第63屆--民國112年

本次實驗的目的是在探討若要將方格全部照射到，不同尺寸的正方形及長方形與放置最少點光源數量的關係。研究結果發現：正方形尺寸最少燈泡數量放置方式第1、3、7、9格不放置燈泡的規律性，是邊長18cm之後就會再一次循環增加，因此當正方形的邊長為n，n÷18＝k…h時，放置最少燈泡數量s＝n－k×4－k1（若ｋ≧3時，s＝n－（k－1）×4－k1，k1＝h在第一個循環裡可以減少的燈泡數量）。寬為n的長方形，當長≧寬×2＋1時，放置最少燈泡數量s＝寬度，而當長＜寬×2＋1時，最少燈泡數量，從n×n開始會以「斜線」數列依序增加。

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。

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。

我們嘗試要設計一個能夠爬樓梯的機器人，在有一項比賽時，看到了有些人前腳像輪子一樣快速地爬上去。因此，我們這組就想要研究～怎樣讓我們的機器人爬得更快。研究結果發現： 一、前腳長度>樓梯的踢面高度高約1.5公分~3.5公分，機器人能順利爬樓梯。 二、前腳越長扭力小，前腳越短，扭力大。 三、前腳加寬轉軸為5公分，爬樓梯速率變快。 四、以桌球皮黏在抓夾上，爬樓梯速度最快。 五、同樣的齒輪比，前腳越長扭力越大，前腳越短，扭力愈小。 六、底座變寬，能減少機器人翻倒次數。 七、當踢面高度變為原來2倍時，爬樓梯速率降為為原1/2。 八、自行研發低重心機型爬樓梯速率最快，原先比賽齒輪盒改良機型速率最慢。 九、獲致爬樓梯機器人最佳結構。

本研究旨在觀察和降解禽類羽毛，並使用水解後的有機液肥澆灌植物，以觀察其生長效果。通過顯微鏡觀察和分析，我們發現羽毛在外形特徵、大小、顏色和長短方面存在巨大差異。在實驗中，我們將雞羽毛提供給微生物進行厭氧醱酵分解，結果發現厭氧微生物成功消化了羽毛。在羽毛水解實驗中，我們添加了培養的羽毛分解菌，七天內成功將羽毛水解，同時生成了生質氣體和液肥。我們將羽毛消化液稀釋後澆灌在種植的小蕃茄、白菜、油菜等植物上，實驗結果顯示，使用液肥的農作物生長更加茂盛，產量也更高。其中，白菜的生長增幅最佳，達到了35.4%至46.1%。透過這項研究，我們更深入地了解了禽類羽毛廢棄物在農業上的應用，同時也對環境產生了友善的影響。

本實驗利用椰子殼、甘蔗渣和茶葉渣等廢棄物，高溫鍛燒製成不同碳源。與傳統活性碳相比，這些碳源具有更多的表面官能基和中型孔洞，是超級電容的理想材料。我們在製造超級電容時，以氮摻雜的活性碳和特殊膠黏合，並添加不同種類和濃度的電解質（如H2SO4、KI、KNO3、KOH）進行實驗，測試其有充電和無充電狀態下的電容值變化。我們成功找出最佳超級電容製造條件，即椰子殼鍛燒於600℃、以H2SO4作為電解質，其充電後的最高電容值達200mF/cm2，且在7天內保持穩定，未出現衰退現象。透過CV圖可證實，此碳材的反應是完全可逆的，非常符合超級電容的性質。這些廢棄物的轉化為高功能性、高附加價值的優秀電子產品，不僅輕巧且便於攜帶，更具有高穩定性，完全符合綠色化學的精神。

近年來，隨著日益嚴重的全球暖化以及氣候變遷，使得可用的水資源日益枯竭。有鑑於此，我們致力開發出一種能夠減少水資源浪費的灑水器。本研究利用 3D 模型設計軟體 tinkercad 設計出矩陣形省水灑水器的各個零件，並計算出水壓與孔徑大小以及噴射距離的關係，藉由調整各出水口的孔徑來控制噴水範圍。 實驗結果顯示，且相較於傳統灑水器省水達 25%，且使用3D列印技術製作，可根據自身情況調整出水口大小來控制射程，以控制灑水的長寬比，以達減少水資訊浪費、增加水資源有效使用率之目的。

本研究使用仿生機器人來觀察在不同救援環境應用時之移動速度差異，透過機械結構之連桿原理進行機器人足部設計調整，以仿生鍬形蟲六足吸管機器人進行模擬實驗測試。經由研究結果得知這類型的機器人能快速平穩行走的最佳設計條件為：六隻腳結構、腳長分別為前足4cm、中足5.5cm、後足4cm時、足底材質為魔鬼氈或菜瓜布。另外，實驗中發現了適當的載重為40g時反而讓機器人移動速度也變快，為了驗證是因為足部摩擦力增加的關係，也另以無載重足部摩擦力實驗驗證了這個推論。我們又改造測試發現機器人的中後足裝上泳足時可在水中最快速移動，綜合以上研究我們成功達到了讓仿生鍬形蟲可以「從水中到陸地」與「從陸地到水中」都能穩定快速進行救援移動的目標。

本研究討論「飛石索」在空中如何利用兩端重物把繩子拉開，繩子在接觸到目標 物後，可以順利纏繞。研究內容有飛石索發射器設計，兩端重物飛出時的向前初速度 計算，還有讓繩子張開的向左和向右速度分量討論，發射攻擊角度和纏繞到目標物的 落點、圈數，研究結果如下： 一、利用彈力橡皮管會伸縮形變來當發射動力，掛架採用四條懸掛式，飛石索可以順利被發射出去。 又因掛架角度設計成張開模式，所以兩端重物會往不同方向飛出，進而把繩子拉開。 二、目標物距離不同會有不同的攻角配合，例如距離目標物600公分時，飛石索繩長設定在70公分，兩端重物各20公克重，調整攻角角度在15度，圖1：飛石索纏繞住目標物飛石索會有最佳的平均纏繞圈數3.4圈。

實驗中蛋白打發最佳的情況，是使用電動打蛋器打發3分鐘綿密的雞蛋蛋白。打發的蛋白加鹽1克水煮後，打發的蛋白體積最大的狀況96.7±5.4ml，而且蛋白加鹽煮起來QQ的不易破掉，所以之後的實驗在打發的蛋白前都加1克的鹽。以下是每種食材產生浮沫的處理方法最佳方式為: 牛肉水煮沸後30秒，加入打發1分鐘的蛋白不攪動。 牛骨加入蛋白時機是在水煮90℃時，加入打發3分鐘的蛋白後不攪動。 豬骨水滾後60秒加入打發3分鐘的蛋白攪動30秒。 蛤蜊水煮沸後馬上加入打發3分鐘的蛋白攪動60秒，可使湯變得更清澈。 蝦頭水煮沸後30秒時加入打發5分鐘的蛋白後不攪動。 魚骨加入打發3分鐘的蛋白後攪動60秒，效果最佳。