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佳作

真「象」原來如「齒」–澎湖水道動物群古菱齒象牙齒化石探索

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。

跟著拿破崙一起壓縮多邊形吧!

本文旨在推廣拿破崙定理「以任意三角形各邊為邊分別向外作正三角形,則它們的中心(三心)連線必構成一個正三角形」至「對多邊形各邊為邊分別向外作正多邊形,則正多邊形的中心點(三心)可依序連成正多邊形」時成立的多邊形條件(此多邊形稱為拿破崙多邊形)。本文證明出拿破崙多邊形、平行多邊形與壓縮多邊形的成立條件互為等價,並推廣拿破崙法為「對多邊形各邊為底邊分別向外作相似三角形,其中相似三角形頂點依序連線」且討論完畢。

隔空點穴--使用ChatGPT與手掌辨識實現穴位保健之研究

本研究開發一套結合ChatGPT4.0和手掌辨識技術的虛擬保健助理系統,用於實現穴位按摩的自我保健。第一步:文獻分析依《刺灸新法》和《針灸科學》作為穴位依據,設計一系列提示詞(Prompt),在多次實驗中,提示詞Prompt E(基礎框架結合COT與RAG)的準確率達到91.1%,精確率和召回率分別為100%和91.1%,也大幅降低幻覺現象。第二步:設計穴道定位演算法標示穴道位置,並邀請兩位中醫師協助檢視,提出建議與修正,使修正後的程式能夠準確標示穴位。此系統具備低成本、易推廣和普及中醫知識的潛力,可在各種場所設置,提供即時的穴位按摩建議。未來將優化提示詞設計、比較不同語言模型的精確度,並開發其他部位的穴位辨識系統,以提高自我保健的便利性和準確性。

FPP乒乓球3D影像重建量測與辨識分析

本研究以FFP 做為乒乓球3D影像重建凹陷分析與辨識,它利用條紋相位位移投影於乒乓球表面而分析相位與相位差分變化以獲得乒乓球面前後幾何距離。這對乒乓球製造者、比賽 單位與運動者而言可得知乒乓球品質與好壞,因此具有極大的助益。 此乒乓球結構光量測平台包含了3D影像重建分析光學系統與自動化量測機台之軟硬體整合辨識系統。本研究先建立了有參考平面結構光條紋量測乒乓球系統,並提出無參考平面與傅立業轉換法;前者可以減少量測系統空間,後者則可以減少量測時間,二者對量測效益具有很大幫助。 本研究已有初步分析與辨識成果,但未來仍需努力,包括加強辨識精準度、結合人工智能技術達到更佳辨識效果與應用於其他球體曲面量測等等。

「藻生罐子?」 --- 改良水庫太陽能板漂浮罐的研究

許多國家都在尋找減少水庫蒸發量的方法,我們想在水庫放置結合太陽能板的生態罐,它能吸收氮磷化合物,改善優養化,燃燒藻類後又能提供生質能源。 實驗發現: 一、生態罐水位於3/5時可提供藻類生長的合宜環境: 1.瓶內溫度最低也最穩定,約25℃,較瓶外氣溫32℃低,故具有良好降溫效果。 2.照光下,罐內外氣壓差穩定於6 cm-H2O。 3.藻類的周生長倍數大約為1.19倍。 4.燃燒熱值周產量為19.5mW/mm2。 二、藻生罐子平衡速率快,大約24秒就能平衡於3/5位置

抓不住你?衝出重圍!~以tracker追蹤圓周運動甩離軌跡之探究

從新聞事件發想,用圓桌轉盤模擬物體圓周運動,並用tracker追蹤甩離的軌跡。 從實驗得知,轉盤轉速越快,物體離轉盤圓心越遠,需要的向心力愈大,當超越桌子最大靜摩擦能提供的向心力時,物體向外加速移動,隨著不足的動摩擦力,轉出螺旋軌跡。 利用座標xy圖顯示質點的甩離軌跡,實際相片作圖,測量影格相關數據,還原甩離真相。 長形物體受摩擦力作用,若轉彎時前後離圓心半徑不同,造成速差,會自轉甩出。 從甩離軌跡型態與加速現象,發現甩離的過程,向心力漸減、切線加速力量漸增。 綜合實測數據,我們沙盤推演出履帶甩離運動細部機制。二探現場發現路口特殊,速限前後急轉彎,十噸履帶向心拉力暴增,建議大車提早切外線,減速過彎,是唯一安全之路。

從分子層面探究藤蔓植物川七向觸引發快速攀附生長

川七為藤蔓植物,以3.5~4小時週期逆時針迴旋盤轉,碰觸物體後即以該物體為支撐快速攀附生長,速率可提升達30倍之多。本實驗探究川七啟動向觸生長的生長素機制。活體(In vivo) X光繞射,發現川七莖體中含多量的IAA,以及較少活性極高的4-Cl-IAA及6-Cl-IAA,且生長素並非以分子的形態,而是串接成週期性排列的晶體形態存在。攀附後,頂芽增生109%的IAA及191%的4-Cl-IAA+6-Cl-IAA,激發快速生長,且較多數的4-Cl-IAA+6-Cl-IAA被輸送到莖的非接觸面,形成彎曲莖體,纏繞支撐體。pH值測量顯示非接觸面氫離子濃度較高,吸收光譜則顯示非接觸面含有較多擴張蛋白,利於細胞壁的延長。本實驗由分子層面了解川七受到機械刺激時,如何引發向觸快速生長以及不對稱性生長。

圖形密碼—密鋪多邊形完全漫遊之研究

從建築燈光秀發想路徑問題,探討「密鋪多邊形進行完全漫遊路徑是否存在?是否可運用模組化的方法找到完全漫遊路徑?」發現不同密鋪多邊形可透過基本幾何拼板分割,當中心或初始圖形是可漫遊且可對外連通,搭配同條件的基本幾何拼板組合,則該密鋪多邊形路徑可完全漫遊;且可歸類同類路徑中不同幾何拼板之等價組合;另外,密鋪多邊形中每個單位圖形若維持原來的「圖形特徵—路徑可行進方向數」,則「密鋪多邊形完全漫遊路徑可以進行任意形變轉換」。在漫遊過程中得到不同密鋪多邊形的基本幾何拼板種類、路徑分類及路徑方法數公式。 最後應用研究結果,有效控制高空智慧清潔蜘蛛人,並設計一款全新完全漫遊路徑邏輯拼圖遊戲。

疫情之下的學習—探討ChatGPT對於高中學生數學混成學 習成效與學習參與度之影響

本研究首先透過自行設計之數學混成學習挑戰問卷,了解臺灣學生認為數學混成學習效果的成因,並以此為基礎開發出數學混成學習智慧輔助教具。本研究開發之教具整合人工智慧聊天機器人ChatGPT與通訊軟體LINE,讓學習者在進行數學混成學習時可及時解決疑惑。最終,透過準實驗設計,驗證該教具的介入是否對於學習者在數學混成學習中有正向的幫助。結果表明將該教具導入於數學混成學習中可以有效提升學生的學習成效以及課堂的參與度。學生在課堂中學習效果不佳的原因多與遇到問題無法及時得到幫助而導致的課堂低參與度有關,此教具有助於對上述問題產生正面影響,並為混成學習提供啟示。

氣曝曝-生物曝氣法進行酸菜水降解可行性之探討

酸菜水 農業生產過程中產生的副產品在醃漬酸菜過程中,土壤被廢水污染嚴重鹽化,付出慘重成本。本研究利用接觸曝氣法來嘗試解決酸菜醃製廢液中的汙染物,分別探討曝氣槽形狀、濾材種類以及複合式曝氣裝置,並加入枯草桿菌來探討pH值、濁度、COD、污泥產生量的變化與差異。研究結果發現無論哪種槽體在不添加濾材下表面積與細菌依附空間不足,無降解作用發生;矩形槽適合採用平板形濾材,圓形槽適合採用K1濾材;而我們研發的複合式曝氣裝置無論是在COD、濁度以及汙泥產生量都是表現最佳的。