第64屆--民國113年

本研究使用廢棄牡蠣殼，製作可回收、多孔隙的發泡煉石，吸附重金屬以解決水污染問題。由實驗可知，外層牡蠣殼粉末的吸附能力比內部珍珠層更佳。觀察顯微鏡，牡蠣殼的碳酸鈣成分經煅燒後會呈多孔隙狀態，具有更好的吸附重金屬效果，研判是表面積增加所致。 研究也發現pH=10有最高的重金屬吸收量。依據勒沙特列原理，鹼性環境有利於H2CO3⇌H+ + HCO3-正反應的進行，推測是牡蠣殼粉解離生成HCO3-，促進了重金屬的吸附。 自製發泡煉石確實能有效吸附重金屬並可重複回收使用，達到聯合國永續發展目標(SDGs)中SDG 6 淨水及衛生、SDG 14 保育海洋生態兩大核心目標。

我們想解決學校購買大量化學清潔用品造成的環境與健康問題，及金門高粱酒糟被棄置引發的飛安及汙染 問題，於是將廢棄酒糟進行發酵研究，再製成清潔用品。 實驗發現以黑糖配比3.0及攝氏35度製成的酒糟酵素，製程短且具最佳去油效果，並應用Arduino、溫度感測器和加熱棒，研發「金門酒 House」，創造智能的溫度控制系統，讓酒糟在最佳條件下發酵。 最後成功研製多款清潔用品，慕斯可減少搓揉省時、手工皂清爽好洗、神奇魔法片輕薄好帶。透過多元管道宣導，從學校出發擴及社區、網路，且將自製清潔用品贈予弱勢，並建議金酒自製清潔用品回饋鄉里與獎勵民眾自製，減少能源消耗、降低對化學清潔用品需求，共同 響應國家淨零排放政策，達成 SDGs，開創永續金門新局面。

回想當初看到一項公開發明提到：「在葡萄酒的釀造過程中，通過『同時』設定特定頻段的中頻電磁波(900+50Hz)和聲波設備，對酵母菌群細胞進行『共振刺激』，使其細胞膜紊亂的振動頻率回歸正常的振動頻率，從而達到提高酵母菌生物量和代謝產物量的目的。」這引起我們的好奇，也讓我們產生質疑，經過不斷實驗探究的結果：1、在固定方向的磁場下，高出吹風機5.67倍磁場強度，對酵母菌發酵速率沒有影響。2、在磁場變化與聲波「同時」或「單獨」進行下，其頻率對酵母菌沒有「共振刺激」作用，對活性也沒有影響。 做完這次科展實驗，我們對此項公開發明內容的正確性更有質疑的依據，也對未來獲取的資料保留一分存疑與求證的態度。

在臺灣手語辨識，先前研究所使用的監督式學習需要大量標記樣本而限制可辨識詞彙量。為此，本研究借鑒自然語言處理領域中BERT的遮罩想法，將未標記手語影片隨機遮蓋部分幀數，並讓模型學習預測被遮蓋的幀數以學習臺灣手語的特徵，並透過遷移學習來訓練辨識模型，此作法可克服現有臺灣手語資料缺少的問題。經過實驗，本研究訓練之詞彙辨識模型達成了242個單字量，92%的準確率。 此外，先前研究皆未在手語句子翻譯上有成果。因此本研究基於以上模型，設計手語翻譯的系統，整個系統在100個句子的翻譯表現達到83%的準確率，證明自監督學習的方式在手語辨識、翻譯上是有效的。並展現出樣本需求少與辨識詞彙量可輕易擴大的潛力。

我們以紅藜作為研究主題，使用帶殼紅藜來進行實驗。一、基礎染色：染液濃度高且重複上色後，可使染布有最佳色調與飽和度。二、媒染劑：事前浸泡濃度0.2%的白礬或綠礬的媒染劑，染布的色調與飽和度效果最好。並利用自製光度計測量加入媒染劑的染液，其亮度值有明顯變亮，離心後發現有沉澱物，驗證其有發生化學反應。三、助染劑：將布事前浸泡在自製無糖豆漿後，所得染布效果最佳。四、關注紅藜脫殼後的廢棄物，本研究以紅藜殼粉為染料，以白礬當媒染劑來進行染布，得到色調=347.7、飽和度=72.7% 的最佳染色結果。五、我們利用Arduino設計顏色檢驗儀，結合雷切研發製出「自動染布監控機」。同時將染後的紅藜渣培育繁殖，達到環境永續經營的環保理念。

本研究旨在探討「帕隆多悖論」，將兩個容易賠錢的賽局遊戲A與B遊戲合在一起進行，卻能變成容易賺錢的賽局(遊戲C)，這是違反常人直覺的現象，因此我們想探究其中的機制、原因和成立條件。 我們以「執行遊戲A和B之特殊組合」、「執行遊戲A和B之機率」和「遊戲A和B的賺錢機率」為實驗變項，應用Excel和Scratch模擬各情況之期望值，來探討帕隆多悖論成立的條件。最後，將研究發現結合專家訪談，找出在市場機制中的實際案例。 發現遊戲執行組合的影響最為關鍵，而且在執行遊戲A的機率為41%時會有最高的期望值。最後，我們找出帕隆多悖論在三種以上賽局成立的情形與必要條件，也歸納出各變項對於獲利影響程度 差異 及賺錢的關鍵週期 。

本研究探討將蔬果粉調製成染劑，染印到紙張中，製成蔬果畫紙，使其變成趣味科學玩具，透過玩中學的方式，提升同學們的學習動力。 為了將顏色科學化的呈現，特別研製一套色彩鑑定方式進行後續實驗。對於要染印的紙張選擇，從吸水效果、暈開程度、烘乾後捲曲度、著色效果、顯色效果，以及保色效果等面向，綜合評估後紙張選用最符合條件的達文西設計紙。 最後染劑的調製，以濃度、浸泡時間、保色、複合蔬果配方等進行探究下，發現染劑以蝶豆花粉為基底，混合薑黃粉、甜菜根粉、藍莓粉與桑葚粉，配置成濃度2%，並加入濃度5%鹽水強化保色效果與濃度3%維他命C水強化色彩飽和度，浸泡1小時再低溫烘乾，可產生最多種的顏色變化。

本研究以蜂王乳（Royal jelly）作為研究對象，探討餵食蜂王乳之後工蜂（Apismellifera）的壽命變化以及脂質與蛋白質的代謝活性變化。 研究 結果顯示餵食蜂王乳 一個月後 的工蜂存活率 約為一般工蜂的三至四倍 。 而 餵食蜂王乳的工蜂體內的 非酯化脂肪酸 NonEsterifried Fatty Acids ,NEFA ）約為一般工蜂的兩倍，且脂肪酸合成酶的活性較一般工蜂也有顯著提升，合理推測出在餵食蜂王乳之後，工蜂對於脂質的需求量增加，因此主動合成了脂肪酸，造成體內的脂質濃度高升。 此外， 餵食蜂王乳的工蜂體內的蛋白質濃度約為一般工蜂的兩倍，且 S6 基因 m RNA 表現量較一般工蜂也有所提升，由此推論出蜂王乳會對工蜂體內的蛋白質代謝產生影響，且是由工蜂體內主動合成。

鏈與環魔術簡稱為魔戒，本研究將魔術tricks藉物理模型與tracker軟體分析，化成探討翻轉落體運動物理模式。發展四種物理模型進行實驗、攝影與截圖、tracker分析其S-t、v-t圖和相關物理量，解釋環套鏈成因。包括：1.環套鏈物理模式分為翻面落體期、立環直落期、翻鏈套環期與鏈環彈跳期等階段；2.翻鏈套環期決定環能否套入鏈；3.環套入鏈變因與影響程度為：鏈單位長度重量>環質量>鏈長度>環直徑；4.鏈愈輕、環愈重、環直徑愈大時，環可套入鏈長範圍愈大；5.鏈愈長，第二階段立環直落期時間也愈長，其他階段幾乎相同；6.環重遠大於鏈重時，鏈長會糾纏成多個套結，鏈短則形成半個套結；7.經鐵環兩點雙track過程，得知環翻轉運動軌跡。亦發現，一節節鏈設計亦為環能套入鏈成因之一。

酸菜水 農業生產過程中產生的副產品在醃漬酸菜過程中，土壤被廢水污染嚴重鹽化，付出慘重成本。本研究利用接觸曝氣法來嘗試解決酸菜醃製廢液中的汙染物，分別探討曝氣槽形狀、濾材種類以及複合式曝氣裝置，並加入枯草桿菌來探討pH值、濁度、COD、污泥產生量的變化與差異。研究結果發現無論哪種槽體在不添加濾材下表面積與細菌依附空間不足，無降解作用發生；矩形槽適合採用平板形濾材，圓形槽適合採用K1濾材；而我們研發的複合式曝氣裝置無論是在COD、濁度以及汙泥產生量都是表現最佳的。