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第62屆--民國111年

「便」本加利-以竹節蟲排泄物作為染布材料之探討

在一次意外中,我們觀察到昆蟲飼養籠的紗網變色了,經過我們的觀察,我們驚喜地發現可能是飼養籠裡的竹節蟲的排泄物造成的!我們從中獲得靈感,開始蒐集竹節蟲的排泄物,設計了不同實驗進行了染色條件的探討,發現食用芭樂葉的竹節蟲,所排出的排泄物,真的可以將布料染色。在同樣條件下與芭樂枝葉的染色效果相比也毫不遜色;只要取幾公克的排泄物就可以有染色效果,在常溫下進行萃取和染布也可以達成。真是有趣的新發現!

及時「溝」通—建置校園24小時水位偵測系統

我們學校之前是埤塘,地勢較低,因此,只要下大雨,水溝就會淹水。我們調查了學校常淹水的地點,發現水溝在大豪雨時,大約15分鐘就會淹水。我們詢問總務主任得知,一個可以24小時偵測水位並且上傳至相關人員手機的水位感測器,大概需要20至30萬元。所以我們決定自行製作一個適合學校地形且便宜的24小時水位感測器。在感測器方面選擇了超音波感測器而不是水位感測器,因為它具有測量距離較大(約2~230公分)和數值非常穩定等優點,另外抽水馬達(模擬工業馬達)是運用繼電器控制,未來實際場域可以裝上工業用的抽水馬達來使用。軟體方面利用Motoduino寫程式,來進行ThingSpeak 24小時監控,最後利用IFTTT傳至相關人員的LINE。

虛境探定數

從撲克牌魔術中,發現了數字1~9的號碼牌利用3*3的排列方式,找出三組三位數值總和之數字和分別為9、18、27,可以藉由與9的倍數之差距猜出覆蓋的數字牌,並將此方法加以發展到數字1~6的號碼牌利用2*3及3*2的排列方式,找出其數值總和之數字和並猜出覆蓋的數字牌。

大氣乾坤急速降溫

台灣手搖飲料從 1990 年代發展,至今已超過 30 年。2010 年代更由台灣流行至東亞、歐洲、美國及中東各國。 在這飲料店滿街都是的時代,幾乎人人都喝過飲料,飲料剛出爐的時候,為了第一時間讓飲料降溫且快速交到客人手中,通常大多數的飲店家都會加入冰塊。但有些不肖業者會為了減少成本而使用沒有經過消毒的不衛生冰塊,我們覺得如果在飲品裡加入這些來路不明的冰塊會不衛生,而冷凍製冰機所製造出來的冰塊雖然衛生,可是沒有達到完全節能減碳的效果,而受到溫度的影響在杯中融化的冰塊,融於飲品中的冰塊會影響飲品的口感且越喝越淡,為了避免這些問題,我們測試了多種的研究方法,最後選擇用大氣壓力瞬間洩壓產生壓差達到瞬間降溫的效果。

漫遊大腦~五行軟糖之咀嚼大作戰

疫情讓生活型態改變,易有腦霧現象。提供中醫養生心智圖的資料查詢,選出木、火、土、金、水行人相對應的中藥材,運用索氏萃取法提取中藥多醣,再進行苯酚硫酸法測其總含糖量,製成五種五行軟糖。因咀嚼肌活動可刺激腦神經間的突觸增加,掌控記憶、學習與思考。故透過金屬桿架、3D列印、馬達及程序控制器,連接具有Arduino程式化的電子秤,自製「模擬口腔咀嚼之物性測定儀」,進行軟糖咀嚼性之量測。實驗測得皆有多醣及咀嚼性,以金行人提供的薏仁軟糖,薏仁總含糖量為0.655g/g、咀嚼性為759.85gw,得知薏仁多醣及咀嚼性皆較高。依不同體質分別提供「五行軟糖」當養生零食,可活化腦部機能、改善腦霧,活出健康與自信。

滄海一希—溫鹽度對希瓦氏菌特性探討

脫色希瓦氏菌是一種海淡水中皆可分離出的細菌,更是部分魚類的益生菌。相關文獻指出該菌對石斑魚、金目鱸有抑制體內病毒生長的效果。本研究主要探討不同溫鹽度對其生理變化的影響,包括生長曲線、泳動能力、抗藥性。以添加海鹽濃度0%、0.1%、0.5%、1%、2%的LB培養基,以及28°C、37°C下的培養條件 ,模擬不同情況下該菌的適應能力。研究顯示隨著鹽度上升,該菌生長速度與泳動範圍有隨之增加的趨勢,但若加入過量鹽類則會抑制其生長。此外,在四級胺(BKC)作用下,該菌具備較高存活率,而二氧化氯會使其與病原菌一併殺死,不利產生益菌效果。為了近一步探討脫色希瓦氏菌對於其他本土魚類的效益,未來會著重於觀察不同魚群與該菌的相互作用關係。

別急得吃棉花糖–親子互動智慧理財ATM之設計與探討

孩子們時常在領到零用錢後便很快地花光光了,不僅沒有儲蓄的習慣,更沒有正確的理財觀念,導致未來生活收支嚴重失衡的經濟問題。於是本作品以「棉花糖理論」結合智慧行動載具,使用Edit Plus編輯器撰寫PHP程式,研發一款培養孩子延遲享樂與理財好習慣,同時父母也能控管孩子花錢情形的ATM互動程式。 本作品分別設計「家長端與孩子端」的HTML頁面,提供定期主動提醒父母發放零用錢,清楚掌握孩子儲蓄與花費的資訊,此外;特別提供孩子設定定期存款與預定目標(想購買的商品)之設計,讓孩子運用分期儲蓄,累積目標金額,透過存款購得商品的成功愉快經驗,達到存錢與延遲享受的效果,讓孩子開心地學會儲蓄及理財好習慣,同時也增進親子間更緊密良好互動關係。

Knights Swap—無標號樹之探討

這是延伸自我們在中華民國第60屆中小學科學展覽會提交Crazy Knights作品,相對於前次已完成的環圖分析,我們認為非環圖尚有擴充發展的可能。 本研究從已知的騎士交換節點非環圖構思,試圖自創工具以產出無標號樹,進一步將無標號樹賦予生成編碼編碼權值後解析規律並驗證之。本研究創發之G(S↔P)E生成圖工具能夠擷出無標號樹、二階段編碼系統能解決圖同構問題並進一步得到權重於解析樹形,得到直線、花形、T形與多分支樹及其通式,依此探討樹圖訊息交換之規律。

適應地形之運輸裝置的行動機構與遠端控制研究

運輸裝置在不同結構設計下,獲以下結論: 一、重心位置影響:電池盒在前方速率穩定,平面折返走時,電池盒前上最快;上下坡折返走,在前下最快。 二、最佳機型:曲柄位置為右下,固定桿9cm、前腿4cm、曲軸6cm、連桿13cm的配置最佳。 三、腳底設計對運輸裝置上下坡:以全止滑比較快,平面腳底比較快,能使運輸裝置走得最快。 四、曲軸長度:運輸裝置之前腳曲軸越長,前腿移動圈圈越大,而後腳移動的步伐越長。 五、後腿支點:運輸裝置後腿位置越高,後腳移動路徑越長。 六、爬坡角度:最佳機型的運輸裝置,能順利地爬上20度的坡度。 七、運輸裝置在不同障礙物下:間距為2.5公分時,速率最快;障礙物高度越高,速率越慢;人工步道之石頭高度>1.5公分時速度變慢。

甜蜜交織的共振擺

本研究探討「共振擺中『介質』和『交替晃動』的關係」。實驗方法採多次試驗、實際操作與影像紀錄等方式進行。研究結果發現:(一)文獻影片中交替晃動的情況並不是最佳效果;(二)以棉線當介質時,綁點間有一個最佳距離,可以讓交替晃動情況更明顯;(三)介質張力的大小,是交替晃動效果好壞的關鍵;(四)橡皮筋介質的「交替晃動次數」最少,效果最明顯;釣魚線介質的「交替晃動次數」最多,效果最差;(五)最佳的交替晃動共振擺裝置為橡皮筋介質,最大能量轉換率是95.4%,衰退率則是12.6%。總之,要用易拉罐盪鞦韆看到明顯交替晃動的現象並不容易,在裝置設計上有其妙方;歷經了上百次的實驗後,才順利找到許多關鍵的要素,結果令人振奮不已。