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佳作

讓我們擁抱在雲端-具有線性振動觸感之體感服

“擁抱”在人際關係中扮演重要的角色,而觸覺經驗常常伴隨著豐沛的情感。本研究之應用核心價值是透過雲端科技,真實地傳遞「情感性的觸覺」。作品在衣服中安裝 Arduino Pro Micro與Bluetooth Communication Module,以線性方式控制微型振動馬達陣列的振動,利用手機藍芽連接體感服,透過4G或Wi-Fi與Google Firebase雲端服務連結,即時傳遞與交換控制資料。從實驗統計數據中分析馬達振動與觸覺感受的線性關係,建立具有重複性價值之微型振動馬達的線性系統參數。讓人們除了可以透過文字、語音及影像溝通,也可以透過體感服做遠距離的接觸與互動達到“擁抱”的人際關係。

拓荒者的策略

本研究旨在建立拓荒者遊戲之贏棋樣式策略導向模式,由觀察、尋找關係與樣式、猜測、檢驗與論證的探究過程,獲得結果如下: 一、確立3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲的研究方向為探討贏棋樣式策略導向模式。 二、找到3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲中贏棋所需棋子數量的最小值與最大值的樣式並提出公式。 三、找到3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲中符合贏棋所需棋子數量有效區間的樣式,並證明任何樣式皆可透過空格與棋子的移動還原成標準生成樣式。 四、確立3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲贏棋樣式的標準生成樣式,並能論證可快速構成四種標準生成樣式的三個特性。 五、建立贏棋樣式策略導向模式。

鐵人三棲特種部隊-探討毛足大龍蝨習性、分泌物及動物行為

毛足大龍蝨屬於完全變態類的水中昆蟲,幼蟲三齡,卵到成蟲的發育日數約為 91.19 天。 成蟲為肉食兼腐食性,是食屍性分解者中很有效率的清道夫,主要是靠嗅覺來搜尋食物; 幼蟲是獵食性,性情兇猛俗稱水老虎(water tiger),主要是靠視覺及觸覺來獵取食物。 雄蟲前足跗節所特化的三節有類似吸盤(附著器)的功能,附著器的構造共有四排,每排有兩顆,也有三顆,上面佈滿很密的剛毛,藉由吸盤及毛的特性使得交配順利進行,吸力約 0.266牛頓。雄雌成蟲皆會分泌的藍白色液體,為水溶性,水中的大肚魚平均約 51 分 35 秒開始受影響,平均約 18 分 32 秒赤蛙科蝌蚪開始游速變慢、身體扭曲最終到昏迷,推論此分泌物可能對於脊椎動物的神經系統(對於神經元的離子通道)有不良的影響。

「洞」感水波—二維週期性水深結構對於水波傳遞的影響

光子晶體是具「週期性折射率結構」之奈米尺度物體。它的特殊性結構,使得經過它的光波因為折射或是波的疊加原理等而有能量的遮擋效應,稱為「光子能隙現象(Energy band gap)」。我們假設尺度放大的週期性物體也可產生光子能隙。然後使用水波槽內的週期性孔洞的壓克力板,形成二維周期性水深結構,並在投影幕上對「有經過孔洞的水波」及「未經過孔洞的水波」進行波紋對比的比較。除了探討水波在此尺度下是否具有如同光子晶體讓波產生能量消退的現象之外,同時探討在水波槽的尺度下,改變不同孔洞的大小、排列間距以及水波波長對能量消退的影響。

2048遊戲與人工智慧的分析

在2048人工智慧遊戲中,平滑度與單調性的權重為主要影響電腦判斷的變數,因此本研究主要針對這兩個變數的權重進行實驗並探討。並且在遊戲中步數愈多,愈容易達到更高的數字,在研究當中我們用遊戲移動步數的多寡來判斷當局的好壞。 在深度1的情況下「改進程式碼」,在研究結果中發現主要變數比值為1的同比例放大縮小效果都不錯,在90組數據中有 1/3 有到達1024,甚至可以到達2048;從步數來看,原程式平均步數為332.8步,而修改後的權重平均步數高達561.8步。 最後,我們利用相同的權重,並且將深度改回原設定。比較後發現,經過我們修改後的權重,達到2048與4096的獲勝率皆比原程式高。

膜範生機

以校園生活中看到的現象,借鏡日本薄膜農業經驗,在試錯過程中,找到便宜、易取得、製作時間短的薄膜,從中發展備製海藻酸鈣膜及細菌纖維膜(菌膜)的標準流程。測耐水性及耐候性可達1個月仍可再使用,海藻酸鈣膜及菌膜耐重性可達2400~2480 及490~870公克重量,菌膜可在一個月期間埋在土壤中分解完畢;海藻酸鈣膜膜厚愈薄,愈容易被分解,預測時間拉長到3個月以上可以完全分解。 利用這兩種膜來種植黃豆及小白菜,成功讓植物根系牢牢抓住菌膜,以發酵7天的菌膜及添加350及400毫升海藻酸鈉的薄膜生長速度最好。利用實驗的成功經驗,在學校食農農場露天種植豌豆、黃豆成功在15天內長高13~17公分及5~7 公分;其成果也讓學校老師帶著學弟妹到我們的實驗農場教學參觀。

阿拉伯芥在高碳低氮環境中以染色體修飾調節花青素的合成

植物在碳過多或氮不足的環境中會累積過多的花青素,然而我們對植物以什麼機制來調控高碳低氮下花青素的合成並不清楚。為了研究有哪些基因參與花青素合成的調控,我們透過調整培養基中碳氮的比例,篩選到高碳低氮下會有花青素過度累積性狀的阿拉伯芥突變種19945。經由遺傳分析、基因圖譜定位與基因體定序的結果,我們找到19945的突變基因為At3g18520,其產物為組蛋白去乙醯酶histone deacetylase 15 (HDA15)。HDA可以降低染色體組蛋白乙醯化的程度,使組蛋白與DNA纏繞緊密進而抑制基因的表現。與野生種相較,突變株19945在高碳低氮下,會過度誘導調控花青素合成的轉錄因子PAP1、TT8與花青素合成酵素DFR、LDOX、UF3GT的基因表現,因此我們推斷HDA15可透過染色體修飾來調控高碳低氮下花青素的合成。

PM2.5智慧整合照護窗

窗戶是室內與室外的主要空氣流通管道,妥善調節窗戶可以替人們空氣污染防護做把關。污染物中PM2.5對人體的危害最大,WHO已正式將PM2.5歸為2級致癌物質,最新的健康醫療報導更指出PM2.5會造成腦損及中風。所以建築物的通風調節,窗戶至為重要,因此如果能自動偵測污染濃度逕行調節窗戶,並啟動除污裝置,可避免人們暴露在PM2.5等污染物的危害之下。 本次研究使用檢知元件來偵測PM2.5、照度、溫濕度、風速、空氣品質等,取得環境變因,再配合微控電路有效運用控制技術,賦予窗戶智慧,從PM2.5危害隔離、空氣品質、舒適度及適當照度等觀點來進行實驗研究,以全面性的整合達到無微不至的PM2.5智慧照護窗。

「優鹹」製菜~以優勢菌種法改良酸菜製程之研究

本研究以接種優酪乳代替傳統天然發酵的方式製作酸菜,以不同品牌優酪乳與低鹽化方式進行試驗。在不同溫度條件下探討酸菜發酵過程的顏色、pH值、生菌數、菌落相變化。結果顯示:一、優酪乳接種酸菜,可縮短發酵時間,是傳統方法的一半。二、優酪乳接種法可降低酸菜醃漬鹽度,僅4.6 %,而傳統為7~8 %。三、優酪乳酸菜最佳發酵溫度為30℃。且以AB優酪乳接種酸菜接受度最好。四、優酪乳接種法製作酸菜可降低雜菌汙染。五、以AB優酪乳配合麵包酵母接種方法,在接受度上無明顯的提昇。用優酪乳接種法來改良酸菜製程,成本雖較高,但整體來說不論于健康、經濟效益、衛生安全及品質都優於傳統酸菜,若能推廣成為有特色伴手禮,更能帶動地方產業之發展。

無障礙廁所更有愛

隨著身障者權益的提升,許多公共空間或是機關也都搭配法規設置無障礙廁所,一般民眾頂多覺得無障礙廁所就是有扶手、空間大等印象,但實質上對於乘坐輪椅的民眾而言,卻是一個又愛又恨的設施。 我們針對輪椅族群設計了一款改善他們如廁便利性的機構,協助身障者能夠輕鬆從輪椅上移動至馬桶上,享受輕鬆自在的如廁經驗。 我們應用學校課程上所學的液壓機構、機電實習、確動傳動等原理,設計出具實際功能的模型,並搭配軟體計算出相關的受力並符合人體工學,讓使用者能夠放心的使用本設計產品。 有誰希望自己在如廁時還需要別人幫忙呢? 本研究是一項能夠提升身障者尊嚴的設計,希望能夠幫助到更多的社會弱勢族群。