全國中小學科展

國小組

虎媽保護你-智慧型AI導護桿

偶見一則【學校導護發生意外】新聞,看完後在我們內心衝擊非常巨大,於是想要解決這問題。又從日常觀察校門口發現不論有無紅綠燈、斑馬線等,導護的生命安全一直存在危險之中。於是利用micro:bit藍芽功能設計中控台,配合超音波、紅外線來測量是否有來車的訊號與行人端人臉辨識鏡頭、PIR偵測是否有行人的訊息,決定何時控制導護桿的收放、紅綠燈閃爍。也導入自動語音播放功能來協助視障人士,可以知曉所剩餘的通行時間。導護桿上裝置超音波感測元件,可於發生車禍時透過IFTTT傳簡訊通知導護和警察局,達到即時救援。最後再加強行人穿越道上裝置地面紅綠燈,警示低頭族注意狀況。希望這項作品能夠讓導護降低發生車禍的機率,減少遭受危險。

別浪費~看我的「乳」「印」術

比較市售7款品牌防曬乳發現其中3款化學性防曬乳1款混合型防曬乳,可以順利將圖案轉印到布料上,轉印結果有下列幾點關鍵: 1.溶劑:以K品牌化學防曬乳約每4平方公分1.5克並加上75%酒精1毫升,可以溶出最多油墨,且有最佳定色效果;若無酒精,單純使用化學防曬乳也有不錯的轉印效果。 2.布料:以表面平整的彈性纖維-萊卡(Lycra)為最佳載體,泡水後進行熱氣相轉印有最佳效果,光照度可從未轉印前1695 LUX到轉印後371 LUX,含有棉布料的涼爽棉棉次之,府綢棉可從轉印前1540 LUX到轉印後275 LUX。

Crazy knights

據Guarini騎士交換難題,我們設計出156個瘋狂騎士棋盤,並以對應之節點圖形特徵決定騎士擺放位置、最多騎士對與最少交換步數規則。 一、騎士對交錯擺放有利於找到最少交換步數。 二、單一節點圖最多騎士對得到最少步數關係如下: 1.「環圖」與騎士對關係為「騎士對數量」×2+1 2.「非環圖」與騎士對關係為「騎士對數量」×3 3.當Vf=2且Vt=2,則 nPmm=3n 4.當V_f=1且V_t=2,則 nPmm=2n+1 三、臨時停駐點決定環上點數與騎士對的關係如下: (一)若點環上有臨時停駐點,則最大環點數與騎士對關係為 2n 。 (二)若點環上無臨時停駐點,則最大環點數與騎士對關係為 2n+2。 四、度序列可作為判斷同構圖的有效工具,但需參考節點圖特徵將分岔點與臨時停駐點的距離予以比對確認。

菜園「害」客-皺足蛞蝓行為生態及防治方法探討

蛞蝓是菜園常見害蟲,我們探討蛞蝓防治方法,進行6個菜園調查,發現有皺足蛞蝓和花點皺足蛞蝓。蛞蝓夜間活動頻繁,會刮食幼苗、菜葉、嫩莖,讓菜葉坑洞有黏液,作物無法順利生長。天黑開始活動;白天在菜園藍桶子下及塑膠地墊下找到較多蛞蝓棲息。實驗發現蛞蝓在黑色塑膠袋下棲息比例最高;喜歡較低溫度;沒有明顯痕跡跟隨及回巢行為;會攝食多種蔬果,但莖葉有刺或細毛的不吃;防禦行為有隱蔽性、不動性、混淆色、結群、逃脫及分泌黏液。濕度與溫度影響蛞蝓的活動,選擇棲息環境因素有陰暗、潮濕、縫隙、涼爽及附近有食物等,喜歡棲息於塑膠材質。建議在蔬菜旁鋪黑色塑膠袋,形成陰暗涼爽不通風的縫隙,是誘捕蛞蝓簡便有效且無害的防治方法。

應用拍翅飛鳥探討影響拍翅飛行因素

我們應用「拍翅飛鳥」探討飛行的特徵、原理以及影響「拍翅飛行」的因素與變化。經過探討我們發現:一、拍翅飛鳥由翅膀、動力搖桿、身體、尾翼組成,以橡皮筋為動力驅動連桿,使翅膀拍動,讓軟翅擾動氣流達到上升的目地,但是無法載重。二、拍翅飛鳥有左彎、直線、右彎、曲折、S、螺旋型等六種飛行路徑。三、高度、風向與強弱、動力大小、翅膀的夾角、翅膀的大小、尾翼角度會影響「拍翅飛鳥」飛行的距離。四、「拍翅飛鳥」拍翅飛行時,翅膀會阻擋氣流,使得氣流流速變慢、壓力變大,不利飛行。我們利用有趣的科學方式,增加科學知識並應用在生活上,覺得科學研究很有意義。

喔『葉』-皇宮菜在缺水逆境的適應研究

本實驗研究數種夏令作物反應乾旱逆境的生長狀況,發現皇宮菜可以對水分變化做出快速的調整反應,隨不同缺水程度氣孔密度明顯增加,氣孔係數也有提高趨勢,而且嚴重乾旱下藉氣孔簇形成以減少水分蒸散。當水分逆境解除之後,氣孔簇發生率會下降,回復正常生理的趨勢,氣孔簇的出現可能與外界環境信號有關。皇宮菜透過生理、形態的變化以因應外界環境水分的改變,來維持光合效能又有效地防止水分流失,達到基礎生理需求以適應逆境,此研究探討土壤水分對作物生理與生長發育之影響,以了解作物於水分逆境下之可能生長模式,作為因應氣候變遷應用於農作物土壤水分管理之節水參考可能性。

最佳全翻位的探討

本文進行最佳全翻位的研究。所謂「全翻位」係指 N 枚正面朝上的硬幣,每次將其中 M枚翻面(M≦N),若干次後,使所有 N 枚正面朝上的硬幣,全部反面朝上。本文的目的除了作全翻位的研究,亦企圖找到如何以最少次達成全翻位,亦即進行「最佳全翻位」的研究。更有進者,我們最終完成「包含所有狀況」(即針對任何 N 值及 M 值)的最佳全翻位研究。在我們的研究中,作者針對最佳全翻位,將所有狀況歸納成 5 種模式,並詳列各種模式的使用時機及操作模式,並且推導出 5 個最佳全翻位的公式,分別對應 5 種模式 7 種使用時機。研究的過程雖曾遭遇不少難題,然而能完成這份完整的報告,委實令人感到興奮,也期望對數學教育有些許貢獻。

I can fly~從穩定性探討物體飛翔的秘密

從飛行穩定性來探討物體的飛翔,發現翼面積大小、展弦比、後掠翼、翼面配重是影響穩定性的要素。所以要設計穩定飛翔的飛機必須強調適當翼面積大小、展弦比、後掠翼,以及翼面配重重量與位置必須適當,配重位置應該靠近翼前緣效果較好,甚至利用延伸出翼面的方式,能以較輕的重量達到下壓翼前緣的效果,避免失速;最後還發現垂直尾翼可有效改善偏航現象。本研究還觀察出翼的上反角有助於防止飛機滾轉,進而設計風洞實驗,發現錐體能穩定不翻滾;因此推論秋行軍蟲的翅膀與身體如果能形成近似錐體,就能在氣流吹襲下,穩定停留在空中,進而飛越千里來台。了解以上這些影響飛行穩定性的因素後,實際用在所設計的飛機上,可讓飛機飛的又穩、又遠。

「蛋」「藻」協力,齊心抗菌!

查詢過去作品之文獻,過往常以蛋白質作為天然無毒的助染,但是其易生菌是一大缺點。本研究探討海藻酸鈉水溶液與海藻酸鈉蛋白霜的抗菌效果,進而嘗試調製出具有抗菌能力的海藻酸鈉蛋白霜色糊的媒染成效;也同時進行物理性實驗檢視耐用度與水洗牢度。研究結果發現:10%的海藻酸鈉水溶液經過ATP冷光儀的測試,具有顯著的抗菌效果,可持續7天;10%海藻酸鈉蛋白霜色糊能以「省水、省時」的方式進行染布,具有良好的媒染效果,染色後的棉胚布在5天內具有一定程度的抗菌效果。透過一系列的物理性測試,經海藻酸鈉蛋白霜色糊塗抹後的布料具有明顯的硬挺度,也容易剪裁,可做為簡易的抗菌染料。本研究之成果望可開發成抗菌衣物,更廣泛的進一步研究。

光生水起-太陽能聚光發電海水淡化系統

本研究目標是同時利用太陽的光和熱,製作可發電同時淡化海水的機器。 我們利用菲涅耳透鏡聚集陽光增加發電量,根據實驗數據製作出聚光發電方塊,可以增加發電量29%,而且還解決太陽能板串聯的問題製作出聚光發電組。 接著要增加海水蒸發量,所以設計了吸水紙圓柱增加表面積,結果能提高淡水產量69%,我們也用實驗數據設計了導流板和淡水收集管。 再來我們在整台機器外圍裝了反光鏡,用實驗數據設計了反光鏡的大小和使用方式,不但發電量增加30%,海水溫度也更高。 最後我們用整套機器進行測試,三天產生275.35g的淡水,拿來泡綠豆結果100%可以發芽生長;發的電也能用來加速產生淡水,裝置能成功運作,真的是太棒了!