生活與應用科學科

我們用VB編寫一套程式，將Wii Balance Board、攝影機整合成可以即時量測重量、重心變化及影像的測量系統(以下稱為WBMS)。此系統可精準測量紙盒受的重量，精準度高達99.85%。在增加紙盒支撐的實驗中，WBMS記錄的數位化資料分析發現：結構與邊框的交點最能有效的增加紙盒的承重，而且將結構有效的分配，所以位於邊框的V型支撐能圍出一個最大的有效支撐區，使紙盒承重增加。傳統單擺實驗在擺角為5度及40度的實驗誤差為0.41%及4.97%，以WBMS測量則誤差降為0.26%及0.18%，有效幫助實驗進行。在Y擺實驗中，WBMS具完美且精準的將Y擺的李沙育圖形分解出兩方向的單擺運動的功能，可運用在判斷及預測紙盒受壓力崩垮的原因及時機，可進一步發展有效的支撐回饋系統及雲端監測。

感謝Brian Peek所提供的WiimoteLib.dll程式庫與範例程式[5]，我們將程式改寫，用來進行以Wii遙控器輔助的物體運動實驗，經由實際的測試，程式可以即時地顯示出運動物體的軌跡、位移-時間圖及速度-時間圖，相較於一般的實驗儀器，在便利性與準確度方面有很大的改善。

「毒魚」是原住民傳統的捕魚方法之一，但是我們這一代的小孩對毒魚已經是一無所知，這一次我們以一種認識族人傳統漁獵文化的態度，用國小學到的科學方法對「毒魚藤毒魚」的相關問題一一探究。經過研究之後，我們認識了魚藤的特性，發現各種「解毒的方法」其實是溪水自然稀釋的作用，但是也了解過去許多原住民部落在毒魚時，他們只取生活所需，不隨便殘害魚蝦，解毒是他們對水中生命的珍惜以及尊重他人財物的表現。毒魚在過去原住民部落都是一種集體的行動，整個過程有長老的召集、倫理性的分工、技術的傳承、虔敬的祝禱、公平的分享漁獲等等，雖然我們已經遠離了那一個毒魚的年代，但是透過我們對這項漁獵文化的親身研究，在內心中我們也分享了過去原住民部落特有的豐收與喜樂。

本研究共設計十二個實驗，探討垂直型風力發電機如何將各方吹來的風充分利用，首先設計能減少風力扇葉轉軸轉動摩擦力的軸承，接著製作導流罩以收集所有吹進來的風並提高 磁動生電的轉換效率。我們製作的風力發電機將來自四面八方的自然風有效利用，具積少成 多的集風特性，輸出電壓可達30V以上，並能針對鋰電池充電，發揮以時間換取空間的特殊 功能，且因為體積小，非常適合於臺灣地狹人稠而且風力不強的環境。我們將自製的發電機實際應用在學校走廊、樓梯間以及樓頂進行發電，可以提供夜間照明，達到自給自足的綠色能源目標。

一則『鋁箔包加味燒小心鋁中毒』新聞，激起我們想更加瞭解鋁、鋁箔紙性質；首先（1）應用課本學過的方法做實驗、觀察、並比較出鐵和鋁性質差異，進一步瞭解鋁箔性質（2）我們改良多種方法，才驗證出鋁箔皺摺和光澤，會影響傳熱和保溫，其中傳熱實驗我們以鋁箔直接包冰塊加熱，測融化水量的方法，最容易測出結果；我們再利用此包冰塊方法輕易驗證出（3）鋁箔包內含空氣食物烤熟的較慢，並驗證出（4）食物包在鋁箔內，切割後燒烤較容易熟；最後（5）我們用鋁罐、鋁箔自製成的容器，裝各種調味料溶液，加熱燒烤觀察，發現鋁在酸性甚至在鹼性溶液中，很容易生鏽，而含糖類調味料最容易燒焦；由以上各實驗我們結論出，一些食物包著鋁箔燒烤較正確安全的方法。

在利用植物纖維製成手抄紙的過程中，我們做了幾個簡單的變化，增減輔助劑的量時發現，添加輔助劑可以改變紙張的觸感跟外觀，也同樣可以增加紙張的韌性，但過多的輔助劑並不會增加紙張的韌性；製程中纖維的長短也會影響紙張的外觀與韌性，長纖維所製出的紙張較粗操及有韌性，反之，短纖維的紙張則較為柔細與易斷；添加合成紙可以使手抄紙張變得堅硬有韌性；若纖維浸泡過漂白水所形成的抄紙外觀與手感與韌性均有改變，浸泡時間愈長，對上述的影響也愈大。

吃營養午餐後，喝優酪乳時突然發現，為什麼喝起來的味道是酸酸的，這使我們想起自然課曾做過生活中「酸與鹼」的實驗，且瓶上包裝印著每c.c. 含有一億個「活菌」，更讓我們對優酪乳中「活菌」充滿好奇，於是，我們便開始著手收集資料並歸納、實驗，展開與優酪乳的第一類接觸。

近年來，電腦網路模型的研究，越來越熱門。我們設計一個簡單的網路模型，利用特殊的傳送法則，進行傳遞網路封包的工作，傳遞的過程，我們發現封包的生命期與封包產生的機率λ兩者之間的關係具有物理的相變化的性質，也和當今網路塞車的情形頗為類似。我們除了研究Toru[1]所提出的模型:一個二維的晶格模型，四周為能產生網路封包的節點，中心為路由器。除此之外，我們也設法令模型中節點與路由器的比例為1:1，證明了隨著模型邊長的增加，相變化的情形就越早發生。藉由這兩個模型，我們發現網路塞車的情形、相變化發生的快慢，關鍵在於節點的個數，以及它在網路模型中的位置。

在我們週遭環境中常可見到許多種類的植物，然而可以叫出名字的卻少之又少，或許我們可以查閱植物百科之類的書籍，但是這類書籍通常多不在手邊，就算有了植物百科，也不易翻到顯示該種植物的正確章節。假如我們可以將想要認識的植物葉片影像取得後，透過網路將該影像傳送至植物葉片資料庫查詢，經過分析辨識，資料庫再將結果傳送回來，這樣不是比查閱植物百科方便多了嗎？本研究提出一種利用輸入葉片影像來進行植物資料庫辨識查詢的方法，藉著最佳權重組合的特徵值及兩階段處理的策略來調校系統，以達到較佳的整體辨識效能，從實驗測試的結果得知，我們的策略與方法確實有效，有82%的查詢葉片可以被精確的辨識出來，每次查詢的平均反應時間為17.22 秒。

本研究主要是探討翼端小翼對飛機飛行的影響，翼端小翼在現在不少的飛機上都有這種設計，假設小翼可以阻止飛機機翼末端的氣流上旋，進而增加升力與推力，讓飛機能提高飛行時的效率，為了驗證這個假設，因此製作了簡易風洞對小翼的升力進行定性和定量的探討。本研究首先由平板機翼與克拉克 y型翼在相同攻角、展翼面積不同下各所產的升力差異，進一步藉其升力的差異情形，探討其差翼原因，接著就其差異原因設計小翼以使克拉克 y 型翼的升力提高，最後則探討翼端小翼的形狀與升力的關係，藉以歸納出那一種形狀的小翼是較佳提高升力的小翼。本研究乃在自製的風洞下進行實測實驗研究，實測所得數據並繪以折線圖進行研究比對，最後驗證所得的結論頗具參考價值。