第64屆--民國113年

為三隻小龜創造一個乾淨永續的生存空間，激發我們隨時產生的小小創意，透過探究實作完成我們的「龍蝨號」水中清道夫它沒有高科技的AI人工智慧和酷炫的外表造型，只有單純外表和簡單機械智慧：一、利用虛實連接的可變四種齒輪比的變速裝置；二、超距力實踐的磁力傳動裝置；三、尖端接觸減少摩擦力的磁浮構造；四、雙微動開關構成的避障裝置；五、磁簧開關達成隔空啟動的實現；六、可充電鋰鐵電池續航無限；七、善用材料與物件特性，創發出簡易、快速的替換操作；八、船體不偏航的關鍵─在船體後方並列的「泵」導風罩和螺旋槳的組合─轉動方向要相同。「龍蝨號」啟航一池清爽，三隻小龜永保安康。

本研究主要探討柚子對孑孓的影響。我們將柚子分為成熟果皮、未成熟果皮、柚花、柚葉，其中果皮分為外果皮和中果皮，柚花則分為花瓣、雄蕊、雌蕊，並依據不同濃度加入水體之中，觀察孑孓呼吸管收縮頻率、存活率、扭動次數、閉氣時間的變化，同時也測量孑孓生活水域的pH 值和溶氧量。我們發現成熟柚子外果皮會降低死存活率以及增加閉氣時間。，柚花會降低存活率及閉氣時間，以雌蕊對孑孓的影響最顯著，而柚葉對孑孓並無顯著影響。經由實驗後我們建議拿來防治孑孓的濃度為0.45%的成熟外果皮溶液。

本研究為探討寬腹斧螳之孵育與捕食行為。首先，設計AI螳螂與螵蛸辨識工具並進行野外踏查，以了解寬腹斧螳生存環境；接著，以自行設計製作之實驗裝置進行螵蛸孵育實驗，了解溫度與濕度會影響螵蛸孵化天數，光照時間則沒有明顯影響；接著，進行寬腹斧螳若蟲的飼育，發現以10mL自製容器可提高一齡若蟲的存活率，而隨著齡期的增加，若蟲對食物數量的需求逐漸增加。 最後，進行寬腹斧螳捕食行為實驗，發現光照強度、聲波頻率會影響寬腹斧螳若蟲捕獲果蠅的時間，寬腹斧螳若蟲的捕食距離可達兩步長。最後，關於食物部分，寬腹斧螳若蟲可捕食移動中的人工飼料、水中的孑孓、停駐的蚊子、比自己小的爬行昆蟲-黃迷若蟲和比自己小的步行昆蟲-紅姬緣椿象。

本研究企圖嘗試探究透過磁鐵特殊的排列，使一個磁鐵處於既相吸又相斥的水平磁束縛態，並探討其形成原理、條件與預測工具。結果發現，一、利用兩個大磁鐵與兩個子磁鐵以特殊排列方式可能達到磁力平衡，且此時磁鐵會在某個區間所受的磁力為零，此磁鐵可以保持移動卻又等距的「磁束縛」有趣現象。 二、磁束縛現象特徵：1.大、小磁鐵數量（磁力）不能差距太大。2.增加母磁鐵數量較易造成磁力不易平衡。3.增加子磁鐵數量下，會增加磁鐵子母磁鐵的夾角。4.增加或減少大小磁鐵的磁力，磁束縛距離改變不大。三、 磁顯卡是可以用來預測磁束縛狀態是否形成的有效工具。

經過文獻探討、訪談及因素分析 等研究過程 ，我們將學生選擇班群的決定因素定義了「學考科能力」、「興趣特質」、「未來進路 」、「家庭師長朋友」、「學校課程安排」等五個主要決定因素，其中尤以興趣特質」因素普遍受到大家的重視。 我們根據以上五大因素，作為第一層級因素，設計了ＡＨＰ問卷，填答者通過填寫問卷，來審思他們對於不同因素的重視程度，並基於這些因素來衡量選讀的班群（第二層級因素）。我們將ＡＨＰ問卷分析結果，與填答者所就讀班群進行比對，發現所得的優勢班群與填答者所就讀的班群相符合，確認了本ＡＨＰ的兩層級設計，來決定選讀班群是合理實用，其結果參考價值極高。

培訓一位醫生的時間非常的久，除了在醫學院花上7~8年的時間學習之外，畢業取得住院醫師的身份後，還需要在醫院中選擇特定專業科目受訓，依照科別不同，受訓的時間從3~7年不等，其中神經外科醫生就需要花上7~8年的時間受訓，受訓後再通過專業醫師執照考試，才能正式成為醫師。 醫生的訓練過程費時耗力，在醫療訓練資源有限的情況下，採用虛擬實境(Virtual Reality,VR)科技，可以把手術訓練帶到虛擬世界中，不僅可以提供手術前開刀策略判斷，更可以提高醫療成功率。 本研究主要針對腦部腫瘤手術，藉由運用3D Slicer重建腦部腫瘤3D模型，並轉入到Unity製作手術模擬過程，再轉入到VR，讓醫師可以透過VR虛擬實境，進行手術練習與模擬。

鋁離子電池材料的性質優於其他二次電池。我們將SP-1和活性碳混合，製成不同比例的陰極，進行充放電測試。結果顯示，SP-1能增加充放電容量，而活性碳僅增加充電容量。XRD和拉曼分析顯示，SP-1具有良好的插層能力，而活性碳的強吸附能力使電子難以從陰極釋放，因此對放電的影響不明顯。 實驗中，我們將電池的充電電壓設為2.4V，但有些電池只能達到1.2V。在剪開這些電池後，我們發現其隔離膜上的漿料覆蓋較少，推測是由於Ni-bar的厚度使隔離膜與碳紙之間存在空隙。經過調整後，情況有顯著改善。 最後，我們將四個電池組合，透過太陽能板充電，成功使3V的馬達運轉，證明我們的太陽能充電模組是可行的。

本文探討雙圓軌跡繞行函數𝑆𝑎,𝑏,𝑟(𝑡)≔(cos 𝑎𝑡+𝑟cos 𝑏𝑡,sin 𝑎𝑡+𝑟sin 𝑏𝑡) 的圖形特徵及拓樸性質，利用GeoGebra繪圖觀察圖形模式，並使用微積分等分析學的手法進行證明。 本文主要分為兩個部分進行探討，分別研究變動𝑎,𝑏和變動𝑟造成的現象。第一部分關於𝑎,𝑏的討論發現當𝑎/𝑏為有理數時，圖形將有明顯的週期性結構，因此我們定義並討論此函數的代數週期及幾何週期。當𝑎/𝑏為無理數時，圖形將不再有週期結構，然而其圖形卻會在一環狀區域𝐷𝑟中稠密，並且圖形的補集也會在𝐷𝑟中稠密。第二部分關於𝑟的討論，發現當𝑟在某些特定值時，圖形將產生尖點，並且此尖點可作出通過原點的圖形切線。

本研究發想自國外公路減速車道，以降低剎車失靈之大貨車災害，思考能否應用於我國下坡易肇事路段之可行性。研究小組選定砂土顆粒、鋪設厚度、平整程度、車體重量和速度作為變因，並透過模擬實驗來研究這些變因對減速效果的影響。實驗發現，以篩網選定舖面粗細與鋪設厚度會影響減速效果，不同顆粒大小和鋪設厚度的砂土會影響減速效果，其中細砂與5公分厚度的鋪設最有效。此外，海底淤泥和牡蠣殼粉的減速效果較差。實驗還發現，顆粒和鋪設厚度的關係並非線性，且不平整的表面和流動砂床狀態可以增加阻力，提升減速效果。車體重量和初速度也會影響減速效果。根據這些結果，研究小組提出了在台灣下坡路段設置環保型流動砂床減速車道的設計建議。

近年來，餐飲業及飯店業引入自主移動機器人（AMR）提供服務，受到廣泛歡迎。優化移動限制和應用於電動車的可能性成為關注焦點。本研究探索與分析擁有卓越機動性的麥克納姆輪的合力方向，通過數學推導和實際控制方式的驗證，確認其18個方向移動的數學式；同時，針對麥克納姆輪的全向移動進行探討，建立360度直線移動的數學式，並利用ESP32-S單晶片成功實現數學式中速度的變化。此外，分析了不同變因對車子的影響，測試出麥克納姆輪適合的地面材質以及負重。