第62屆--民國111年

本研究蒐集松山、新竹、沙鹿、台南、前鎮、台東六個北中南東空品測站的空氣汙染和 氣象因子資料，並用人工智慧：決策樹、邏輯回歸、支持向量機、K–平均演算法、ARIMA 分析 PM2.5、PM10、O3 的時空分布模式及汙染預測模型，研究顯示 PM2.5、PM10 污染好發 特性相似，冬季汙染皆較嚴重，並與 CO、NOx、NO 及風速具相似時序節律；以汙染因子 預測 PM2.5、PM10 皆有好的效果，其中 CO 為決定性因子，氣象因子的預測效果較汙染因子 差，且各測站預測模式不盡相同。 O3 汙染多為偶發時序節律不明顯，通常不伴隨 PM2.5、 PM10 汙染，又因 O3 源自 NO 光化反應，汙染及氣象因子預測皆比 PM2.5、PM10 好。

本研究題目源自科學研習月刊 ，原題討論將N節黑白毛毛蟲依顏色分成P段的種類數，可視為兩相異物的直線分段排列。 我們的研究由直觀而規律整合進而推出通論，第一個突破點為以長條格的切割找到將n節分p段的方法數。並將這個方法數以二維的思考解決N節黑白毛毛蟲分成P段的種類數。 並延伸研究為兩相異物環狀分段排列，而有以下發現： (一) 環狀分段排列受珠數與段數最大公因數f影響，而有非循環直線排列與循環直線排列不同的環狀轉換模式。 (二) 非循環直線排列需扣除循環的直線排列再轉換為環狀排列。 (三) 循環直線排列需扣除子循環的直線排列再轉換為環狀排列。 (四) 若f質因數的個數大於 ，則子循環直線排列數可用文氏圖幫忙分析。

高中所學的單擺及鉛直簡諧振動，都是在假設擺繩及彈簧沒質量的情況下掛重物的運動模式，本研究使用有質量的彈簧圈，在不掛重物的情況下進行擺動及振動實驗。實驗中發現有質量彈簧的振動週期與擺動週期非常接近，而且同時運作的情況下會有穩定的共振運動模式。經過我們仔細的實驗觀察，發現這樣的複合運動共振態，在單邊擺動一定的次數後，經由似橢圓形變換過程，產生換邊擺動的有趣情況，對照多種不同擺動模擬的結果(複擺、錐動擺)，我們推測振動為此模態周期的主要影響機制。

現在的超商取貨機制存在著很大的時間成本，一次取貨要是花費數分鐘在找貨，那長久下來會造成大量時間的消耗，因此為了提高領或效率，我們設計了一台裝置來減少取貨的過程之中，因人為造成的時間耗損，並降低領錯貨物的可能性。 而我們也可以依據存放貨物種類及應用方式而改造，製作出適合不同物品的存取裝置，像是用於書籍的存放，讓使用者可以自行借閱或歸還，藉由改造裝置，普及於各種類型貨物的存放，為我們的生活增加便利性。 除了擴大使用方式，增添提領貨物的提示，為貨物增設設定，關於提升整體實用性的部分也有待我們進行更進一步的探討。

磁場是生活中常見的環境議題，近年來成為了熱門的研究主題，根據文獻探討資料，過去研究多以強磁場短時間暴露為實驗，在斑馬魚發育、生理以及行為模式上有初步的探索，並且與生化機制進行連結與解釋。 本實驗不同於以往的研究，利用受精後五日內（5dpf）的斑馬魚，在持續施加弱磁場後，進行不同磁場大小及分佈與單一磁場分析的兩大主軸實驗，觀察對斑馬魚幼魚造成的影響。根據實驗結果顯示，在生理表現上斑馬魚的心搏數會受到實驗設定之磁場影響，且胚胎孵化速度、幼魚身長及分佈偏好在較大磁場下會受到影響，但孵化總數及早期發育並沒有顯著差異；而在行為表現方面，短時間的弱磁場暴露會促進總移動距離和小活動力，但在長期處理下則導致數值下降。

以小米椒、朝天椒、印度魔椒製作的3種辣椒溶液、乙酸乙酯及蒸餾水，在固定的時間，放置在裝有植物的容器內，並用縮時攝影機來記錄植物進行睡眠運動的變化。分析影像後發現： 1. 植物進行睡眠運動的時間會因放置劑量的多寡、種類而有所差別，植物的作息也不再依日運週期來進行。 在正常情況下，植物醒來與睡著的時間跟日出日落僅差距30分鐘，但在實驗期兩者的時間差了2個小時以上。 2. 辣椒素對於含羞草睡眠運動進行時間是有所影響的。 3. 植物在進行睡眠運動時並非安穩的沉睡，而是會有搖擺等動作，這與我們所認知的睡眠運動並不相同。且不管有無放置辣椒溶液，植物進行睡眠運動的期間都會擺動，使用影像對比後，可發現辣椒素對這部分並沒有影響。

李斯特菌污染，恐致腦膜炎、敗血症，WHO報告更顯示死亡率高達2成5。本實驗研究抑制李斯特菌(Listeria.innocua)之方法，以全基因解碼R19.1045為模組，與由台灣本土雞翅與豬肉分離出之38隻李斯特菌分離株做比較，觀察其型態、生長曲線及菌落形成單位(CFU)不同，以及致病力相關之磷酸轉移酶系統(phosphotransferase system， PTS)，又稱第四致病基因群，是否廣泛存在於李斯特菌。研究結果顯示，37℃溫度培養L19N.053分離株在第5~第6小時有生長延滯的雙生長期(diauxic growth)現象，與PCR檢測初步結果呼應，L19N.053菌於PTS基因有部分片段缺失。R19.1045的CFU約為2.14ｘ109。低溫(4℃)、酸性環境(pH=2)和酒精濃度35%，皆能有效抑制李斯特菌生長，為正常37℃環境生長速率之1/70-1/92。

本次研究的目的，是將傳統的井字遊戲做延伸，將之轉成立體空間的OX遊戲，討論3x3x3井字遊戲的先手必勝方式；之後將立體井字遊戲再延伸，把維度提高至4以上，給定維度在4以上的遊戲規則，同時找出在維度n、長度3的情況下，先手必勝的方式；再來計算出在維度n、長度k的情況下，可連線之方式有∑_(i=1)^n▒C_i^n ×2^(i-1)×k^(n-i)種，也給出在維度n、長度k的條件下，任意給出一點，此點可連線出去的條件與算法，最後得到結論，點越置中越好。

海水淡化是未來重要課題。本研究選擇易取得的生物炭源來製成生物炭，實驗發現鳳梨皮所製成的炭作為電容電極吸附水中氯化鈉具有發展潛力。 透過簡易比較吸附染料能力、吸附級數圖形等來選擇及決定生物炭的合成條件，實驗製作炭電極並以自製淡化裝置來吸附海水中的食鹽，同時以偵測氯離子變化的方式來定量單位時間每克炭電極的氯化鈉吸附量。實驗利用簡易電表探討了鹽水濃度與施加電壓對吸附過程時所造成的電解影響，另一方面，致力於優化文獻中偵測水中氯離子濃度的方法學並應用於本研究中。 實驗發現：未處理之鳳梨炭、酸洗處理合成之雞骨、龍蝦及椰子炭吸附氯化鈉具有良好的潛力，在適當的通電條件下，每克生物炭材之炭電容可吸附0.1~0.4克的氯化鈉。

無線傳電是非常新穎的創舉，但卻沒有人用簡單且便宜的方法來改善傳輸效率不佳的問題。在主線圈加入軟鐵後，輸入和輸出的功率比從52%增加到70%，大大減少無線傳輸能量損耗，且若次線圈再加入諧振線圈，則功率比可從52%再增加到80%，這是一個重大發現。在主線圈加入軟鐵實際無線充電之效果是：充電到10mAh時間從9分32秒縮短到5分23秒，減少3分51秒，效率提升40%。在次線圈加入諧振電路對實際無線充電之效果是：大大提升次線圈原本輸出功率約3.8倍，且主線圈加入軟鐵後，充電時間又再縮短20%。由實驗最佳數據，本組設計了無電池風扇並結合3d列印及雷射切割技術，使研究結果商品化，只需插上電源就可以使用。