討了解地震的分級與加速度有關，進而利用加速度感測的功能進行作品設計，首先為了能在5級以上地震發生時自動開門而進行第一代「感震門鎖」設計與製作、為了防止小偷入侵而改良的第二代「感震防盜門鎖」及能夠由中央控管系統自動開啟建築物所有門鎖的第三代「分離式感震門鎖」，最後經過校正及地震模擬實測，確認三款門鎖都可以有效偵測地震並將門開啟，最後經過與第一線消防人員訪談後，證明本研究作品對於居家防震的準備是具有可行性的。

我們研發「液壓手臂降落器」進行「圓錐型潛艇」的沉降實驗，發現潛艇以『頂點朝下』或『頂點朝上』的方式沉降至水底的姿態大不相同。本研究則讓潛艇以『頂點朝上』方式落下，它在水中會先180度翻轉後，再左右搖擺下潛至箱底，沉降路線猶如一個「?」-大問號，引發我們想對「問號」裡所隱藏的科學奧秘追根究柢! 研究中發現「圓錐型潛艇」的高度、斜邊長、口徑、重量、對稱性，都會影響其在水中的沉降現象，我們還利用潛艇頂點「朝上/朝下」而「有/無」翻轉現象的特點設計一款【翻轉力道量測儀】，而各式潛艇所量測出的翻轉力道竟與其在水中的翻轉距離有高度相關!最後在圓錐型潛艇上裁剪出V型、扇葉等變化，讓潛艇可在下潛過程中邊旋轉邊沉降!

本研究先挑選出適合槌染的植物，探討如何清楚敲出植物外形，接著用不同的助染劑及媒染劑，進行槌染後顯色情形及固色效果的比較，再將研究結果應用在生活中。 研究結果發現，是否使用助染劑，對於顯色效果及固色情形，並無明顯差異。先槌染後媒染的方式，以鹽水、鐵鏽水、稻草灰水媒染後，綠色植物多呈綠色，僅有些微深淺的不同；以醋水媒染，植物顏色偏淡；以石灰水媒染，植物顏色變深，部分從綠色明顯轉為褐色。搓洗後，有使用媒染劑固色效果較佳。先媒染後槌染的方式，在不水洗的狀態下，較能保留植物鮮豔的顏色。彩葉草先媒後染，顏色有不同的變化，適合植物槌染，以鹽水及醋水媒染，褪色明顯。將槌染加以美化後，可以製作生活中許多實用小物。

數位二維條碼的使用日益普及，然而使用手機掃瞄時，常受限於掃瞄距離及拍攝角度，使用上不夠便利。在不增加拍攝限制且增加二維條碼儲存容量的前提下，本研究嘗試設計一款8色10×10模組的彩色二維碼，命名為Colour Matrix。其四個頂角的模組具特定顏色，用來作為定位的特徵，其他模組用於儲存資料。此研究也成功在樹莓派平台上開發專屬的顏色辨識及編碼與解碼應用程式。相較於常用的二維條碼QR Code，Colour Matrix的拍攝傾角限制較小但拍攝距離較短。升級拍攝鏡頭後的實驗則發現鏡頭解像力明顯影響Colour Matrix辨識率，以及研究中所使用的邊緣偵測方法具有極限，有待進一步深入探討。

本研究透過紀錄小鼠的能量代謝與行為分析，探究光照環境與小鼠內在晝夜節律的相關性。相較於晝夜週期正常的小鼠，日夜顛倒與全光照的小鼠能量代謝皆呈現減少狀態，學習能力也大幅度減弱。但日夜顛倒組的小鼠到了第七天會逐漸同步外部光照，呈現了類似調整時差的狀態。此實驗發現透過「光照」可以驅動與調整小鼠內在的晝夜節律。 若以小時為單位小規模破壞光照週期，實驗發現四天內可以被小鼠的內在晝夜週期調整回來，五天後則會對小鼠的生理產生明顯的影響，導致小鼠產生肥胖、便秘、運動能力衰退與學習能力低落等狀態。不同波長的光照實驗裡，相較於照射紅光、黃光長波長的光，照射短波長藍光與紫光的小鼠在生理數據與行為模式會產生較大的變化。

本研究主要探討不同土壤濕度、照度及施肥頻率等因素對蔬菜生長的影響，從研究發現若能在蔬菜不同的成長期給予適合的成長環境，可以達到促進蔬菜良好成長及節水的功能。另外本研究亦利用AI影像辨識功能，辨識出對蔬菜可能產生危害的鳥類或昆蟲，開發出一種裝置來驅趕這些害蟲，實驗結果確實能達成此一目的。故本研究結果若能運用於蔬菜的裁培上，一定能夠促進農業種植的發展。

我們撰寫腦機介面程式，用低成本單電極的腦波儀讓智能車移動，實驗後發現專心度會隨著訓練而提高；在過程中看出每個人的腦波好像都不相同，所以嘗試從大量又凌亂腦波信號中萃取到四種有用的統計特徵值，再用近鄰演算法做生物辨識，正確率達到九成七以上，並實做出創新有趣具腦波解鎖應用的智慧家庭系統。此系統運用圖形的mblock、程序的C和交互式的Mathematica等程式語言，特色包含可傳訊息到手機上的緊急救難LINE通知功能和中文語音合成功能。設計出固定式的跌倒偵測和一氧化碳偵測裝置，與整合各種元件的腦波可控智能車，能自主偵測環境指標和災害意外指標並能適時提醒。我們相信唯有探索最難破解的大腦祕密，才能朝向直接用腦訊號控制和意識交流的方向前進。

本研究主要應用AI影像辨識將大型車輛轉彎內輪差及視覺死角危險區域內的行人及車輛定位，立即以語音對駕駛警告危險位置，避免車禍發生。本系統先於Windows 10 PC上的Anaconda3 Spyder 環境以Python3使用OpenCV函式庫開發，並叫用YOLOv3來進行物體的辨識，能正確辨識行人和車輛並正確定位，配合大型車內輪差的計算判定危險性。程式最後佈署於NVIDIA Jason Nano Ubuntu 系統下並安裝於大型車輛。不同於一般行車視野輔助系統僅以測距的感測器偵測，本系統能明確得知人車種類，明確標定位置，並能立即判定有無危險，更立即以語音警告駕駛，且不干擾駕駛的視覺注意力，同時也擴音警告車外的用路人。研發過程中還設立了車輛影像辨識研究平台，期望後續研究能和自駕車的發展結合造福更多的駕駛及用路人。

說謊，是生活中的常見現象。在每個人的成長過程中，或多或少都曾為了不同目的而說過謊。過去主流研究認為：只要是說謊行為，無論動機為何，都代表較低的同理心特質。但本研究認為，並非所有類型的說謊都是如此，基於體諒和避免傷害他人感受的善意說謊，應不是代表較低的同理心特質。因此，本研究以問卷和量表檢驗善意說謊行為與同理心兩者間的關係，發現兩者間存在正相關──善意說謊行為的傾向越高，代表同理心特質也較高。本研究希望這樣的發現能夠讓人們因體諒他人而說出善意謊言時不再感到內疚，也希望能為說謊與同理心的相關研究開啟更多可能。

本實驗分別以50、70、90度三種偏斜角度的12片導流板圍成一圈做為實驗裝置，若導流板偏斜角度、氣流旋轉半徑、燃燒面積越大或是氣流流入速率變快，火焰高度會越高。火苗以下流入的氣流會促使火焰升高，愈低處的幫助愈大，火苗上方流入的則對火焰產生抑制作用。火龍捲的火焰愈高、甲醇蒸發速率愈大，導致甲醇的液體溫度愈低，此結論和科學人的推測完全相反。導流板偏斜 70 度時，甲醇的蒸發燃燒和氧氣的供應組合會使燃燒效率達到最高，使火焰上方燃燒後甲醇蒸氣殘留量最低。對水的加熱結果說明：火龍捲裝置比起對照組，使火焰較穩定、直立，且燃燒較完全，在有開風扇的情況下，也不易被風吹斜，因此能有效加熱，其中尤其是 90 度的表現最好。