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第63屆--民國112年

魚「水」相歡—無人水下探測器

本作品為遠低於市價ROV的材料,設計出能在水下移動的載具,加入連線在式子母船的概念,完成能遠端控制與觀察影像的水下遙控載體。首先設計可以水下自由行動與水下攝影的子船,設計電力系統與無線訊號傳輸的母船。藉由Labview設計出由電腦介面進行遠端控制的程式,再經由USB多功能 I/O 介面卡傳輸到無線訊號2.4G接收板,來進行遠端遙控。 除了由電腦控制外以十字手搖開關進行手動遙控試驗並將線路連接完整,藉由切換的開關來改變操作的方式,即最終改良成可手動控制或電腦控制。經海邊測試能達成無線遙控子船,水中沉浮前進動作,並搭配子船到水下攝影鏡頭接收到水下影像,達成簡易型水下生態觀測之遙控無人載具。

拾級而上~從Jonah公式談矩形堆疊問題

多數人購房會要求生活空間的最大利用,其中樓梯間的置物櫃設計就是其中一例,本文是由置物櫃排列所發展的數學問題。 假設在樓梯下裝設矩形櫃子,並允許每行的櫃子最多只有兩種樣式:一種是該行的每個櫃子都是單位高度,另一種是該行最多只有一個超過單位高度的櫃子;而排列方式則是最高櫃子位於最下方且最底層的高度則是逐行高於或等於前一行的櫃子,我們將這樣的問題稱為「矩形堆疊」。 透過動手實作發現「矩形堆疊」與路徑數有關,於是建立與路徑的一一對應關係,並研究路徑問題。經由Jonah’s公式發展路徑問題後,再回來解決「矩形堆疊」問題;此外也研究變化不固定的路徑問題,對於特殊結構例如拋物線下「矩形堆疊」,都有不錯的結果。

入侵種斑腿樹蛙對彰化青蛙多樣性的影響

利用夜間調查與Excel資料分析2008~2023年1月的資料顯示,彰化平地黑眶蟾蜍最易見,其次為澤蛙、斑腿樹蛙、貢德氏赤蛙等8種。而淺山地區依序為拉都希氏赤蛙、黑眶蟾蜍、澤蛙、貢德氏赤蛙、斑腿樹蛙等15種。分析黑眶蟾蜍、澤蛙、斑腿樹蛙與貢德氏赤蛙,牠們鳴叫的季節與環境非常類似,顯示可能有繁殖或蝌蚪上的競爭。探討彰化在斑腿樹蛙入侵前後青蛙種類與數量的變化,發現平地的貢德氏赤蛙在數量與分布上都明顯變少,淺山的貢德氏赤蛙與布氏樹蛙的數量似乎也變少。利用夏農生物多樣性指數來進行各年分析,其變動與中部年雨量有一致性。進一步利用兩棲類調查志工的資料分析全台斑腿樹蛙入侵區32個樣點中,有16個有貢德氏赤蛙減少的現象,需要後續持續追蹤。

Arduino與Excel在化學反應連續量測之應用—秒錶實驗

硫酸鈉水溶液與鹽酸溶液反應會產生硫沉澱,沉澱量變化可用來表示化學反應快慢。近年來,數位量測取代肉眼觀察,但量測終點的閥值卻都是由實驗者主觀地自訂。我們不斷改進實驗,做了以下努力與成效: 一、 利用ARDUINO配合光敏電阻進行全程連續量測,並由數值分布圖發現硫沉澱速度並非固定。 二、 因為有讀取到全程連續量測值,我們測試出同時配合EXCEL的AVERAGE 與高次方TREND函數進行數據優化,可以成功反推每個瞬間反應速度。 三、 由全程連續量測發現,原想以反應結束的時間做為閥值是不可行,但我們意外找出非人為定義之閥值,且此閥值不受(1)外在光源強度、(2)容器深淺或容量、(3)感應器校準與否之影響。 四、 我們求得達到反應最快時之反應速率級數。