全國中小學科展

第62屆--民國111年

低造價 AI 物件識別廚房防災 LINE 簡訊警報系統

傳統火災警報器無法有效預防火災的發生,且不但容易在烹調時誤觸也無法將警訊傳給在外的住戶,本研究結合遠紅外熱傳感陣列與物件識別,並配合蜂鳴器及LINE簡訊開發一款「低造價 AI 物件識別廚房防災 LINE 簡訊警報系統」。運用物件識別,本警報系統不需事先手動標記廚具位置即可自動偵測常用廚具的位置、監視其個別溫度是否超出該物件的警報溫度。本警報系統在操作上對一般民眾較友善,對可移動的廚具具備警報能力,且對於非廚具的範圍也設有警報溫度,亦可防範電線走火等非廚具造成的異常高溫。此外,本警報系統在監測到溫度異常狀況時,會根據現場是否有人而發出警報音或可手動取消的提示音,適度減少民眾在烹調時受到的干擾。

黃豆的華麗轉身~微生物發酵研究

延續「穿上一身白雪的黃豆~天貝的研究」,今年探討黃豆微生物發酵天貝對營養成分的影響。我利用黃豆粉加少孢根黴菌、植物乳酸菌或兩菌混合菌粉,製成天貝豆泥作為麵包蟲飼料。與餵養未發酵豆泥比較,乳酸菌豆泥飼養組持續增重,而根黴菌或混合菌豆泥則先減輕後迅速增加。我懷疑麵包蟲不喜根黴菌味道,Y型岔路測驗結果顯示無嗅覺偏好,體重變化與味道無關。微生物發酵分解蛋白質成胺基酸,我透過薄層色層分析檢查樣本中游離胺基酸,結果顯示混合菌組產生最多的游離胺基酸,可解釋它們增重速度超越乳酸菌組。總結來說,我發現根黴菌與乳酸菌共同發酵時,可產生易吸收營養並提高體重增加速度,酵素分解蛋白質產生胺基酸的能力扮演重要角色。

「抑」生菌—探討LP33 (Lacticaseibacillus paracasei 33)的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞增殖的影響及機制

細胞外囊泡是近期生物醫學的新星,具有疾病檢測或攜帶藥物等醫學上的應用,由益生菌釋放的細胞外囊泡曾被報導具抗腫瘤細胞增殖作用的潛力。本研究將探討副乾酪乳桿菌LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞增殖的影響。首先,利用MTT呈色法、台酚藍細胞計數分析研究LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞短期增殖的效應;再利用細胞群落形成能力實驗檢測其長期效應。接續,分別利用碘化丙啶染色搭配流式細胞儀檢測分析和西方墨點法,探討LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞之細胞週期分布和細胞週期調節蛋白表現的影響。統整這五項實驗結果得知,LP33的細胞外囊泡可透過抑制細胞週期的進程進而抑制三陰性乳癌細胞的增殖。

疊「螺」「旱」—潮間帶顆粒玉黍螺Echinolittorina malaccana之觀察與行為探討

為瞭解顆粒玉黍螺Echinolittorina malaccana的站立與堆疊,是否真如國外文獻提到,是為了因應夏季炎熱天氣而產生的熱調節策略,我們利用一年半時間進行調查、實驗、探討與分析。 針對顆粒玉黍螺爬行行為,在實驗室,我們發現牠們在靜止水中會有往上爬找隙縫躲藏特性,而人工造浪模擬野外漲退潮的實驗,則發現牠們的主要活動時間會在淹水時,也就是漲潮水淹滿,或是水退時還留有的小水灘。在野外,則利用縮時攝影記錄,牠們分別在面臨乾燥及海水來臨時的行為模式,結果是一致的。 在站立與堆疊的實驗,我們發現溫度似乎只是其中一項條件,但並非絕對,潮汐水位變化、岩石隙縫密度及傾斜狀況等都關係到是否會站立、堆疊,最根本的原因是來不來得及縮進石縫。

找「重」點

此研究利用複數、向量及三角形的重心公式,去找出多邊形的重心性質與計算公式,並探討以任意三角形三邊作出之各種相似多邊形,連接對應頂點或重心後,所構成之三角形的重心與原三角形重心的關係;再討論以此任意三角形三邊作出之正 邊形,連接相近的頂點(異於原三角形)與兩正 邊形的邊構成之三角形,其邊上依固定比例作出的點相連後的三角形之重心以及其重心相連三角形之重心,兩者與原三角形重心的關係;最後再用不同的切三塊方式,處理連接各區塊重心所得的三角形,其重心相連三角形之重心與原三角形重心的關係。

你以為紙板很弱?紙板承重與紙板家具製作

以前曾經在新聞上看到過紙板製作家具的報導,覺得非常的新奇有趣,所以決定以此為題進行探究,動手試試看瓦楞紙板所製作的家具應該如何設計才能夠有足夠的強度,以承受實際應用時的真實需求。為此,我們蒐集了相關的文獻進行研究,並對於不同的設計方案與實作成果的瓦楞紙長凳進行了多次的測試,發現瓦楞紙長凳靜載重可達100公斤重,證實了紙製家具的實用性與可行性。

左閃右躲,哪裡逃!

本文旨在探討街道上面對面即將碰撞的兩行人A和D,做左右閃躲的過程。 如圖(1),作(BC) ̅的中垂線交(AB) ̅於E1得L1 (左閃),連(E1C) ̅,再作(E1C) ̅的中垂線交(AC) ̅於E2得L2(右躲)依此規則繼續操作,得L1、L2…。但不是所有△都可以連續作出左右閃躲的中垂線,我們找出可以連續閃躲時∠B和∠C的關係,並預測左右閃躲次數上限。也針對當中垂線Ln恰巧通過A點時,n值及∠B和∠C的關係進行探討;接著擴充到△的每一邊同時各作一輪L1、L2…觀察三邊都能達到Ln的n值及當下的特殊幾何點。研究完中垂線後,將中垂線改成過(BC) ̅分點的垂線,並仿照中垂線的做法,探討∠B和∠C的範圍關係式。

臺灣海峽自然環境對離岸風機穩固度的影響

此研究是探討臺灣海峽沉積物種類、風力大小及風機的水下結構等因素,進行對風機穩固度的分析。 預設在地震五弱時,臺灣灘北側及東側,位於24.0~24.5°N、118.2~120.5°E沉積物粒徑大於0.5mm,對單樁式及螺距2mm的螺紋式風機穩固度影響較大。 蒲福風級6級風,在海峽中線到馬祖的部分大約位於25.0~26.3°N、119.3°E~120.0°E,對風機的穩固度影響甚鉅,比5級風的傾斜角多約12倍;在新竹、苗栗外海至海峽中線大約位於24.0~25.3°N、120.0°E~120.5°E,傾斜角度隨著風力級數增加而逐漸變大呈正相關的態式;在臺灣灘北側及東側大約位於24.0~24.5°N、118.2~120.5°E,風級在6級以下就對風機穩固度沒有影響。且我們發現風機發電機艙重量,模擬在120克重時,風機為最穩定;在比較四種不同的螺距,發現螺距和旋轉次數於地震五弱(150RPM)時對穩固度影響較小。

白棘三列海膽管足的吸附脫離機制探討

管足為棘皮動物的特有構造。本實驗利用自製的實驗裝置,測得白棘三列海膽的管足在水中具有強大的吸附力,且該吸附力主要源自於黏性物質。在觀察管足吸附與脫離的過程中,我們發現管足在吸附時會朝向介質面做出擠壓動作,藉吸盤內部片狀的小骨關節產生形變,以釋放更多的黏性物質,也透過管足腳印的染色結果證實黏性物質的存在及分布。本研究歸納出白棘三列海膽吸附脫離的完整過程:黏性物質預先分布於吸盤表面及儲存於吸盤內部,當接觸介質面時,透過擠壓動作釋放大量黏性物質,並藉由去除黏性物質使管足快速脫離介質面。這種黏性物質可在水中作用,並且能夠被迅速移除,在仿生學上極具應用潛力。

桌前明月光 讀書不會慌

時代越進步,近視的人越來越多,觀察到班上同學帶眼鏡的人數占了多數,而其中「光」是視覺信號產生的基礎,因此,不良光環境易使眼球與視覺系統變異,導致近視發生,而根據工研院2018年發布的《室內高效率照明設計指引手冊》提到室內適合照度為500lux(照度單位),因此我們想設計一款AI Eyes Protector護眼智能檯燈,此檯燈能夠依據環境與使用者狀況進行調整,當環境亮度過高則檯燈亮度下降;環境亮度過低則檯燈亮度提高,以及,為避免用眼過度,當檯燈啟用時會啟動計時功能90秒後會撥放音樂並關閉檯燈。此外,搭載的App上會顯示相關資料,如環境亮度、建議亮度、使用時間...等,也可直接用App遠端設定檯燈亮度、開啟或關閉等。