國中組

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。

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。

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。

本研究是將數學遊戲進行變形，其原本是在線段上分金幣，而我們改成在圓盤上分金幣，規則如下：在圓盤圓周上等距取𝑛個點，依序在點上放置金幣袋，每一袋的金幣數都比前一袋多一枚，每枚金幣皆相等(等值)，金幣總數為1+2+3+⋯+𝑛。兩人各丟一隻飛鏢在圓盤的相 異點上(不可丟在圓周上)，離袋子最近的飛鏢拿到它所有的金幣，若金幣袋距離兩支飛鏢等 距，則平分此袋內的金幣；我們想要觀察要如何丟飛鏢能讓分得的金幣數量最接近？並找出 一般化的平分手法。我們證明了在兩支飛鏢的情況下任意𝑛袋金幣都可被平分、第一支飛鏢落在圓盤上的任意點皆能找到對應點來使圓盤上的金幣被平分、飛鏢的數量進行變動後依舊能找到平分法及規律。

首先，設計研究一來找出最好的輔助噴氣裝置。觀察到當裝置的出風口為1公分且不延長路徑時，可讓吹風機的噴氣效果 增強以便輔助觀察。其次，透過研究二改變機翼模型的材質、重量、與形狀來找出最好的機翼模型。發現，材質不會影響飛行效果。而飛機機翼形狀在寬度為10公分且形狀固定時，用長為12公分的機翼模型，可以用最少的風力維持飛行。研究三整流，發現鼓風機製造出的氣流是紊流，所以添加吸管等材料來達到整流的目的。發現，縮減吸管的直徑雖可讓氣流變穩，但也會消耗風力。在保持風力的前提下，最具有整流功能的紙加一組粗吸管柱，所以用其來輔助觀察研究四。最後在研究四，測量研究二各種機翼上層的風速，來做為研究二的討論資料。

台灣近年來，行人與汽機車的交通事故頻傳，我們開始思考是否可以開發出一套行人警示系統，來輔助駕駛了解前方路況，即時提醒駕駛需禮讓行人，同時告知後方來車前方路況，減少追撞事故。我們使用Yolov8進行斑馬線與行人辨識模型的訓練，Python程式執行模型進行物件偵測，Supervision進行區域內物件數量的統計。經由條件設定，判斷車輛前方是否有行人或是斑馬線，若車輛前方有行人，將於影像畫面中顯示警示標語，發出警示語音提醒車內駕駛，降低汽車與行人的事故發生機率，同時送出藍芽訊號使警示燈顯示動態警示燈號，提醒後方駕駛前方路況，降低前車因禮讓行人而被後車追撞的機會。我們已經成功開發出『行人警示系統』，並可成功上路使用。

本研究探討來自不同草地高度的灰蝶夜棲行為之差異，並進一步了解灰蝶夜棲點是否受環境因子（溫度、濕度、風力、音頻）及獵食者有無、獵食者種類及生存壓力等變因所影響。實驗結果顯示，來自不同草地高度的灰蝶各有夜棲點高度偏好，並受溫度、風力、音頻、獵食者種類所影響，其中灰蝶夜棲點高度與風力呈負相關；與音頻呈正相關。另外，獵食者的習性亦會影響夜棲點高度，實驗發現斜紋貓蛛會使灰蝶夜棲在較高處，然大銀腹蛛與螳螂則相反。本研究尚藉由油性麥克筆對灰蝶進行標記編號以研究忠誠度，結果顯示並無忠誠度。

「鳩佔鵲巢」的題目中將喜鵲餵食的規則寫了出來，我們列出不同的狀態後確實找到所有答案，接著我們進一步將「鳩佔鵲巢」題目進行擴充，使題目中五隻喜鵲擴充到所有正整數，我們發現餵食的順序可以同餘來計算，進而研究找出其所有的答案，之後又加以研究總共吃到的喜鵲數量。

本研究探討非牛頓流體阻尼位於地上不同樓層及地下室的減震效果。我們以樂高動力積木搭配伺服馬達及程式控制器自製地震模擬器，體積較小，且能透過調整程式的功率模擬不同震度的S波，進而討論不同震度在相同變因中的差異。此外，我們為建築物設計地下室結構，並將非牛頓流體阻尼放入地下室外牆，觀察減震效果，實驗得知，地下室外牆放入阻尼皆較填入輕黏土更減震。同時，我們也製作不同長細比及不同建材的建築，分析數據後得出最減震、最具安全性的結構比例和建築材料。並比較建築上不同重心高度及搖晃時間長短對非牛頓流體減震效果的影響。最後，利用Arduino超聲波測距模組進行建築傾斜觀測，提高建築各面向的安全性。

台中捷運發生吊臂掉落，造成傷亡慘重。我們查找文獻缺失，利用機器學習Google Teachable Machine和數學相似演算法，做出AI異物辨識系統，解決捷運無法主動偵測異物的問題。經文獻得知，列車煞車需167m，我們透過鏡頭變焦和倍率放大提高辨識距離。用Mediapipe Holistic和角度比值演算法解決距離辨識的問題，做出險阻手勢AI辨識系統，解決隨車員和月台保全無法溝通的問題。用MQTT傳輸技術，設計無線控制按鈕，經由ESP32和L298N控制列車啟閉，減少隨車員尋找鑰匙等流程，錯失救援時間。此外，我們建置的系統將軌道沿線辨識異物，上傳Google雲端試算表，供政府進行預防措施。