佳作

「微飛沫」是新冠病毒傳播途徑，在密集空間風險更高。飛沫受氣流或通風系統影響，我們探討在非流通的空間，使用隔板方法，增加防疫效用，減少病毒傳播。實驗得知：1.微飛沫軌跡追蹤與分析：以噴霧瓶噴發螢光水溶液，模擬飛沫噴散，經紫外燈照射，清晰拍攝噴沫飛行軌跡及殘留情形；以Image J軟體分析計算，量化飛沫殘留量。2.隔板位置：高度45cm時，距離50cm為佳。3.抽氣過濾裝置：隔板下緣加裝抽氣裝置，飛沫朝隔板流動，總殘留量減少50%，以自製第一代微型抽濾裝置可降低30%，並具殺菌及過濾 (可抽換熔噴布或Hepa濾網)效果。4.第二代微型抽濾裝置：改良一代缺失，採抽氣隔板與過濾盒組裝方式，可連接個人過濾盒或多人共用過濾系統，節省空間並具商業價值。

為了精進射箭的能力，我們開始研發「智能射箭訓練系統」，並透過該裝置判斷舉弓、拉弓、放箭速度等數值，讓使用者能清楚地知道現在的姿勢是否有達到射箭時的標準動作。本實驗分為四個大方向進行操作：穩定、力量、精準度、以及計分靶。為了找出符合選手最合適的射箭動作，我們另外以一名選手的舉弓高度（130cm）及拉弓距離(57cm)，做出固定射箭模擬器。透過該裝置發現：該選手於10公尺距離時，傾角 -1.2 ~ - 0.2度能夠命中九分的範圍。除此之外，我們用紅外線感應框、投影機與scratch程式製做出互動計分靶。透過裝置，便可以快速紀錄下射箭時的分數和落點。我們將整個設備整合為成完整的智能射箭訓練系統，供使用者能夠快速且精確的矯正自己錯誤的射箭姿勢及方向。

我們從數學遊戲書裡發現西洋棋名家辛克曼發展予以解析並得到擴充結果如下： 一、使用P3V型、P4Z型、P5P型、P6R型與P3I型，以K移動位置作為橋接點VBr，我們找到k值作為多階段移動結果組合數可得到最少移動總次數。 二、複合路徑圖以重圖為主，是EQ和El兩種路徑複合圖。 三、4點配置BR，當弧形邊數EQ≥2，弧形邊可以視為B-K型組路徑，階段中直線數El≥2則可以視為R-K路徑。度序列衍生路徑組合若EQ≥2優先配置B，El≥2優先配置K。 四、P6複合路徑圖的正例所有點都符合DS≥2，反例特徵係每張圖至少有1點DS=1，可2B2R、3B1R、1B3R、4R，3B1R配置條件EQ≥3，2B2R配置條件EQ≥2，1B3R配置條件EQ≥1；但若圖中有2點DS=1且EQ=1，僅能配置4R。

本研究透過水池、橡皮鴨與伺服馬達，模擬鴨子在水面上游動的情況，藉由馬達回傳的電功率值，計算鴨子在游動時的阻力，希望找到鴨子在何種情況下最省力。透過改變鴨子的排列方式、大小、速度等變因，嘗試找出這些變因與其游動時阻力的關聯，並引入參考文獻中省力係數以描述省力的程度、用波長、水深、波速的函數關係來計算波長、並嘗試描繪尾波，透過這些以協助結果呈現並計算出難以測量的部分。最後會透過繪圖的方式來討論鴨子與水波的關聯以解釋阻力的變化，再總結出鴨子在何種排列方式、大小能夠達到最省力的狀態，完成本研究的主要目標。

這次科展的主題是會『呼吸』的落水頭，目的是要了解如何解決排水管氣體堵塞，導致排水不順暢的原因，並且解決問題，讓落水頭可以排水順暢。在實驗的過程中發現，使排水不順暢的原因是排氣管內的氣體和排出去水的體積沒有達到相對等的交換，一旦克服這個困難，排水就可以相當的順暢，在自製的落水頭中設計了排氣通道使排水順暢，有排氣通道設計的落水頭排水時間大幅縮短超過原本時間50 %以上，大幅縮短了排水時間，在此次的科展研究依照實驗結果：排氣孔通道比例要大於外套管和內套筒的通道，且在防止異物的罩子入水量要大於排水量，按照這樣的原則就可以打造出一個可以讓排水更為順暢且防止排水管異味還可以阻擋小昆蟲的落水頭！

本實驗以透過實地走訪、文獻探討、模型操作，以觀察及分析了解造成新竹人困擾的都市峽谷效應，並希望透過各式實驗讓人們可以更了解這樣的地質現象，並可以了解哪些地點容易發生這樣的現象以小心安全。 而本研究完成後發現當建物形狀符合風場、巷道狹窄至臨界點、街口面朝風及廣大處、周遭沒有可以阻止風運行的建物或巷道旁有許多排列整齊高樓的地方較容易出現峽谷效應。而在我們討論過後建議只要將建物距離加大、房屋間距統一且注意臨界值、巷頭巷尾統一寬度、設立告示牌提醒用路人或在建物興建時加入風道思考設計，即可防止峽谷效應對人們的傷害。

臺灣已進入高齡化社會，基於老人在面臨行動力與反應力逐漸退化過程中，造成心理壓力及自信心的喪失，本研究探討及建構一部樂齡勇腳椅，透過健腿檢測、輔助起身及久坐提醒等三個主要功能，配合麥克納姆輪設計多向式椅盤，讓高齡者能於狹小空間便捷行動，讓高齡者可以達成活動更自主(Confidence)、能力更提升(Capability)、移動更便捷(Convenient)、身心更健康 (Healthy)的 3C1H 生活支持策略。透過積木及3D列印技術建構勇腳椅的本體，以槓桿輔助起身，運用Micro:bit搭配按鈕、蜂鳴器、LCD、SG90 伺服馬達等元件，建構可以讓高齡者生活自主行動及監測健康，最後運用ESP8266的wifi晶片，建構可透過雲端搭配Line通知提醒周邊的親人或照護者。樂齡勇腳椅不僅是健身器材，更是支持高齡者生活品質與尊嚴的最佳解決方案。

化石在地球上是珍稀的寶藏，特別是大型脊椎動物的化石。我們以澎湖水道動物群的古菱齒象為科展主題，通過比較觀察古菱齒象的牙齒化石形態特徵，特別是齒面、齒板，發展出了可以簡單量測齒板厚度、間隔距離、齒板密度，結合觀察並判斷其是古菱齒象的方法。我們希望了解化石是怎麼形成的，通過進行埋藏實驗，探索化石埋藏的環境（熱帶淺土、深土、淺水、深水）及埋藏的深度對樣品保存的影響，並培養和觀察起主要分解作用的生物。我們實驗發現在熱帶環境要形成化石極其困難，深水的環境比較有利生物樣品的保存。我們非常好奇巨大的古象1萬多年前還有，為什麼隨後它們會滅絕？我們最後討論古象的滅絕和全球環境氣候變遷可能存在的關係。

汞離子為影響健康的十大化學物質之一，因此具污染潛勢事業放流水之汞濃度都需列管並檢測。然而，偵測方法通常較為繁瑣，成本也較高，所以發展快速且簡便的方法是環境檢測重要的課題。本研究開發出以維生素C將四氯金酸還原成奈米金的方式，再透過核酸適體修飾奈米金偵測汞離子。利用奈米金表面電漿共振效應呈現顏色變化，進而可測量吸收峰波長變化。接著改變核酸適體濃度及長度、四氯金酸和維生素C濃度得到最佳化條件。另外，因核酸適體的胸腺嘧啶（T）與汞離子的高親和性使得此檢測方法具有專一性。最後結合行動載具建立濃度轉換方程式，並應用於環境水質檢測。結果顯示核酸適體修飾經維生素C還原奈米金可作為簡便且快速檢測汞的策略之一。

本實驗藉由3D建模及雷切加工方式將廢棄木板精準建置具有不同磁鐵間距的磁浮滑板與磁軌，再藉由磁鐵擺放位置的配置優化其移動效率。實驗中對滑板重量、軌道傾斜角度及軌道表面粗糙度等參數對其移動的效率進行探討。實驗結果顯示當軌道上方磁鐵的排列與地面垂直磁浮滑板的平衡最佳，且磁浮滑板磁鐵的配置是影響平衡的重大因素，研究中發現滑板底部磁鐵數量4個並取10mm-16mm間隔排列且磁鐵必須在最外緣平衡效果極佳，且磁軌之磁鐵間距利用鐵線緊結合到寬度約2mm時具有最佳的移動穩定性。將上述實驗成果應用於「 你推我跑」、「水上漂」等平衡遊戲活動時，可讓參與者體驗如何控制磁浮滑板及增加其滑行速度。