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高中組

Stochastic Resonance在視網膜上的作用及雜訊對視覺訊號的影響

在日常生活雜訊通常被視為干擾,大多數的狀況下我們嘗試減少雜訊以利訊號的接收,但在一些特定的非線性系統中,加入適當強度的雜訊反而會增強訊號的接收,這個現象我們稱之為Stochastic Resonance(以下簡稱SR)。本研究以投影機將訊號及雜訊投影在視網膜上,並加入不同強度的雜訊於訊號中,利用MEA(多電極陣列系統)紀錄視網膜產生的電生理訊號,觀察不同強度的雜訊對視覺訊號接收的影響。實驗結果顯示在加入一定程度的雜訊中,訊號的品質確實顯著增強。未來將著手在背景中加入雜訊,模仿自然中雜訊的來源,觀察大自然中雜訊對生物的獵食、躲避天敵是有利或弊。

助行步態分析與輔行設備改良

科技的主要目的是在改善人類及各種生物之生活。本研究的目的即是建立助行步態的分析,並發展可控式輔行設備,藉著此一智慧化輔具,改善長者或傷患的行動能力,使其不畏於行走,並對其復健、社交生活有所助益。 該可控式輔行設備使用磁流變液煞車器以即時提供最佳阻力,控制輔行設備速度。輔行設備上亦設計有力量感測器、傾角計、轉速計,可以感測使用者的行為,提供適當的信號以隨時調整輔行設備之阻力。研究中對長者步態進行量測與分析,建立各感測值與步態行為之關聯性,並找出關鍵變數來預測步態,依此建立輔行設備的控制邏輯。藉由整合煞車器、感測器與控制邏輯和人機界面,建立可控式輔行設備,大幅提高使用者之安全性與便利性。

異物插入輪胎先行預警系統

因爆胎所造成的車禍次數頻繁,民國104年交通部規定胎壓偵測器列為基本配備,我們製作的警告裝置,以提高胎壓偵測器的靈敏度,為了減少因爆胎所造的車禍意外發生,特別設計一套金屬探測器警告裝置,將此感應器裝置在擋泥板上,以提醒行車駕駛在行駛時如聽到警訊聲,應立即靠邊停,檢查輪胎概況,以免發生車禍〈爆胎〉。金屬探測器警告裝置可以改善市售的胎壓偵測器,因為胎壓偵測器是胎壓低於定值才會警告行車駕駛,有些情況釘子刺到輪胎並不會馬上漏氣,沒有做處理車輛繼續行駛才會漏氣,但本作品之警告裝置是輪胎一有異物刺入,金屬探測器會在一秒左右發出警訊聲,在釘子還未完全插入輪胎之前可以做適當的處理,提高行車安全。

正整數排列與對應格子點之研究

設n是整數, 且滿足n≥2, 一個排列σ : {1,2,...,n} → {1,2,...,n}可以表示成包含坐標平面上n個點的集合Pσ = {(k ,σ(k )):1≤k ≤n}, 在一個以(1,1),(1,n),(n,1),(n,n)四個頂點所圍成的正方形, 其四邊皆與座標軸平行, 這個集合Pσ有最少2個點, 最多4個點在正方形的邊界上, 我們求出恰有m個點落在正方形的邊上的種類與方法數如下 當m=2時, 方法數為2(n-2)! 且n≧2 當m=3時, 方法數為 (n-3)!*4(n-2)2=4(n-2)(n-2)! 且n≧3 當m=4時, 方法數 (n-2)(n-3)(n-2)! 且n≧4 之後再推廣至三維空間: 設n是整數, 且滿足n≥2, 一個排列σ : {1,2,...,n} → {1,2,...,n}, 另一個排列τ: {1,2,...,n} → {1,2,...,n}, 可以表示成包含三維坐標平面上n個點的集合 Pτ= {(k ,σ(k ), τ(k ) ):1≤k ≤n}, 在一個由邊長為(n-1)所構成的正方體, 其十二個邊皆與座標軸平行, 我們求出恰有m個點在他們正方體邊界上的種類與方法數如下 m=0時{a6=6, a7=30, a3=90 an+1=an+n2-9n2+26n-24, n≧6 m=1時{a4=4, a5=30, a6=96 an+1=an+9n2-41n+46, n≧4 m=2時{a2=1, a3=7, a4=28 an+1=an+15n-24, n≧2 m=3時{a3=2, a4=4, a5=6 an+1=an+2, n≧3

墨名奇妙-石墨懸濁液沉澱現象的探討

我們藉由紅光雷射通過石墨懸濁液的透光率變化,探討沉澱過程中濃度和時間的關係。我們首先測量紅光雷射通過不同配製濃度石墨懸濁液的透光率,建立「透光率-標定濃度」對照表。接著,我們測定雷射長時間(12小時以上)通過石墨懸濁液的透光率變化,發現其濃度變化率隨沉澱遽減,並在標定濃度0.04~0.06kg/m3達近似穩定態。理論部分,我們藉由史托克定律建立不考慮擴散效應的沉澱模型,與實驗結果對照,分析擴散效應對於沉澱的影響。我們推斷3微米以上的粒子擴散效應不明顯,而0.6微米以下粒子的擴散與重力造成的運動達成近似平衡。同時我們比較了石墨粉末在食鹽水中沉澱的特徵,探討介質對粒子沉澱的影響。

回波反兆―由調頻連續波回波頻率圖找尋地震震前兆與電離層間的關係

以2007~2015年規模大於5.5的地震,配合國家通訊傳播委員會電離層觀測站的電離層圖與頻率特性圖找出電子濃度異常時段,觀察地震規模、地震深度與震前10日之間的關係,並觀察造成電子濃度異常的震前天數、震源與測站間距離、地震的規模與地震深度的相互關聯。 影響 到電離層的旺盛期位於震前3~5天,震前一天為寧靜期 ,與規模大小無明顯關係。 台灣東部太平洋海域小規模地震較不易影響到電離層,推測地震規模小釋放出的電子也少,可能被海水 吸收 。地震前兆電子釋放所在位置 的岩質剛性越大 ,較容易影響到電離層 。 震源離測站距越遠,若要能影響電層 E層,則地震的規模就需要越大。地震前兆影響電離層 E層範圍半徑 R與地震規模 M的關係模型 為: R=100.65M

從ㄇ到ㄩ的旅行 – 由電子的傳遞理解反應速率與化學平衡

當兩金屬相接後置於電解質溶液中,經由測量兩端氫氣產生量,分析(1)僅一端金屬可與電解液反應時,電子的流動狀況。及(2)兩端金屬皆可與電解液反應,電子的流動狀況。藉此探討金屬還原力及反應速率對於電子流動的影響。 為進行定量分析,經過不斷嘗試錯誤,成功自製安全方便的排水集氣實驗裝置(圖7-1)進行研究。

滾出愛意-旋輪線性質的探討

網路上提及旋輪線的性質許多都與物理相關,較少有數學方面的深入探討。我們先利用繪圖軟體試著繪製出旋輪線,然後以旋輪線的基本性質為出發點,進一步拓展到外旋輪線及內旋輪線,探討它們之間的相互關係,並試著找出各種不同變形間的規律與性質。

超「極」經「點」—過給定點之正n邊形邊長極值暨相似n邊形定理之探討

本文過由問題「過平面上任意給定n點作n邊形,使其每條邊分別包含這n個點的其中一點」出發,將條件放寬使給定點可在「各邊直線上」,並定義「狹義解」與「廣義解」,研究其存在性以及邊長的極值問題。另外,我們也意外發現了相似n邊形定理,並給出了嚴謹的證明。

時來運[轉]-以3x3盤面結構分析化簡轉珠遊戲並尋求最短步數

近年來流行的轉珠遊戲大同小異[1],其玩法是可以從任一顆珠子來移動,所以能自由移動的方式相當多,找出最短移動路徑也相對的複雜。起初先從數字拼圖開始[2]研究起,若起手之珠子看成是空格的話,移動珠子等同於數字拼圖的數字移動至空格處,別於數字拼圖的固定位置擺放,轉珠遊戲以這個架構延伸變化。本篇試著在3X3的盤面中,放上三種不同顏色的珠子,找出其最佳移動路徑與其規律性。