生活與應用科學科

我們以γ構型史特林引擎為基礎，結合自由活塞的結構，再加上線性發電模組，設計出一台可在溫泉環境中發電的地熱發電機，因製作精度不良且材料選擇錯誤，第一代原型機模型僅運轉1分鐘即損毀，不過已足以證明其理論與方向的正確性，針對第一代原型機的缺失，我們著手製作第二代改良型，將引擎分為熱交換模組與動力模組2部分，解決溫差造成水凝結的問題，我們並將它命名為分離式γ-自由活塞型史特林引擎，最後我們以實驗證明「淺層地熱發電」的可行性，為綠色能源提供另一種選項。

裝百葉窗的主要目的在遮陽，可是我們常看到的情況是：葉片開著讓陽光直接照進室內，又熱又刺眼；或是幾乎全關，室內昏暗大白天也一定要開燈，空氣又不太流通。 我們設計的自動轉動遮陽百葉窗就沒有以上的問題。我們利用Arduino系統來控制百葉窗的葉片轉動，讓葉片能隨著太陽移動的角度跟著轉動以遮住陽光，不讓陽光直接照進室內，但又不會完全阻隔自然光，室內仍然明亮，不必非要開燈不可。為了方便使用的人如果想要看窗外景物，或是不想讓外面的人看到室內情況，我們也提供了手動操作的功能，利用紅外線遙控，可以切換手動/自動開關來改變操作模式。

本報告是主要針對太陽能板上自動追蹤功能的研究。以藍晒及自製的指南針作為研究太陽移動軌跡的方式，找出整年太陽移動軌跡；並找出太陽能板在直射及斜射之情況下發電量的不同。如此之後，便可依據研究數據以簡易的材料（時鐘、發條）、方式來設計較簡單的「追日」系統，使太陽光的使用更有效率，發電功率也可大幅提升，對這資源日益耗竭的地球可是一大福音。

本研究在探討熱能與電能之間的能源轉換，並製作出免插電之可供USB電的陶瓷香精燈。 實驗材料選用廣泛利用於醫療、冷藏箱、飲水機的致冷晶片，研究過程發現利用水降溫及並聯晶片能增強效能，研究結果製作出熱源電池模組，測試電量發現 : 與行動電源沒有差異，並結合USB增壓模組替3C電子產品充電。 適逢2015年兩次尼泊爾大地震與台灣歷年山難，發現人們在緊急事件中，身邊電力與電池已經失去作用，3C產品無法發揮聯繫與定位功能。本研究產品，USB陶瓷香精燈，可提供居家的緊急災難準備、荒野露營或是臨時找不到電源時候，只要點根蠟燭與100cc的水，USB香精燈就可以為智慧手機充電。 USB陶瓷香精燈，進一步可配合政府推廣(陶瓷)文化創意產業與廢能回收裝置發展。

臺灣鋏蠓俗稱小黑蚊，對於在校園活動的我們，常因被咬而困擾不已。過去針對解決小黑蚊之害通常有以下的方式：1.噴防蚊液。2.噴灑殺蟲劑。3.穿長袖衣物。前兩個方式，可能會有化學藥劑的危害，第三點又會造成悶熱不舒服，因此我們想從小黑蚊的棲息地來進行滅蚊計畫。 文獻資料顯示，小黑蚊棲息地為青苔。我們希望透過植物天然的抑制作用，來達到清除青苔的目的，進而減少小黑蚊的棲息地。經實驗結果發現：1.校園植物—榕樹及鳳凰木的葉子具有抑制植物發芽與生長的能力。2.榕樹枯葉和鳳凰木葉片製成的藥劑，對於青苔的細胞有抑制生長，甚至有使其萎縮的功效。3.浸泡過榕樹枯葉的土壤，經水的沖淋後，還是可以種出經濟作物；但浸泡鳳凰木葉子的土壤，經濟作物發芽率較差。

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。

瑞典的眼控團隊使用眼控視頻遊戲的發明者發明的眼球追蹤器(eye-tracking)。該技術是使用感應器追蹤使用者的眼睛，讓滑鼠跟著眼睛瞳位方向移動，便能向下或向上滾動、選擇、打開和關閉電腦上的專案。針對重度癱瘓肢體障礙者，或是身上沒有身體部位可操作開關的患者，此產品是一個很關鍵的輔具，能讓使用者使用眼球動作完全操作電腦。而日本近畿大學宣佈開發出了全球首創的呼氣滑鼠。將一根管子銜在口中，通過呼吸氣來控制電腦。使用者通過呼吸氣的時間長短和強弱的不同就可實現移動游標和按鍵功能。 本研究是基於改善行動不便者為考慮，期望開發出適用於不同種類殘障人士都可使用的電腦操縱輔具，幫助殘障人士使用電腦，間接提升生活的品質。

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。

本研究為透過各種植物的生長特性搭配不同生長介質，搭建一綠屋頂模組，觀察其室內外溫度變化，找尋最佳的綠屋頂組合，自製遠端監控以及精緻化滴灌系統以期在使用最少水分的情況下，使我們的建築物內部溫度能夠保持舒適溫度(24.2℃~28.6℃)，如此一來，不但能夠讓我們的生活更舒適，也能不使用冷氣機降溫，達到節能減碳的效果。

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。