第63屆--民國112年

太陽能是永續乾淨的能源，但由於太陽能光電板的溫度每上升1℃會使發電功率下降約0.35~0.5%。在台灣夏天高溫炎熱，導致發電功率下降許多。我們開發了一組太陽能板散熱系統，透過適當的管路設計導引冷水，不僅有效地降低太陽能板的溫度，避免其光電轉換效率下降，更同時得到溫熱的用水。 經由本研究使用小型的太陽能板搭配金屬管製作散熱模組來評估，若以0.1L/min的流速，可將流過的水至少升溫10℃，若能放大到20 坪屋頂所能安裝的太陽能板面積，可產生約3528公升、40℃的溫熱水，足以提供標準家庭一日之用水，並且由實驗證明本研究設計的散熱模組，可實際將太陽能板進行降溫，改善輸出發電功率的下降百分比達20%。

本研究發現可由顏色或苞孔開閉判斷榕果分期，幫助教學或採集小蜂。隨著果高與果徑增加，果腔直徑同步增加，果壁厚度改變不大，果腔產生空隙，方便小蜂授粉與產卵及雄蜂移動、交配。B期外苞片逐漸成深紫色ㄚ形可鬆開，加上苞孔周圍黃色，是小蜂辨認苞孔位置時除香味外的著陸指標。苞孔發育過程配合開閉及香味釋出可決定小蜂進入時機，白斑有乳管分泌乳汁幫助對寄生蟲癭與食草昆蟲的防禦。小花有獨特空間排列使柱頭與花藥生長向著榕果中心，兩種雌花交錯排列使柱頭在同一水平，可平衡授粉或產卵機會。各色榕果葉綠素總量相似，可見色澤轉變仍可光合供養。果內有授粉蜂一種，寄生蜂5種，還有線蟲、蟎、甲蟲幼蟲、螞蟻等生物，榕果充滿物種多樣性。

本研究進行鄉野調查，以簡易水質測檢儀檢測水質，改良蝦籠、手撈網、攔截網、誘餌、拍照觀察進行水生動物分布調查，並設置自製改良舟通魚道進行研究。依據鄉野調查結果，大屯溪水質變差，魚蝦數量減少；水質檢測結果，大屯溪流域在大屯橋以下呈輕度汙染，其他區域則無汙染；大屯溪共設置16處高度100~450cm的攔水壩，其中有12處設有魚道。依據水土保持設施常見通道分類有8種魚道，設置魚道可降低洄游障礙，部分攔水壩落差太高，未設置魚道，形成水生動物洄游斷點，尤其第4攔水壩以下與以上區域，魚種減少6種、總數減少75％、生物多樣性降低0.42、豐富度降低1.38；設置自製改良舟通式魚道發現，短時間上下游水生動物變化不大，因此須長時間設置。

本研究透過水池、橡皮鴨與伺服馬達，模擬鴨子在水面上游動的情況，藉由馬達回傳的電功率值，計算鴨子在游動時的阻力，希望找到鴨子在何種情況下最省力。透過改變鴨子的排列方式、大小、速度等變因，嘗試找出這些變因與其游動時阻力的關聯，並引入參考文獻中省力係數以描述省力的程度、用波長、水深、波速的函數關係來計算波長、並嘗試描繪尾波，透過這些以協助結果呈現並計算出難以測量的部分。最後會透過繪圖的方式來討論鴨子與水波的關聯以解釋阻力的變化，再總結出鴨子在何種排列方式、大小能夠達到最省力的狀態，完成本研究的主要目標。

本研究係運用多項式擬合技術，表示出股價的年週期循環特性及趨勢，製作出可顯示個股股價年週期循環趨勢的應用程式。 先觀察市面上常見的股票技術分析，接著用Octave進行研究，最後運用Python製作出包含使用者介面的應用程式，並將分析結果量化及輸出，本研究將此應用程式稱為「股價年週期循環技術分析應用程式」。

本作品主要是以節能、安居、健康為三大主軸，建構一個AI智慧宅。節能部份所設計的「智能窗簾」，可依光線強弱適時調整室內亮度；同時也設置「智慧插座」，當用電超標時，系統會即時通知人員處理，也可利用MQTT Dashboard控制及查詢。另外自製「AI人臉門禁」，偵測成功便直接開門，若偵測到陌生人時，能直接發送LINE通知屋主，確保居家安全。並搭配LINE-BOT所建立的即時監測系統，能馬上查看家裡的空氣品質及長輩的血氧測量狀況，而「AI藥盒」讓用藥者 以「人臉辨識取藥」，所取得的藥物也能立即AI辨識查詢。經所設計的辨識實驗，在室內有開燈，輔助光源為白光辨識藥物效果最好。並開發出網路版及單機版的兩種操作模式，讓藥物管理更有效率，藉以保障家人的用藥安全。

國造潛水艇正緊鑼密鼓的進行中，我們藉由很多國家的協助才有辦法建造，我們想透過實作來了解潛水艇設計上的困難。我們的目標就是想做出一台可以透過遙控的方式，讓潛水艇可以從水面潛到水面下，再從水底浮出水面的裝置。經過文獻查找，這是利用改變機器的密度來控制的，其中有分成改變重量或改變體積。當決定方向後，從選用適當的外盒，一直到實驗過程中發現有一些一開始我們沒有想到的問題。在改變密度的過程中，有彈性的容器很容易因為操作的方式改變了它的體積，變成很難操控它的密度。最後，我們還是成功的製作出可以透過遙控而讓機器沉與浮的裝置。藉由這次的體驗，更進一步的了解到為什麼做一台潛水艇是一件難度很高的事情。

這是截至62屆科展為止，第一件研究水平尾鰭在水中運動行為的科展作品。 歷經長時間努力終於研發出能模擬海豚利用水平尾鰭的擺動在水中向前游動的「機械海豚」，更進而研發【水中推進力/升力測量儀】，成功以「重量」形式呈現水平尾鰭在不同變因下所產生的推進力及升力，透過「推升比值」精準檢視其前進能力。 研究發現水平尾鰭的擺動速度、面積、形狀都會影響其在水中的前進能力，有趣的是尾鰭擺動得越快，不見得會越游越快喔！ 最後研發的【水流檢測儀】可環景無死角地看出水平尾鰭擺動時的水流變化，小檢測球的設計更是讓水平尾鰭後端的4個漩渦完美地呈現在眼前！證明水平尾鰭的擺動會製造渦流降低前進的阻力以提高前進的效能。

本研究以低價畜產副產物─白肉雞(Broilers)的雞爪為原料，試驗一將其浸泡於不同酸液中進行膨潤，再經熱萃取後形成之凝膠以醋酸組具有最佳之外觀、質地剖析數據、截切值、色澤分析數據及固形物比例，顯示以「雞爪」作為原料時，採用醋酸作為其膨潤劑較其他酸液更為適合。試驗二將膨潤後雞爪以不同溫度進行熱萃取，結果顯示，低溫組(70℃)和高溫組(95℃)均具有良好之質地剖析和色澤分析數據，但高溫組於感官品評時均獲得各項目之最佳喜好度和最高的總接受度。綜上所述，雞爪以醋酸膨潤後再以95℃進行熱萃取可得透明亮白、滑順而富有彈性之凝膠產品，未來再經澄清乾燥處理後可作為食品改良劑或凝膠類點心的原料，實現將低價副產物轉變為黃金的可行性。

我們發現任何進位的Kaprekar變換，都可以轉換成Kaprekar運算矩陣，而此運算矩陣會滿足引理2的條件。以此為基礎探討5進位Kaprekar變換，大致可分為三個層面：一是找出5進位Kaprekar常數的形式；二是經過數次的變換後Kaprekar會維持Type1的形式，對此形式的Kaprekar數，我們引進比值x與y，並且定義g(x,y),以表示經Kaprekar變換後的比值。在此基礎下討論5進位中Kaprekar變換的循環結構；三、5進位Kaprekar變換非常複雜，我們找到特定的x與y條件下，Kaprekar數的循環長度會是任意大，且存在需要進行任意給定長度後才開始出現循環的Kaprekar數列。 本文的主要結果分別對應於引理2、引理3和定理3、定理4以及定理5中。