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落葉終結者-自製掃落葉機

校園落葉每天掃不完又天天都要掃,為什麼我們不能用比較輕鬆的方法來掃落葉呢? 於是,我們研發了「落葉終結者1號-推推掃」,只要往前推動,利用3D列印的反向齒輪,將落葉向後抛後落入收集籃,資料夾當滾輪刷超好用。看到家中的自動掃地機器人,於是我們利用樂高EV3機器人研發出「落葉終結者2號-智能掃」可以自行設定轉速,利用按壓感應器來進行碰壁轉彎,利用超音波測距來防止掉落階梯,它已經能在不規則木平臺及圓洞區自行進行掃落葉工作。目前我們的「落葉終結者1號-推推掃」已經在校園中實地協助外掃區同學掃落葉,證明實際可用。「落葉終結者2號-智能掃」雖然目前只能掃起小型榕樹落葉,但也提供了未來研發大型機種的微型模式。

隱形劊子手-紅娘華動物行為之研究

大紅娘華屬於漸進變態昆蟲,生活史為卵→若蟲(經過五齡)→成蟲(從卵到成蟲約79日)。 生活於低海拔的水田,為水中掠食者,以水中小動物為食,偏好吃食蝌蚪,主要以視覺(但無法感受到靜止不同的獵物)及獵物的震動來偵測獵物,視覺偵測極限距離約8cm,水平偵測角度約232.94度(左方加右方),垂直方向約173.68度。出手攻擊的時間僅約1∕7秒,有效捕捉到獵物的距離約為1.591cm,約前足長的1∕2。體型愈大的獵物,被麻醉昏迷的時間也愈長,會多處注入麻醉液讓獵物進入昏迷狀態。隨著食餌密度的增加,其捕食量也增加,但食餌密度愈大,其處理時間愈短。溫度愈高(30℃以下)其捕食率也愈高,偏好棲息在泥土的環境,藏於底土裡,等待獵物上門,為坐等型獵食者。

茶菁酵不酵,有關係?

本研究主要是發現慣行茶菁經過日光萎凋會讓氧氣生成量變少,時間越久,對慣行茶菁的上層影響越大,對下層茶菁影響最小。用炫風烤箱模擬炒菁效果,發現隨著烤箱的時間增加,對最上層的慣行茶菁影響最大,對最下層的慣行茶菁影響最小。和慣行茶菁比較,經過日光萎凋後,最底層的有機茶菁呈現最活躍的酵素活性反應。模擬炒菁的烤箱作法,發現底層有機茶菁在烘烤1分鐘內,呈現的酵素活性是所有實驗中數據最大的。用煮過的新鮮有機茶菁水和新鮮慣行茶菁水來模擬清潔劑,發現這兩種茶菁水對清潔脂肪和澱粉的殘留均有顯著效果,烘烤過後的有機茶菁清潔液對脂肪和澱粉的清潔效果是我們未來研究的方向。

黏而不膩-鄒族傳統蜂膠的應用

蜂膠對一般人的印象而言是一種保健食品,這次研究的蜂膠卻是鄒族傳統的黏著劑。我們藉著實驗的安排與驗證,了解蒼蠅蜂的蜂膠在各種環境變因下其黏性的表現,進而發現蒼蠅蜂的蜂膠不僅黏性強,而且穩定性高。這也讓我們體會到以前族人在山林中的生活智慧。

我的電磁波會轉彎-金屬影響電磁波傳遞之探討

本研究欲探討不同材質對於電磁波訊號之阻隔情形、不同發射器之訊號穿越金屬網時所產生的差異、以及不同類型金屬孔隙對於電磁波傳遞所造成影響。從實驗結果發現: (一)鋁箔紙及鐵片等金屬物阻隔Wi-Fi電磁波效果很好。 (二)偏光片為塑膠材質,無法有效的阻隔Wi-Fi電磁波。 (三)波長愈長之電磁波訊號,在穿越狹小縫隙時,訊號愈容易往兩側分散。 (四)金屬柵欄愈稹密,Wi-Fi電磁波由中央往兩側下降的幅度會愈緩慢。 (五)電磁波的電場振盪方向與金屬柵欄互相垂直時,會產生繞射現象。 (六)Wi-Fi電磁波穿越孔隙與波長相近或略大的金屬柵欄時,會產生明顯強弱相間變化。 (七)Wi-Fi電磁波穿越直徑相近或略大於波長之圓形孔洞時,在垂直於電磁波振動方向會繞射條紋。

「什麼魚」丸尚天然—自製手工虱目魚丸

我們的研究主要探討如何用虱目魚(又名“什麼魚”)肉自製出最好吃的虱目魚丸。研究方式是將虱目魚背肉以家用料理機打製成魚漿,擠至熱水中煮成魚丸,再以自己設計的咬勁與彈性測試機進行品質研究。在這個充斥黑心食品與人工添加物的年代,許多人開始嘗試在家簡單自製食品。我們在研究中發現,其實自製虱目魚丸過程不但容易有趣,且不需要添加任何非天然的物質。只需要在低溫下將魚肉絞碎,添加調味料打成魚漿,將魚漿冰存靜置一段時間,再以沸騰的熱水煮成魚丸;如果在製作魚漿時,加入一定比例的澱粉,將會提升虱目魚丸的口感。而我們所製作的虱目魚丸,在越來越多我們研究出的製程條件控制下,也越來越受同學們的喜愛,讓我們有很大的成就感。

「聲波的進擊」-回授現象的探討

回授現象是一種特殊的物理現象,不僅出現在聲波上,也可能發生在其他現象中。本研究想針對聲音的部份進行探討,藉由生活中常見的聲響設備如音箱、麥克風、效果器及手機來進行實驗,並藉由電腦來錄音及分析,我們想要探討的變因包含有距離、角度、阻隔物、反射物、音量、阻隔板等變因,期望藉由實驗結果,分析了解回送現象背後發生的原因,並找出避免這個現象的方法及其未來的應用性。從實驗結果中,我們發現了回授現象的起源應該是空氣的擾動,而麥克風與音箱的距離會讓回授現象的頻率呈現一種特殊的規律變化,另外,聲音反射也會影響回授現象,因此我們製作了降回授裝置,能有效消除回授現象,而阻隔物也是未來可以運用的一種降回授方式。

源源不絕--水質淨化研究與設計

我們以水壓65gw/cm2為基準,量測不同濾材的流通速率,作為濾程設計的依據,應用連通管原理、巴斯卡原理整合我們自創的腸道仿生濾柱,在有限的空間中設計出三區分離式連通管的最佳濾程組合,並結合UV-C殺菌燈管、太陽能供蓄電電池模組及無線遙控開關,設計出一台環保節能的家庭用移動式淨水裝置,體現工程思維及maker精神; 希望解決全球衛生落後地區,超過10億人無法取得乾淨飲用水的迫切問題,並獲Bill Gates foundation及Google邀請,赴美展示。

未來式電梯

本研究主要觀察葡萄在汽水中吸附二氧化碳氣泡而上升下降的浮沉現象,因此我們構想如果能研究出讓葡萄在汽水中穩定移動的條件,或許我們可以建構出不用電力也不用鋼索的未來式電梯藍圖。 當我們選用蘋果西打作為實驗用的汽水,並控制葡萄的變因,以及以半剝皮葡萄的方式呈現,則效果最佳;若要藉由鹽析效應與小蘇打水與檸檬酸產生二氧化碳的方式時,同樣的控制葡萄的變因,將葡萄以不剝皮的方式呈現時效果最佳;使用小蘇打水加醋也可以讓葡萄有上下浮沉的現象;當在葡萄外表塗上指甲油可讓較多的氣泡吸附,但是必須克服移動次數少的問題。最終我們發現最佳的條件為:8公克且密度大於或等於1的半剝皮的葡萄配合蘋果西打的浮沉效果最佳。

為「構」爭光:金門地區構樹葉形與葉毛之研究

金門在歷經莫蘭蒂颱風後,生態環境改變了。我們從校園散落的構樹葉子中產生好奇,並以葉形及葉毛為探討對象,我們想知道──什麼是構樹? 研究顯示:風災過後的金門構樹數量與分布為增加,並繪製「金門構樹生態地圖」;葉形變化與日照度呈正相關性,透光率與總分裂角度呈正相關性,而葉形平均在總分裂角度34度即可獲得90%以上的透光率;葉下表皮細毛數多於葉上,若刮除細毛,滯塵量、遮光率與溫度都會受到影響,但滯塵並非主要功能;模擬異毛色進行光照,透光率白色>綠色>黑色,每一心形白色葉片可比黑色多2%的反射光。 構樹的分裂葉形幫助透光,葉毛則反射與吸收光線,與植物的生存要素「光」息息相關,說明了為「構」爭光的葉形與葉毛,真聰明!