佳作

市面上中小型風力發電機的蓄電池使用鉛酸電池，此電池兩極浸在同一電解液中，不斷充放電之後會有再結晶問題，使電池壽命縮短而不環保。為求「環保」，我們發現了可以改善此問題的電池──逆釩流電池。 此電池現用的質子交換膜多由Nafion®公司製作，雖廣為使用，卻因釩離子滲透率高而效率不佳，而萌生一種想法：可否找到更好的膜呢？ 參閱文獻後，發現以聚醚碸樹脂（PES）、磺酸化聚醚醚酮（sPEEK）為材料的膜很有潛力。前人研究兩種材料比例差異，未以其他因素進行實驗。此報告主要以不同帶電程度──磺酸化程度的sPEEK製膜改良並探討。 在製作並測量各膜的物理性質後，因為膜的帶電性，配合其差異穿透的特性，進而提出將此膜用於更環保的電池──海水濃差電池。

藉由我們自行設計的主振動系統與吸收器，來探討兩者頻率一樣時，在外加驅動力下，是否外加頻率等於主系統原先的自然頻率時，會出現主系統不振動，因為我們實驗的驅動力並不是直接作用在主系統上，造成我們的實驗結果與預期有差異，而且這個反共振頻率的偏移量與兩者之間的質量比值有密切的關係，主系統與吸收器的質量差距越大，反共振頻率越會接近原先的自然頻率。又由於原先是單一自然頻率，變成兩個物體的系統此時自然頻率由原先的一個變成兩個，而且兩者頻率的間距也與兩者的質量比有密切關係，兩者質量比(吸收器m1與主系統質量m2比)，μ=m2/m1 比值若越大，兩個自然頻率離得更遠。

我們在污染嚴重的二仁溪中下游，發現優勢物種―弧邊招潮蟹。由於人們對其棲息地、型態和分類有錯誤認知。我們設計陷阱瓶，進行採集與分析，發現其族群密度10隻/ m2。洞穴相連會群居。飼養時，土壤需呈斜坡狀，注意水位高低。體型大棲息在高潮線以下，體型小在高潮線以上。雄螯有大螯，以小螯攝食泥土中有機物，產生擬糞。若無小螯，用大螯攝食，直至新小螯長出。眼睛有眼睫毛保護眼睛，會出現鬥雞眼。口器的雨刷構造可清理眼睛。步足倒勾防被沖走，能再生，會斷肢求生，斜向前方走路。雄蟹揮大螯求偶，配對成功後入洞交配。體色會隨時間改變，晚間淺色、白天深色。脫殼間隔、次數隨著成長逐漸減少。有趨光性。在鰓內儲存水分，打水以增加含氧量。

近來咖啡樹大增，造成在咖啡豆完成生活史的咖啡果小蠹迅速擴散，使用化學藥劑也難以防治。閱讀文獻發現白殭菌可以抑制咖啡果小蠹，因此我們採集帶白菌的咖啡豆進行培育，並透過前置實驗，找出使咖啡果小蠹早期死亡的蟲生真菌。經過菌種鑑定，此蟲生真菌是國外研究提高雌蟲生殖力的茄鐮刀菌。為了進一步了解此菌對咖啡果小蠹的影響，我們設計益生菌及抑生菌實驗。研究結果顯示噴灑4.39*106孢子液可在第3天達到半致死率；4.39*105孢子液可在10天內達到100%死亡效果；將噴灑4.39*106孢子液的咖啡果小蠹放入咖啡豆10天，可達22%長菌率，其殺蟲效果不亞於市售白殭菌，對咖啡樹上的疣胸琉璃蟻無致命影響。未來可將此菌與白殭菌共同運用於咖啡園中，達到生物農藥防治效果。

本研究是從正多面體的點線面出發，探尋由二種或兩種以上的多邊形所組的多面立體模型。首先，認識五個正多面體的模型架構，並從正多面體的點線面個數找到了關係式，這就是有名的尤拉公式。 嘗試將正多面體經過重複性截角平切的操作，推演出一個新的多面體，進而演算建立半正多面體的推算模組。在兩次截角的過程中，共產生了21個由兩種或兩種以上的多邊形所組的多面體。其中有十一個柏拉圖截角後的新多面體與阿基米德立體很相似。 從操作中觀察討論，歸納出大截角時，因頂點相鄰有三面，故會形成一個三角形，且原來的面的形狀不變；小截角時，其原來的面邊數會增為兩倍。進而推測出簡單且容易了解的多面體模組，從而認識到各種多面體的組成形式。

無意間將一團濕沙子往水裡丟，發現掉入水中後會形成一個環內部有一個圓，看起來有點像土星加上土星環的形狀。我們研究濕沙子的質量、顆粒大小及形狀，亦改變水的深度、不同的水溶液、濕沙子掉落高度等變因對沙子於水中成圓的影響。透過實驗發現，以上各種因素都會影響到沙子成圓的結果。為了更進一步了解沙子成圓的機制，我們透過高速攝影所得到的高速影像，發現濕沙子在水中落下的過程中，由於沙子周圍壓力小而中間壓力大，使得沙子形成了由外向圓內轉動的漩渦現象，沙子因此向外擴散而變大，中間形成中空圓環，落下至底部前都持續的變大，而漂浮於水中的沙子則最後掉落於圓環中間，以至於形成一個像土星加上土星環的形狀。

圓內接四邊形有一個幾何定理：若圓內接四邊形的兩對角線相互垂直，則連接對角線交點與一邊中點的連線垂直於對邊，稱為婆羅摩笈多定理。 本作品將圓內接四邊形推廣至圓或橢圓內接多邊形的情形，定義其多邊形中若滿足「連接兩垂直對角線交點與一邊中點的連線垂直於對邊，同時連接同一邊垂足點的連線過對邊的中點」，則稱此多邊形為婆羅摩笈多多邊形。 先由兩圓相交關係來建構婆羅摩笈多四邊形，接著從圓內接正多邊形來探討婆羅摩笈多多邊形的建構原則，推導出其邊數及共圓性質，進一步推導出圓內接多邊形的情形。最後探討橢圓內接菱形、鳶形及正方形是否存在婆羅摩笈多定理及其幾何性質，再推廣至橢圓內接多邊形的情形。

我們撰寫腦機介面程式，用低成本單電極的腦波儀讓智能車移動，實驗後發現專心度會隨著訓練而提高；在過程中看出每個人的腦波好像都不相同，所以嘗試從大量又凌亂腦波信號中萃取到四種有用的統計特徵值，再用近鄰演算法做生物辨識，正確率達到九成七以上，並實做出創新有趣具腦波解鎖應用的智慧家庭系統。此系統運用圖形的mblock、程序的C和交互式的Mathematica等程式語言，特色包含可傳訊息到手機上的緊急救難LINE通知功能和中文語音合成功能。設計出固定式的跌倒偵測和一氧化碳偵測裝置，與整合各種元件的腦波可控智能車，能自主偵測環境指標和災害意外指標並能適時提醒。我們相信唯有探索最難破解的大腦祕密，才能朝向直接用腦訊號控制和意識交流的方向前進。

本研究主要應用AI影像辨識將大型車輛轉彎內輪差及視覺死角危險區域內的行人及車輛定位，立即以語音對駕駛警告危險位置，避免車禍發生。本系統先於Windows 10 PC上的Anaconda3 Spyder 環境以Python3使用OpenCV函式庫開發，並叫用YOLOv3來進行物體的辨識，能正確辨識行人和車輛並正確定位，配合大型車內輪差的計算判定危險性。程式最後佈署於NVIDIA Jason Nano Ubuntu 系統下並安裝於大型車輛。不同於一般行車視野輔助系統僅以測距的感測器偵測，本系統能明確得知人車種類，明確標定位置，並能立即判定有無危險，更立即以語音警告駕駛，且不干擾駕駛的視覺注意力，同時也擴音警告車外的用路人。研發過程中還設立了車輛影像辨識研究平台，期望後續研究能和自駕車的發展結合造福更多的駕駛及用路人。

本研究在探討咖啡外溢的原因，並試圖找出不讓咖啡外溢的理想杯子。 研究結果發現液體外溢取決於液面上升的高低與杯口的距離，而上升的高低又與瞬間加速、容器口徑和液面水位高低有關；液面升降的變化過程，則與產生初波後的來回衝撞有關。 研究結果發現設計一個可以簡易拆裝的杯壁阻隔板，能有效減少杯中液體的外溢現象。