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第62屆--民國111年

自製通訊無人機傳輸求助系統

本研究利用定翼機高度機動的特點,發展全自動的移動式求救系統,改善現行求助系統之不足。首先利用定翼機敏捷及可滑翔優點,經不斷改良機體與優化PID等各項參數後,發展出穩定飛行的第五代架構,並結合GPS系統與基地台位置定位,讓定翼機能自主修正航線往基地台飛行。 接著探討到達電信基地台訊號範圍後,結合NB-iot網路發送求救訊號,除了可以傳遞受困者座標位置、也增加傳遞環境數值等資訊,方便搜救者根據相關座標等資訊,解析受困地點、爭取寶貴時間。 與傳統求助與搜救過程相比,本研究結果能大量降低手機訊號達不到的搜救死角問題,讓管理人員更快得到人員求救訊息,更讓搜救部隊快速知道搜救位置等資訊,抵達救援地點,大大提高人員生存機率。

聖誕「數」好好玩

本研究的目的在探討以90°直角展開直立的立體聖誕卡片中,做為聖誕樹的等腰三角形,底部的中點在凸出時傾斜的原理。我們發現立體聖誕樹底部的中點傾斜的程度和等腰三角形的高度與寬度比例有極大的關聯性。我們發現當等腰三角形的寬度固定時,若它的高度愈低,則在立體卡片以90°直角展開站立時,底部中點凸出時會愈傾斜;相反的,若等腰三角形的高度愈高,則底部中點凸出的角度會愈接近水平。我們推導出如何利用等腰三角形的高度與寬度計算出底部中點凸出時上升高度的公式,以及如何裁切等腰三角形,進而做出底部呈現水平的立體聖誕樹。

課稅小鎮—稅額最大值走法之最佳解探討

從一個網路小遊戲出發,應用我們學習過的四則運算將題目加以改編。依據其課稅方式,找出不同大小的矩形城鎮、不同的進入與離開地點,稅額最大值之最佳解。首先,我們觀察並歸納行走路徑與稅額關係,提出九大性質並加以說明理由。接著,依據路徑與稅額關係之性質找出最大稅額走法之最佳解。我們將路徑分為三階段,分段求取特定位置稅額之規律,有效降低尋求規律的複雜度。我們也比較了正方形、長方形城鎮、順向、逆向行走之稅額規律差異並分析其原因。最後針對該研究提出未來發展的方向與建議。

雙蟲屠「龍」-「蟲」新塑造

塑膠要幾個世紀才能分解,最近發現即使使用生物可分解塑膠,卻無回收管道,所以,我們研究能分解塑膠的麵包蟲和麥皮蟲,探討食物、溫度、溼度對其生活史的影響,意外發現小花蔓澤蘭能餵食這兩種昆蟲。其次,進行各種食用塑膠定量實驗,使用ImageJ軟體測量食用塑膠面積、發現牠們喜愛食用編號3、4、6號塑膠,50g麵包蟲一個月約吃15.8g保麗龍;50g麥皮蟲約吃8.3g。接著,將誘導劑誘導兩種蟲吃編號1、5號塑膠,食量雖增加,但因為材質偏硬,減塑有限;另外發現兩種蟲大量吃「香草混合4、6號塑膠」,歸納兩種蟲喜愛青草葉子和果實氣味。找出適合兩種蟲的溫溼度、攝食模式與生活史,並設計多功能飼養箱,有效分解塑膠,其糞便做為有機肥料,種植植物。

迫在「鎂」「鹼」-探討鎂與鹼性酸式鹽之反應

本研究目的為探討Mg、Zn去除氧化層的條件,再與NaHCO3反應,探討反應情形。將Mg浸泡HCl後發現氧化層在1分鐘內即被清除,而且Mg的氧化層對反應速率影響不明顯;以不同溫度、濃度的NaHCO3與Mg反應,發現溫度越高氣體產量越少,推測是溫度升高時,Mg表面氧化層生成較快。比較Mg、Zn與NaHCO3的反應,氣體產生量皆以Mg較多。針對兩種金屬的反應皆計算找出為二級反應,再由速率常數分別算出其活化能。用EDTA測量 Mg2+莫耳數,發現與產生氣體莫耳數比值接近1,推測產生氣體可能只有H2,沒有CO2。將反應過後金屬表面黑色物質震盪到乙醇中,使用分光光度計掃描,確認為奈米級氧化鎂;反應後溶液放置一天過後出現了懸浮的白色物質,確認為MgCO3。

探究花感知蜜蜂聲音分泌更多甜份的奧秘

以色列演化理論學家哈德尼,對月見草作植物聲音感知實驗,發現只要一感知到蜜蜂翅膀振動發出的嗡嗡聲,月見草就會在 3 分鐘內將花蜜中的糖分濃度增加到 20%。本研究想探知花內蜜腺提升花蜜甜度所需之醣類養分,在植物主動運輸的鈉鉀幫浦及質子幫浦在運送醣類養分下,記錄流經韌皮部時,在等效電路所產生的電位變化,由莖取出訊號觀察有無蜜蜂聲出現時之差異性。本研究用五星花及仙丹花兩種蜜源植物,從花萼下方取相距3cm的兩點直流電壓,觀察無蜜蜂聲及有蜜蜂聲3分鐘測試電壓變化,確實電壓約有2mV~12mV變化,且證實花的甜度會增加12%~20%,對花做單一頻率測試,找到與蜜蜂相近的反應頻譜,期待對提升蜂蜜品質有幫助。

橫帶人面蜘蛛空間分布之探究

橫帶人面蜘蛛於野外可同時看到單獨結網及群聚結網之空間分布方式,依野外調查及室內實驗發現,不論是單獨結網及群聚結網,均以腹面朝向光源,且群聚結網者腹面與背面之光照度差明顯較大,即光對比度較高,捕蟲率實驗結果顯示,蜘蛛本身的存在會增加網上捕蟲率,且群聚結網者明顯高於單獨結網者,推測應該是蜘蛛身上特定色斑會吸引獵物,而在群聚結網環境下,因為光對比度大所以色斑更明顯,更容易吸引獵物,所以較陰暗環境下,蜘蛛容易形成群聚結網;但根據光譜分析,蜘蛛背面反射率更高,推測蜘蛛不以背面朝向光源,是因為雖能吸引更多獵物但也更容易吸引捕食者,故蜘蛛才以腹面朝向光源,而在背面再加上裝飾物,以氣味來吸引獵物。

從吹不動螞蟻說起-層流之探討

為觀察氣流流經物體表面不易流動的現象,我們設計製造風洞實驗裝置。將筆芯墊在金屬片上,測量筆芯被吹動時的驅動速率,繼而變更筆芯的高度與水平位置,測量筆芯被吹動之驅動速率。由數據作圖可看出在風洞管下半部,筆芯驅動速率會隨著高度以乘冪減少,也就是從底層往上的流速是乘冪函數增加,與文獻之圖形類似。同時從數據作圖分析中也可看出筆芯越細,隨高度增加時,驅動速率較快變小。而筆芯超過風洞管一半鉛直高度後,數據曲線不如預期,故又繼續研究金屬塊破壞層流之效應。在底層放平行條狀物(簡稱肋條),用筆芯來看出氣流的擾動,測出驅動速率有些區域大有些區域小,表示障礙物引起二次流的紊流並不是流速變快,是屬於擾動式的。

探討各類型焚風之特性及其成因

本研究初探1961~2020年東部高溫事件時,發現中央氣象局歷史最高溫事件列表中,臺東創高溫紀錄多為焚風所造成,便欲深入探究。首先利用大氣水文研究資料庫提供之各測站數據,篩選出臺東、花蓮及臺中之焚風事件,並依焚風類型、時期、不同地區等因素作分類,比較並探討其成因。 經研究可知,三地區的焚風類型多為非伴颱焚風,且臺中地區發生次數最多;伴颱焚風則是臺東地區的發生次數居冠。此外,臺東的各類型焚風於各時期之平均持續時長皆為三地區最長。不同類型焚風於各地區發生次數及持續時長之差異,與臺灣附近之天氣系統存在密切關係,故隨著各時期天氣系統的變化,影響亦隨之改變。

甘藷生長期與淹水逆境對甘藷耐受性之探討

本研究以臺農57號(TNG57)、臺農71號(TNG71)及臺農73號(TNG73)甘藷作為研究對象,測量不同生長期葉片的抗氧化力是否有所差異,以及淹水逆境對於甘藷的耐受性與抗氧化能力之影響。結果發現生長期、淹水逆境皆會影響甘藷植株體內的類黃酮含量、總酚含量、清除DPPH與超氧陰離子能力,以及還原力等抗氧化指標高低,且推論品種亦可能是影響甘藷抗氧化能力的因子之一。在甘藷種植後120d(day)時進行淹水逆境處理,結果顯示塊根的含醣量、乾物率及澱粉含量皆無顯著的影響,推論甘藷植株在120d遭遇淹水後,仍能夠修復受損傷的部位。抗氧化能力受許多因子影響,其背後機制與相互影響的關聯性,仍待進一步探討。