生活與應用科學科

科技的主要目的是在改善人類及各種生物之生活。本研究的目的即是建立助行步態的分析，並發展可控式輔行設備，藉著此一智慧化輔具，改善長者或傷患的行動能力，使其不畏於行走，並對其復健、社交生活有所助益。 該可控式輔行設備使用磁流變液煞車器以即時提供最佳阻力，控制輔行設備速度。輔行設備上亦設計有力量感測器、傾角計、轉速計，可以感測使用者的行為，提供適當的信號以隨時調整輔行設備之阻力。研究中對長者步態進行量測與分析，建立各感測值與步態行為之關聯性，並找出關鍵變數來預測步態，依此建立輔行設備的控制邏輯。藉由整合煞車器、感測器與控制邏輯和人機界面，建立可控式輔行設備，大幅提高使用者之安全性與便利性。

在本研究我們分析出魏碑前後期的幾何差異，再與草書、楷書、行書、隸書等各種字體進行幾何的比較。發現楷書分別影響魏碑前期及魏碑後期，但魏碑前期及魏碑後期的特色卻大不相同，而魏碑後期字體特色更與草書相似。我們利用Font Creator開發「魏碑前期字體」供Windows使用者使用，除了將碑文留存的字庫進行數位典藏，並把未在歷史上保存的字按照數據復原模擬造字。我們還以Labview撰寫程式讓利用機械手臂模擬書寫，試圖以幾何意義與力學的角度去探討魏碑體前期為何歷史上僅存在短暫的時間。我們發揮在數學、自然、國文、藝文、資訊課堂所學，讓書法美學進行數據化以及墨跡再現。本研究是中小學科學展覽中第一個與書法相關的研究，也是少數與人文結合的科學探究作品。

本科展利用震動材料，嘗試做出一個震動手持裝置，期待手抖症狀的人配戴後能降低手抖，使配戴者有穩定的雙手重拾更好的生活。 我們測試不同型式和轉速的馬達、改變電壓、增加馬達、增加重物，嘗試找出可能減少或干擾手抖的方法；發現重物抑制震動的效果不佳，也發現震動馬達會干擾原來的震動。實驗後期我們做出並比較幾款穿戴式的減震裝備，並選出一款最佳手持裝置供親人實際感受。 工作7個多月，仍然無法做出完全降低手抖的裝置，因此截稿送件後仍然繼續重組各種零件，期待能組合或創作出更好的減震手持裝置。 震動感測模組已經設計完成製作與測試，期待可以組合減震裝備與感測模組，以便完成智慧型的減震手持裝置。

羊蹄甲的果莢有漂亮的螺旋引起我們的興趣。 我們除了收集各式各樣螺旋果莢進行分析，也將果莢浸水切片成各種不同紋路的方向，再利用烘箱進行實驗，我們得到的螺旋主因是：果莢中的纖維紋路方向是斜直線，果莢乾燥時紋路相互靠近產生密合的力，及纖維變短產生收縮的力，此兩組力量同時作用造成螺旋，並利用彈性膠帶模擬纖維的力反覆實驗來印證。 我們也利用鋁箔紙（兩面材質不同）模擬果莢外型進行實驗，探討果莢彎曲度、腰身等對螺旋的影響。 最後，我們設計出與常見單螺旋樓梯不同的『DNA雙螺旋樓梯』，它類似兩條單行道，上下行走不會相遇錯身。我們還設計出『螺旋週期表』，比起平面週期表，更強調每一原子接連不斷的循環特性。

躲避盤運動是時下國小學童流行且愛好的體育活動，兼顧安全性和趣味性，然市售版躲避盤價格昂貴，非小學生易購得用品，所以我們希望能利用簡單易得、便宜的素材，自製能飛行9.5公尺以上且兼具準度，又能丟擲上百次的躲避盤。 首先，我們解析市售版躲避盤的結構設計，進行影響躲避盤飛行變因的探討，發現躲避盤飛行的奧秘和自製躲避盤的適宜規格比例，並依此發現親手縫製躲避盤。然後，我們尋得創新躲避盤的依據-「在盤面中心加上絲繩以得穩定效用」。最後做出創新版的自製躲避盤，並經由實測證明，我們自製的躲避盤能符合躲避盤活動的各項需求且較市售版擁有更好的準度。

因爆胎所造成的車禍次數頻繁，民國104年交通部規定胎壓偵測器列為基本配備，我們製作的警告裝置，以提高胎壓偵測器的靈敏度，為了減少因爆胎所造的車禍意外發生，特別設計一套金屬探測器警告裝置，將此感應器裝置在擋泥板上，以提醒行車駕駛在行駛時如聽到警訊聲，應立即靠邊停，檢查輪胎概況，以免發生車禍〈爆胎〉。金屬探測器警告裝置可以改善市售的胎壓偵測器，因為胎壓偵測器是胎壓低於定值才會警告行車駕駛，有些情況釘子刺到輪胎並不會馬上漏氣，沒有做處理車輛繼續行駛才會漏氣，但本作品之警告裝置是輪胎一有異物刺入，金屬探測器會在一秒左右發出警訊聲，在釘子還未完全插入輪胎之前可以做適當的處理，提高行車安全。

本研究企圖透過自製的造浪機探討離岸流的形成並依此建立離岸流警報器。結果發現：1. 離岸流效應多形成在凹岸，也受到海底地形的影響，透過自製造浪機就可觀察到海水由兩側匯集中央形成離岸流效應的特殊現象。2. 海浪達到弧形凹岸時，海浪的能量大小是關鍵。如果坡度小、海浪大、海水離凹岸地形較近，這些都將使得形成離岸流效應的機會提高。3. 凹岸的彎曲度較小或夾角角度在120度，形成離岸流效應會變大。4.本研究設計三個無須電源離岸流警報器。建議將其設置在坡度小、凹岸的彎曲度較小或夾角角度在120度、海水離凹岸地形較近等易形成離岸流地形，當海水流速達到臨界值時會提供警告標幟或聲響警示。

本實驗旨在以簡單的化學電池，使用水耕植物的培養液體作電解質，代替植物工廠的電源裝置，達到節省能源的效果。首先測試增加光照時間是否可以促進植物生長，在經過多次測試及嘗試栽種水耕植物的實驗，增加光照時間確實可以讓多數植物加快生長速度，對於產能可以有所提升。 利用各種不同電極進行組合，選取其中電位差較大的電極組合，連結LED組，經過最長8小時放電的測試下，都能持續維持LED之亮度。最後在測試補充培養液中鋅離子的實驗中，約放電4小時，即可達補充鋅離子之濃度。在考量溶液內金屬離子的濃度，改以其他效能更好的化學電池(如燃料電池)或配合植物工廠配件，開發新裝置，可以讓植物工廠提高效益，達到節能之目標。

在空氣品質越來越不好的情況下，如何淨化空氣成為我們生活中一項重大課題，靜電集塵為清除氣體中塵埃方法的一種，是利用電荷異性相吸原理，與外加高壓而形成二個極性相反的電場，在庫倫力的作用下，使灰塵粒子荷電後向集塵板移動而附著在集塵板上，而達到淨化空氣目的。讓我們製造一台有效的靜電除塵機，來使我們的空氣更加淨化吧！

本研究以在地芎林鄉鹿寮坑特色橘類「海梨柑」為探討樣本，在不同溫度及時間下，利用不同溶劑-水和酒精，進行植株不同部位-皮、葉、枝的萃取，以碘滴定法與DPPH清除率測試萃取液的抗氧化力。由實驗結果得知:抗氧化力以皮＞葉＞枝。而不論在皮、葉、枝，均以水萃的抗氧化力優於酒精萃取，且高溫萃取較低溫萃取佳。我們選擇最具抗氧化效果的高溫(100℃)、水萃、4小時、海梨柑「皮」之萃取液，進行稀釋及冷凍(-20℃)保存之抗氧化測試，結果可知稀釋後的萃取液之抗氧化力具有濃度趨勢，且在冷凍保存6週後，抗氧力只下降約1/5。最後，將其應用在海梨柑化妝水的配置，約相當於50ppm維他命C的抗氧化能力且有著淡淡的橘皮香氣及溫和(pH5.5)不刺激皮膚的優點。