第63屆--民國112年

Lusa 是泰雅族的傳統束腳陷阱， 泰雅祖先及獵人們在這小小的機關中，利用了許多植物的特性及物理科學原理。獵人們為了要提高束腳陷阱捉住動物的機會，在製作陷阱時，材料的選擇及使用有些偏好在觸動陷阱機關的消息棒上，做了些巧思來加速陷阱的運作。我們 在老師的指導下，設計了多組的實驗來探討。實驗結果驗證了，在祖先流傳下來的陷阱選材及安裝之中蘊藏了許多的智慧。我們也以科學的方法測試出消息棒的最佳組合。身為泰雅子孫的我們，能以科學的方法來 探討及驗證祖先的智慧，也是於有榮焉。

本實驗以碳當量約4.3%的鑄鐵液，經球化處理，於不同等待時間下進行澆鑄，探討球化後等待時間對球墨鑄鐵球化率、石墨分佈及強硬度等機械性質之影響。 實驗過程以固定成份材質於球化桶進行球化處理後，分別等待5、10、15分鐘澆鑄至預先完成的鑄模中，待凝固冷卻後取出鑄件，並於切割及加工處理後進行各項實驗探討。 從實驗結果得知，球化反應10分鐘內澆鑄試片其球化率、強度硬度可達最佳值。極限強度達55.18kg/㎜2，為未球化試片之極限強度12.97kg/㎜2的4倍以上，等待時間超過10分鐘後強度與硬度隨著球化率有下降趨勢。但伸長率及降伏值都有倍數成長，而對硬度僅有少量提升。

以不同濃度的界面活性劑、容器面寬、水深來觀察界面活性劑在水中運動的種種現象。在界面活性劑中加入固定比例的紅色色素6號，使其滴入水面上時可以明顯觀察彩圈的漲縮現象，再藉由Tracker追蹤彩圈運動軌跡，進而計算出其直徑大小之改變，最後將實驗結果以圖的方式記錄下來，再觀察其運作規律並製作出函數圖形，確定此一現象的運動方式，並思考此現象形成的可能原因。

我們從正方形旋轉的國中模擬考題出發，從國中數學的「三角形全等、相似」、「圓周角」、「平行關係」與高中數學的「矩陣旋轉」、來對「正多邊形旋轉」進行討論。在簡單的全等問題中，找出旋心角度數，並延伸找到不同旋轉中心，旋轉相同角度後所得的圖形會互相平行。在原題目之後，我們對於不同旋轉中心之間，也找到旋心角角度的恆定關係。在角度之外，我們對於旋轉後突出的三角形的周長與面積也找到恆定或極值的關係。我們利用「三角形相關幾何性質」證明周長與面積關係；利用「交比性質」來證明不同旋轉中心、不同旋轉角與旋心角三者之間的相互函數關係。最後，我們將所有性質與關係，都推廣並證明至任意正多邊形。

本研究利用海藻酸鈉和氯化鈣的交互作用，做出可分解的吸管，並改良一台吸管製造機。添加不同材料製作吸管，成功做出很像塑膠的海藻膠吸管，遇到酸鹼溶液會變色的紫高菜、蝶豆花吸管。影響吸管成形速度是氯化鈣的濃度和浸泡時間，以氯化鈣25%浸泡16分鐘最快，海藻膠的最佳比例為2%。製作吸管以沾取法10秒最快，做出來的吸管必須建立在支撐物上。腐化實驗以海藻膠紙吸管1.74g最好，因海藻膠薄膜分解較快，海藻膠吸管1.4g其次，吸管泡水實驗，因為水中沒有微生物，吸管不會被分解。吸管乾燥方式以除濕機效果較好，烘乾吸管的溫度以20度較不容易變形。使用UV光消毒，成功讓菌落數由45個降低成0個。成本估算上海藻膠吸管一枝約0.8元，使用沾取法更便宜。

新冠疫情期間因應確診者隔離政策，線上看診重要性大大提升，在需求量越來越多的情況下，許多問題也浮出檯面。經由資料蒐集、討論與訪談診所人員後，我們發現有很多高齡者因數位落差而不會操作線上看診，導致被排除於醫療網之外。因此決定將主題聚焦於如何改善高齡者的數位落差，讓他們學會線上看診的操作，確保看診權益。我們的解決方法以民眾較常接觸的地方診所為中心，思考診所的服務創新以及如何改善服務流程。後續再更深入探討縮減數位落差的方法，可結合地方志工以建立完善的社會支持系統，即整合流程方案，逐步降低高齡者的數位落差，提供另一個就醫管道，增進社會福址。

我們選用八種油品與兩種醇類做液滴擴散實驗，發現異丙醇擴散速度過快，所以選用乙醇進行後續實驗，並加入中性藍色顏料作為染劑。再以四種乙醇濃度(95%、90%、85%、80%)，對不同油品進行液滴擴散實驗，發現苦茶油加入乙醇液滴不會散開，其他油品在滴入95%乙醇時，液滴擴散面積最大，其他濃度的擴散情形則表現不一。我們以三種市售苦茶油進行實驗，發現液滴皆不會有擴散的現象，但加入大豆油混合時，當混油的多元不飽和脂肪酸高於10%，就會有擴散情形，另外，我們利用豬油加入大豆油中，當多元不飽和脂肪酸低於10%就會有液滴縮回的情形。因此我們認為可利用85%的染色乙醇來判斷苦茶油的純度是否達94%以上。

文蛤與西施舌為台灣西南沿海沙岸常見的潛沙型雙殼綱動物，然殼型瘦長的西施舌潛沙總深度遠大於鈍胖的文蛤，故本研究欲探討兩者殼型是否具導致行為差異之物理特性。透過觀測潛沙行為、受力特性，發現西施舌不僅單次潛沙深度較文蛤大，潛沙時的受力、耗能還小於文蛤。此外，西施舌潛沙時相比文蛤幾乎不轉動，應是受限於較大的單位質量轉動慣量。進一步以模型殼分析後，發現其受力與殼長(L)、殼寬平方(W2)和殼高平方(D2)等參數呈線性正相關，其中W、D直接影響殼體潛沙時的最大截面；L則間接影響殼體在沙面下的外殼弧形。本研究結果可解釋潛沙型雙殼綱動物以特定入沙角度潛沙之行為實具有減少潛沙阻力之物理意義，未來值得應用於鑽研工具之設計。

本年度在湖西林投尖山步道標放青斑蝶總數比例為歷年來最高，推測應與風向及青斑蝶抵澎湖位置有較大關聯；雌蝶數量約占總數41.0%，高於歷年平均數值，同時整個研究過程皆維持略高比例，與往年僅存在初期與末期的高雌蝶比率不同，是否為單一年度的偶發現象？有待持續研究。由網格膠片與紀錄紙量尺所得數據顯示，不同測量前翅長的方式皆為可行紀錄方式；青斑蝶前翅長度與寬度的比值約為2，翅型較類似2個等腰三角形上下疊合之寬翼鳶形；以方格法計算青斑蝶前翅面積，發現前翅長與面積平方成正比；以青斑蝶前翅長寬比的差異超過10%來定義不同翅型，僅有1.5%分屬不同翅型，應是族群內偶發差異現象，故可推論青斑蝶前翅翅型並不影響其越洋行為。

台灣已進入高齡化社會，年長者大多行動不便且為外籍看護在照護，因語言不同，導致溝通困擾，所以研究智慧輪椅，從機構設計中設計三段式椅背調整、餐桌的開合；能使用手機app控制輪椅的移動；在智能照護上依年長者需求在手機上設計了撥打電話、緊急Line救助、啟動家電等功能；更獨創能與外籍看護溝通功能，設計了翻譯機，使受照護者能輕鬆地與外籍看護溝通。並從表情辨識上得知，臉部表情辨識的辨識率為0.6~0.7之間；加入比1-3的手勢後，其辨識率提高0.8~0.9之間，最後年長者加入自己喜愛的動作差異大的手勢後，其辨識率均為1(100%) 。與年長者討論適合的表情後，本研究的智慧輪椅能透過表情辨識開啟與閉合餐桌時會說出外籍看護的語言並且能拿餐具與餐點或是收拾餐桌。