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高中組

綠屋頂實現室內舒適溫度之研究

本研究為透過各種植物的生長特性搭配不同生長介質,搭建一綠屋頂模組,觀察其室內外溫度變化,找尋最佳的綠屋頂組合,自製遠端監控以及精緻化滴灌系統以期在使用最少水分的情況下,使我們的建築物內部溫度能夠保持舒適溫度(24.2℃~28.6℃),如此一來,不但能夠讓我們的生活更舒適,也能不使用冷氣機降溫,達到節能減碳的效果。

改良型殘障人士專用滑鼠

瑞典的眼控團隊使用眼控視頻遊戲的發明者發明的眼球追蹤器(eye-tracking)。該技術是使用感應器追蹤使用者的眼睛,讓滑鼠跟著眼睛瞳位方向移動,便能向下或向上滾動、選擇、打開和關閉電腦上的專案。針對重度癱瘓肢體障礙者,或是身上沒有身體部位可操作開關的患者,此產品是一個很關鍵的輔具,能讓使用者使用眼球動作完全操作電腦。而日本近畿大學宣佈開發出了全球首創的呼氣滑鼠。將一根管子銜在口中,通過呼吸氣來控制電腦。使用者通過呼吸氣的時間長短和強弱的不同就可實現移動游標和按鍵功能。 本研究是基於改善行動不便者為考慮,期望開發出適用於不同種類殘障人士都可使用的電腦操縱輔具,幫助殘障人士使用電腦,間接提升生活的品質。

閃電活動與雷達迴波參數之相關性研究

本研究為2013年7月2日與7月9日兩個典型的午後熱對流天氣系統,經統計得知兩個案的雲對地閃電相對總閃電的發生頻率分別為10.0%和7.4%。由雷達迴波圖dBZ值輪廓圖發現低於40dBZ的對流系統不易出現閃電。閃電頻率較高時,通常也是雷達迴波圖同心圓區快速變動時。對流性雷雨胞發展歷程與閃電的發生,具有相關性,初生發展階段,雲對雲閃電密集發生的階段,至成熟期時,雲對雲閃電的頻率到達最高,在衰退期時,雲對地閃電頻率達到最高。由雷達迴波圖的輪廓線,雲對雲閃電主要發生在超過25dBZ的迴波區內,而雲對地閃電主要都發生在超過35dBZ的迴波區內,少有例外。目前研究無法從雷達迴波圖找出雲對地閃電的先導因子,但發現台中以南輸配電線東側較易發生雲對地閃電。

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。

冷暖自知的長鼻子小丑

龍眼雞(Pyrops candelarius)分佈金門及東南亞,它具紅色額頂凸、黃綠體色,如同長鼻子小丑。我的研究目的︰一、普查它的生態環境;二、計算族群量;三、體紋的保護色;四、額頂凸的保護色。 樣區調查發現當龍眼雞有多種宿主選擇時,會優先選擇龍眼樹。五次捉放法估出秋、冬族群量達253±20 隻,並14次調查發現高溫時,個體的活動力會增加,推測秋冬時它會移到他處棲息。 利用高溫、低溫的飼養箱,證明額頂凸受溫度改變而變色,高溫為紅色,低溫為黃色,推測額頂凸具擬態龍眼幼枝,其中幼枝夏天為紅色、冬天轉為黃色。由於樹葉光影、蟲體黃白斑紋的佔有率分別為46.2%±3.47%、48%±1.87%,兩者數據雷同,推測黃白斑紋為模擬光影的保護色。期許未來探究龍眼雞利用溫度調解生理的機制。

天長『碲』久-碲奈米線材料之開發及其抗菌活性的探討

本研究為發展快速、簡易的方法以合成碲奈米線並作為相關研究之基礎,進而實踐綠色化學的理念,更進一步探討碲奈米線添加不同金屬離子後形成之複合/碲奈米線。在比較三種不同的碲奈米線合成方法後,選擇較符合綠色化學的方式,藉由調控碲奈米線合成反應的時間(30至150分鐘)和不同的金屬離子濃度及比例,以不同變因下製備出的複合/碲奈米線,透過其吸收光譜變化,找出具有最佳過氧化活性能力的反應條件。於上述條件下探討其對於常見食品病源菌的抑菌效果。結果顯示複合/碲奈米線的抗菌能力與高濃度銀離子相似,且在價錢方面能比銀離子便宜許多。因此透過本實驗的探究,相信本研究未來有極大的潛力能夠廣泛的推廣與應用,如開發新型奈米抑菌劑。

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。

一手搞定-家電遙控器整合探討

在日常生活中可以遙控的家電有許多,例如:電視機、冷氣……。而這些家電的遙控器有些大小就如手掌般大,有些卻只有幾根指頭大,一不小心亂放,就有可能遺失,為了改善上述缺點,因此本專案研究嘗試利用智慧型手機的App結合Wifi及乙太網路的功能,把所有的遙控器濃縮結合在一個手機App程式中,並進行了探討,藉由實作設計實體機構及電路,得到了下列結果: 一、 利用智慧型手機結合Wifi及網際網路,可進行遠、近距離遙控家電是可行的。 二、 利用Arduino模組連結Wifi及網際網路接收訊號,輸出指令及遙控碼至紅外線發射電路,達到一機整合便能方便控制家中具有遙控器的家電及設備。 三、 藉由小組改良傳統紅外線單一發射LED,改善傳統遙控器單一方向的缺點。

參透滲透

我們自製之半U型管加PVC套管的測量裝置確實可用來觀察兩不同濃度之溶液的滲透壓現象。實驗半透膜之選用,以高分子奈米孔洞半透膜為最佳,玻璃紙容易因水所造成之部分溶解而影響滲透結果。歷屆科展常選用之蛋膜,需注意蛋膜是否真為具有選擇性之生物膜或只是微米級孔洞之半透膜。經由類似化學反應速率公式推算滲透速率依高度變化可分為n階滲流階次,而濃度差之趨動力可併到滲流常數k之變因中。生物滲透壓滴降法可有效測量與瞭解到溫度愈高,滲透速率愈快。而在植物生長的實驗及細胞顯微鏡觀察中,可知當營養劑濃度較高時,易因滲透壓的關係,造成原生質分離,而無法順利將營養劑運送到植物的頂端,可知在植物世界裡,不是π=iCMRT與p=hd絕對可換算相等。

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