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國小組

智能菜圃~利用多元控制及AI辨識技術協助蔬菜種植之研究

本研究主要探討不同土壤濕度、照度及施肥頻率等因素對蔬菜生長的影響,從研究發現若能在蔬菜不同的成長期給予適合的成長環境,可以達到促進蔬菜良好成長及節水的功能。另外本研究亦利用AI影像辨識功能,辨識出對蔬菜可能產生危害的鳥類或昆蟲,開發出一種裝置來驅趕這些害蟲,實驗結果確實能達成此一目的。故本研究結果若能運用於蔬菜的裁培上,一定能夠促進農業種植的發展。

圍籬邊的食物鏈(雞屎藤→天蛾→寄生蜂)

我們在校園圍籬邊發現雞屎藤、天蛾、寄生蜂間形成的特殊食物鏈關係,於是分別透過校園調查與飼養觀察進行深入的探討。 調查發現本校共有5種取食雞屎藤的天蛾。日照越充足,雞屎藤越多,天蛾數量也多。天蛾各階段都有專一的寄生性天敵,包括:卵寄生、幼蟲寄生與蛹寄生,統計被寄生比率約為 9.48%,且天蛾數量越多,寄生蜂也越多。 飼養觀察結果發現:天蛾的蛹期 ÷ 生活史 ≒ 1/2。氣溫、日照時間是影響天蛾的發育速度的最主要原因。天蛾化蛹時僅在土表面形成凹巢,沒有鑽入土中,此結果可修正圖鑑所述。 校園的圍籬邊雞屎藤→天蛾→寄生蜂的食物鏈關係終年不斷循環著,而校園工程與人為的修剪成為改變這個平衡關係的重要因素。

醉芙蓉真的喝醉了嗎?

在觀察活動中,我們發現醉芙蓉花瓣會隨著時間改變顏色。早上時是白色的,中午變成粉紅色,下午又變成紅色。我們想要知道醉芙蓉的變色原因,於是展開研究。我們透過不同操縱變因的實驗,如陽光多寡、不同燈光、色光、水溶液、溫度、氣體等,並利用自製色卡判別花瓣顏色,作為實驗結果。我們發現二氧化碳和低溫會明顯的減緩醉芙蓉的花瓣變色速度;而紫色光則能加速花瓣變色。我們也在實體顯微鏡下觀察花瓣變色狀態,發現存在花瓣上的色素類似指示劑,分泌後接觸到花瓣上的酸性物質使花朵變紅。

「翻轉番麥」探討玉米植株再利用-玉米密集板的製作

本研究利用玉米植株打碎與黏膠攪拌後來製作環保玉米密集板,使用不同的黏膠劑、不同部位的玉米植株、不同粗細的莖,以及不同大小顆粒的材料製作,嘗試著找出最適合製作玉米密集板的條件,藉以探討其對玉米密集板「硬度」、「衝擊耐久度」、「韌度」、「防水性」、「荷重」的影響。由實驗結果可知「粗莖小顆粒白膠」配方硬度最大,防水性最佳,但在進行「衝擊耐久度」、「荷重」實驗中發現「粗莖大小顆粒混合白膠」的配方,效果最佳,且其硬度指標和防水性也很接近「粗莖小顆粒白膠」,建議延伸此研究,找出最好、最佳的黃金比例。此兩者配方的玉米密集板在切割性測試中均具有良好的切割性,適合用來製作環保置物櫃、隔熱墊、筆筒。

電照「膜」行

本研究探討以自製PVA黏膠薄膜,加上各種金屬片成為方便攜帶的輕巧電池。首先探討不同形式電池的發電效益,包括不同金屬片適合的配方膠,金屬片之間的距離,膠添加了不同添加物……等等。綜合以上條件我們分別串聯發電量最好的原味膠及鐵粉膠做成伏打電池以及加上隔離層的勒克朗謝電池, 驅動溫濕度計、鬧鐘、 LED燈,並嘗試用達靈頓電路放大電流的特性,希望可以降低串聯電池的個數,達到不錯的效果。此外我們發現鎂片可以明顯提高薄膜電池的發電效益, 可以讓LED燈亮長達9天。

泥、沙和礫石超級比一比之首部曲

研究動機:生活上,我們會接觸泥、沙和小礫石,為了讓我們對泥、沙和小礫石有初步的認識,而進行相關研究。 研究內容:進行不同泥砂及礫石等的滲水性及吸水性、產生音量大小、傳導音量大小、減震效果、抵擋鑽刺效果、水花濺起的情形、形成砂石堆的高度坡度、以小礫石及砂填補中礫石堆的穩定情形比較、摩擦力比較及反射光線比較實驗。 研究結果:各種泥沙、礫石,有的較光滑粗糙;有的減震效果好,有的傳導聲音效果佳;有的抵擋鑽刺效果佳、有的可避免水花濺起的情形等各有不同。了解種泥沙、礫石的特性,就可在生活上善加利用。

好牛吃盡窩邊草

本研究從牛吃草問題出發,將牛以繩子綁在房子固定的點,牠吃草的範圍是個部份圓(如圖一斜線部份),我們改變固定點的位置、改變繩長、改變不同的房子形狀、讓固定點變成可動式等,研究所圍成形狀面積的變化,找出規律,並將研究結果進行實際的應用。

大展鴻圖

國小五年級數學曾經介紹過正方體的展開圖,對國小學生而言,想要將三維空間的立體形體轉換為二維的平面圖形是較為困難的。本研究採用「玩數學」的理念為出發,讓學生透過有趣的、具體的實物操作,找出可組成正方體的平面圖形,並從中觀察與歸納出可組成正方體展開圖的規則。

「真」「震」破瓶術

無意間看到許多空手破玻璃瓶的影片,感到很神奇,便進行了一系列的實驗探究。首先,想辦法克服了用空手就可以順利將玻璃瓶擊破的方式,再來便設計實驗來找出破瓶的原理,特別的是,我們自製了一個壓力變化觀測器,可以用來觀測瓶內液體所受壓力的變化。最後,真正破瓶的奇妙原理被我們找出來了,主要可分成兩個部分:一是利用力的慣性作用,使得水與瓶底發生瞬間分離,因而產生了真空泡。二是利用真空泡的壓力幾乎等於零,使得周圍的水瞬間往真空泡收縮而產生震動,因而震裂了瓶底。這個發現也破除了一些人認為這個實驗會造成危險的疑慮,因為真正破瓶的原因,是由於水瞬間收縮而震裂瓶底,而不是會讓玻璃瓶爆裂碎片四飛造成危險。

哈士奇撿球 - AI辨識撿取乒乓球自走滾筒

本研究目的在於開發一款能夠自動撿取乒乓球的類掃地機器人,針對以下變項進行實驗研究,並歸納出最佳的製作要素: 一、 滾筒篩選繩使用5mm線徑的彈力繩 二、 滾筒篩選繩中心到中心的間距為40mm 三、 滾筒篩選繩中心距離地面的高度為10 mm 四、 推動輪速度設定為PWM=80 五、 感測器偵測的距離設定為42公分 六、 讀取HUSKYLENS辨識框中心的X座標,導正推動輪方向。 最後運用 Arduino 整合 AI 影像辨識技術、馬達驅動模組、超音波感測,撰寫程式讓乒乓球撿球滾筒判斷乒乓球並導正方向,製作出可自動撿取乒乓球的類掃地機器人。