高中組

本作品探討病患因傷因病需要進行腿部復健的助行訓練器，在鋁擠條的車架上設計可調式定距離機構、座椅機構、後退止逆限制機構等機械裝置，並採用Arduino控制器結合感測器來輔助訓練位移量的記錄，可量測病患心跳體徵，同時兼顧安全與訓練功能，可以有效地輔助物理治療師或職能治療師實施復健療程，機構本身沒有用到電動機所以無需用到電源，由病人自發自主的訓練來縮短復健時間，早日回歸職場正常作息。

「在兩個7×7方陣中各選2格塗色，若其中一個方陣旋轉90°、180°、270°之後和另一個相同，則稱它們有相同的塗法，問有多少種塗法?」 我們從邊長小的方陣開始，將塗法一個一個畫出來，發現兩個塗色的格子有線對稱和不對稱兩種關係；塗４格時，發現多出了點對稱的關係。由此，我們想出旋轉複合(後面將解釋)的方法，並發現它可以運用在長方形塗方格和正六邊形塗三角形格子等平面問題。 接著我們推廣到立方體塗兩立方格，由於立方體的對稱軸太多，與其將之分為許多對稱關係，不如直接選格塗色，雖然長方體和正立方體的計算方法複雜許多，但其中仍有部分可運用從方陣和長方陣得出的公式。

本實驗的目的在於藉著不同的實驗，測量出沿海植物(本實驗採用馬鞍藤)及內陸植物(本實驗採用番薯)水勢能、滲透壓相關的數值，代入公式後，再與兩種植物莖的彈性係數相比照，進而求得植物水勢能及莖彈性係數的關聯性，最後與植物本身的特性結合，例如：馬鞍藤因為要抵擋沿海的大風大浪，所以必須擁有較大的彈性係數已承抵身處的環境，而沿海嚴苛的生存環境也使馬鞍藤本身的濃度極高，所以易於吸水，使得水勢能較高。而我們亦於實驗中發現，經由公式的推導，某些植物由於處在土壤水分較低、空氣濕度極高的環境，在無法利用根部吸水的情況下，植物體將會啟動「葉片吸水系統機制」，而此機制與我們的水勢能、水流動方向及趨勢有很大的關聯性。

台灣對建物安全與結構防災的意識提升，為達到處於地震頻繁的臺灣具有居住安全，目前建案多強調房屋結構中加設制震系統以達到減震效益，因此國震研究中心投入相當成本進行耐，因此國震研究中心投入相當成本進行耐，因此國震研究中心投入相當成本進行耐，因此國震研究中心投入相當成本進行耐震試驗，而透過本專題去探討此一耐震試驗於研究架構之可行性。 本研究目的係利用3D列印技術進行縮尺建物之耐震試驗，並透過數值與實驗模擬不同地震波下，比對3D列印模型之頂層加速度與位移歷時是否有相同之變化趨勢？並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較，藉由結果數據，以「效益值」、「嚴謹度」、「合理性」三點進行討論出耐震試驗之可行性，其結果在長週期之針筒阻尼有顯著之制震結果趨勢，唯利用熔絲製造的3D列印方式較無法達到元件具有理想的結構力學行為。

冬天能洗個舒服且讓身心放鬆的「熱水澡」是很幸福的，可是一般我們在淋浴時，都會先開啟水龍頭讓水慢慢變熱，但你是否想過，在冷水變成熱水之前的那些冷水去哪呢？好像是流進排水溝全都浪費掉了。目前很少有任何一款市售的產品能夠瞬間就加熱到適當的溫度，這也就是「即熱式電熱水器」的缺點。為了節省大自然的水資源，一個嶄新的「智慧型節水供水系統」應運而生。在此，我們建構一個以單晶片為核心的微電腦控制系統，使其能有效地控制管路中的電磁閥，再加上溫度感測裝置能讓水溫達到我們所設定的溫度之後再行出水，未達溫度的冷水也能儲存回流之後再使用，這樣不僅可以解決熱效能不彰的問題，又毋需忍受那濕冷的感覺，也不會造成水資源的浪費。

水生植物細胞間隙較大，葉、莖、或根內部多具氣室，或在體外長有氣囊狀構造以增加浮力，故能在水中漂浮；在缺乏空氣的水中環境下，氣室有儲存氣體的功能，沈水、挺水植物使用氣室以儲存氣體提供呼吸作用；氣室亦扮演著增加浮力、隨環境變化平衡植物體的一個重要角色 本實驗研究對象為位於五股濕地的蘆葦，觀察其生長環境，記錄水深、水流相對方向、光照度及當時水溫並測量河水樣本酸鹼值，對水流、水深、環境變因設計實驗，採集不同環境之蘆葦樣本製作切片以顯微拍攝和軟體測量其氣室面積，分析蘆葦氣室大小、面積的變化。統計比較生長於不同環境造成的差異，以及環境、水流對於植株在不同位置時的氣室面積的變化，分析推論造成此結果之可能原因。

臺灣高速鐵路因地層下陷而有行車安全的疑慮，每年耗費數千萬來嚴密監測地層沉陷。 本沉陷的測量利用商務筆記型電腦中的加速度感測器，來記錄列車行進地層下陷處的電壓變化，透過QCN Live軟體轉換成加速度值，並分析高速鐵路經過地層下陷地點時的運動狀態，以耦合系統的物理模型並用KBM漸近法分析並描述得到資料與計算沉陷值。 透過全線測量，訊號的可靠性，高鐵苗栗麻園坑段反覆驗證，物理模型的適用和正確性，計算沉陷值，也在誤差的合理範圍內。 由此顯示，此沉陷的測量方法是可行的。尤其相對於傳統的人工測量方法，這個方法更有利於迅速地測量高速鐵路地層下陷，發現轉向架避震器的異常，防範事故於未然，更可節省大量的人力與物力。

經過一連串的實驗，發現固定斜面傾角時，水滴在金屬板上能穩定下滑的質量有一定範圍，利用光電計時器測量後，發現水滴會在金屬板上達到終端速度，終端速度與不同的質量、不同傾角還有水滴與斜面間的接觸面積有關。利用高速攝影機觀察沾有衛生紙屑水滴，可以看出水滴內部的運動情形可以分為前端的滾動及後端平移兩種，表面則是如履帶般由表面張力所帶動。

入射油滴(母油滴)與水面第一次碰撞時並不會穿透水面，但碰撞過程所產生的液柱會震盪，我們發現若液柱震盪過程中有產生分離的油滴(子油滴)，則子油滴落下時跟液面進行第二次碰撞，在某些狀況下會發生穿透液面的現象，但母油滴高度並非愈高就愈容易產生可穿透液面的子油滴，經由觀察結果顯示，子油滴是否可以穿透液面與觸水時液面振動方向有關。另外我們也觀察到水面的溫度對子油滴穿透的影響非常小，但加入清潔劑的液面比較容易被子油滴給穿透了，另外我們試著縮小母油滴的體積，來觀測子油滴穿透液面的狀況。

本研究應用金針菇子實體與下腳料萃取多醣，進行DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)自由基清除率、總酚含量與還原力等檢測，以確定金針菇萃取物具有良好抗氧化能力。再依不同比例的多醣與PVA(polyvinyl alcohol)製成¬¬¬¬混合纖維膜，進行FTIR(fourier transform infrared spectroscopy)和酚硫酸方法檢測，以確定纖維膜上含有金針菇多醣。然後進一步用OM(optical microscopes)和SEM(scanning electron microscopes)觀察纖維膜之纖維直徑分布及排列構造，發現PVA和多醣比例為9：1、7：3、5：5製成的纖維膜，其纖維直徑皆為奈米等級，且多醣比例愈高，纖維直徑愈小、分布愈緻密。最後，進行拉伸實驗以測試混合纖維膜是否具備良好的彈性。初步研究結果顯示，應用農業廢棄物金針菇下腳料與PVA製成¬¬¬¬之混合纖維膜，其基本特性皆有不俗之表現，達到本研究的目的，既可廢物利用且是實用的醫美產品。