第63屆--民國112年

本研究找出木質纖維廢棄物更環保的前置處理方式：木屑過篩縮小粒徑再利用低濃度硫酸、鹼性過氧化氫溶液二次處理，可以提高酵素水解木質纖維效率，且有效抑制不利於酒精醱酵的「羥甲基糠醛」產生。本研究控溫在１００℃以下，酵素水解４８小時最高達到８４％的纖維分解率與５７.２％還原醣產率。實驗設計可以大幅減少金屬離子廢液產生與耗能，也能提升目前業界常用酸處理的產醣效率。實驗發現複合式前處理藥劑的濃度最高只需３％且處理時間一～兩小時，可使還原醣產率比酸前處理增加３０％。研究中的前處理用於鉛筆木屑和乾燥的果菜廚餘粉末，也都能達到７３～８３％左右的纖維素水解率，證明研究設計的複合處理木質纖維高效且節能環保。

鐵路時刻表排點至今為止仍十分仰賴人工作業，且排班優劣對於乘客服務品質有顯著影響。本研究採用元啟發式最佳化演算法及模擬器進行旅客列車鐵路時刻表排點，旨在找出一份針對旅客需求、提升旅客運輸成功率且降低旅途時間的時刻表。我們提出一種班表編碼機制，可依此產生班表草稿。我們研發的模擬器可將班表草稿轉換為合法無衝突之班表。最後，透過登山演算法及基因演算法來搜尋班表草稿，並以模擬器評估優劣，我們實現了一個自動化排班系統。我們也以不同的乘客測資針對於不同演算法進行比較，並試圖找出表現最好的演算法。實驗結果指出我們的模擬器能有效率產生無衝突時刻表，且所提出之演算法操作相較現行班表可提升運輸成功率和降低旅途時間。

從研習問題出發，數學模型化使用積木方塊組成嵌合面，聚焦在每個嵌合面與面間「咬合」關係。先探討存在性，發現基本嵌合面受限於單位結構，僅正六面體滿足嵌合正多面體條件。接續，透過「數值」搭配「圖形」分析，找到「n×n×n嵌合立方體建構方法」，稜值奇偶性+8 個角量判別式寫入 EXCEL，代入即可確定是否滿足「嵌合面角量之要求」及「每個嵌合面對應嵌合稜的方位」；再配合稜值—同構稜值、嵌配稜和判斷值可確認 n×n×n嵌合立方體 6 個不同嵌合面組成的正確性。 最後，透過「旋轉運算」得到「3+1 連基本結構」，可在 3D嵌合立方體與 2D嵌合矩形快速組裝轉換；解構 n×n×n 嵌合立方體有6n2−12n+8個方塊，重組成2D嵌合矩形面積最小值公式為n4−3n3−2n2+7n+3，其中 n≧4。

本實驗探討如何於居家環境中進行簡易廢熱利用，以達到節能目的—透過熱水降溫時所釋放出來廢熱，提高冷水溫度，並嘗試熱電效應將廢熱轉換成電能利用。 為了達到冷水溫度上升最多且所需時間最少的效果，我們嘗試許多實驗，最終發現利用保麗龍箱減少熱能散失，且使用少量水做為傳熱介質，再加上抽水馬達促進介質的循環效果最好，最高可在30分鐘內節省超過30%的能源。其他嘗試方法大多也能達到至少10%節能效果。若利用熱電效應回收廢熱，受限於熱電晶片現今技術，其回收效率不甚理想，最佳回收率僅約0.2%。 經以上實驗結果可知，在準備烹煮下一餐前，提早約30至90分鐘進行簡單廢熱利用，即有良好節能減碳效果，為環境盡一份心力。

發展太陽能源是世界趨勢，然而在地狹人稠的台灣，更突顯出太陽光電與人類自然之間的土地利用衝突。為了兼顧太陽能發電效能及土地利用多樣性，我們想到讓太陽能板由平舖式改為立體空間排列化身成太陽能樹，讓樹上方具有發電功能，樹下空間可供利用。 為求最佳發電效能，本研究仿生七種植物葉片排列方式，模擬三個季節太陽仰角與方位角進行光照實驗發現：影響夏至太陽能樹受光面積表現在於太陽能樹俯視視角的葉片排列分散程度；影響春分和冬至則於側視視角的葉片排列分散程度。再以太陽日照量理論值計算各樹型發電量，最後我們找出輪生樹為受光面積及發電效能最佳樹型，以提供發展能兼顧太陽能發電效能及土地利用多樣性的太陽光電方向。

本研究以稠密式深度預測為基礎，進行環繞掃描３Ｄ還原建模。在這項研究中，我們擇手機作為唯一的外部數據提供設備。首先用手機同時錄影和記錄角度變化、位移數據後，我們同步各數據的時間點，並計算每一幀影像的位置，接著將拍攝的影像輸入深度預測模型轉換成深度圖並將其儲存為點雲，最後利用三維旋轉和平移矩陣將點雲轉回正確的位置以進行疊合。我們開發的３Ｄ還原建模系統能夠輸入影像、特定時間點的位置和角度變化來建立３Ｄ模型。此系統可以解決結構光掃描儀需要額外標記點的劣勢，且在機動性上較傳統的點對點雷射掃描儀更方便。我們希望可以在未來將這套系統集成為一個手機應用程式，方便使用者在手機上進行相關操作。

本實驗我們使用芳香基硼酯a與炔類化合物b作為起始物，以銠金屬錯合物作為催化劑，碳酸鈉作為鹼性添加劑，且使用二噁烷與水為溶劑，在80℃下進行不對稱合環反應後，分析產物的產率及光學選擇性，以探討芳香基硼酯、炔類化合物上的取代基以及銠金屬錯合物上的配基等變因對反應的影響。 實驗發現，當使用氯取代的芳香基硼酯與二苯基乙炔為起始物時，催化反 應有最佳的產率(93.3%)，且使用掌性配基與銠金屬形成的錯合物進行催化時，所得之產物具有光學選擇性。

一、 分數：所有的分數皆能轉化成小數，可以分為「除得盡的分數」和「除不盡的分數」等兩大類別。 二、 小數：除得盡的分數可以轉化成「有限小數」，除不盡的分數可以轉化成「純循環小數」、「混循環小數」等三大類別。 三、 Scratch程式：將數字轉換成圖像，將360°依照數字0~9，分成十等份，順時針旋轉「36°×對應的數字」，這些圖像可以分為「相同圖形」和「同邊形圖形」等兩大類別。 四、 循環小數：循環小數包含「未循環數字」和「循環節」，分母因數分解後，2和5出現的次數會決定這個循環小數的類別。

貝氏虎甲蟲多在溪流附近開闊明亮處活動，有趨光性，成蟲活動範圍雄蟲大於雌蟲。捕食模式因獵物體型或移動類型差異有不同階段，獵物偏離追擊方向時突然改變角度且速度在4.0/ms以上時，易「重新鎖定」；對接近地面的獵物反應明顯且偏好較大型獵物。 雄蟲對動態雌蟲反應較明顯，會主動咬上交尾，雌蟲偏好產卵於潮濕、水平土層。幼蟲偏好潮濕、沙質、明亮土層築巢，土層深度達2倍以上體長時較能穩定棲息；捕獵時以頭與前胸塞住洞口，藉光影變化感覺獵物，以頭與前胸的彈器及腹部1-5節快速後甩彈出捕食(最快約34.9cm/s)。土層狹窄時會築延伸穴道。土坡越斜挖掘角度越大。淹水時築土門塞洞，土門深度與水量大小有關。

絲瓜絡有吸水、透氣的特性，我們用絲瓜絡、石膏並添加蛋殼與水泥粉來製作絲瓜絡植栽材，以飽和吸水量、飽和含水率、釋水速度及耐用性來檢測絲瓜絡植栽材的特性。 從實驗結果發現：(0.5 cm)3絲瓜絡植栽材吸水性佳，其次是粉末絲瓜絡；粗、細纖維絲瓜絡間飽和含水率差異不大；5g細粉末絲瓜絡植栽材吸水特性較佳。有使用過絲瓜絡吸水效果最好；添加粗粒徑蛋殼植栽材飽和吸水量最多；添加15g白水泥的飽和吸水量及含水率為最佳。5g細粉末絲瓜絡+5g粗粒蛋殼+15g白水泥+35g石膏粉及50ml蒸餾水為植栽盆的最佳吸水性、耐用性配方。絲瓜絡植栽盆+絲瓜絡植栽材所種的三色菊生長高度最高、土壤保濕度最佳。以絲瓜絡植栽盆種植的小白菜苗生長率比用黑軟塑膠盆的小白菜苗高。