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佳作

螢光水影—水生「條背螢」生態探索

「螢火蟲」是所有螢科甲蟲的統稱,條背螢(Luciola substriata)在分類上屬於昆蟲綱、鞘翅目、螢科,一生歷經卵、幼蟲、蛹、成蟲四個階段,是屬於完全變態的昆蟲。由於幼蟲水棲的特性,被歸為水生螢火蟲,在所有螢科中屬於較為罕見的習性,以台灣五十餘種螢火蟲中,僅三種屬水生,因而具有生態上的獨特性。此外,幼蟲雖生活於水中,但其外型構造、呼吸方式等,與另兩種水生螢火蟲有顯著不同,也較晚為人所認識。 幼蟲期的條背螢以水中螺類為主食,約經過四、五個月的成長,歷經多次蛻皮後,終齡幼蟲會上陸準備化蛹及羽化。成蟲約在五、六月間出現,並在棲息地水域附近活動、交尾及產卵。就文獻記載和資料查詢,條背螢在北部、中部、南部及金門均有分佈,惟數量不多,生態及習性仍有待更深入的研究。

慢性疾病長期用藥監控系統

本專案探討慢性疾病病患,因長期需藉由服藥而得以控制病情,所以為協助病患能按時服藥,嘗試利用手機簡訊的普及,並結合電腦、單晶片微電腦等,建置一「用藥監控系統」,為上述情況提出一個有效的解決方案,再進一步驗證其可行性。 一、專案建置的整合系統功能有: (一)、將「行動通訊的簡訊功能」應用於長期服藥患者的用藥管理上,當長期用藥病患未依時服藥時,系統自動發出簡訊給看護或家屬。 (二)、建置用藥查詢系統、資料庫伺服器、Web伺服器以供病患用藥的追蹤。二、慢性疾病患者服藥監控系統建置後可行性的探討: (一)、對協助長期服藥患者,可協助其準時的服藥。 (二)、對病患的看護人員,在用藥時間的掌控上,能達到提醒及協助之功能。 (三)、對病患的家屬,於上班或工作之間,亦可即時掌握到病患的服藥情形。 (四)、對病患於忘記服藥時可藉由系統發出提醒語音,隨時督促病患服藥。

保護沙灘吧!波浪與淺化的實驗室模擬

本實驗利用喇叭、鉑黑電極、波型產生器、鎖相放大器、及 750 介面卡組合一套系統,此系統可使偵測精密度大幅提升,使得水槽及地表模型尺度變小(40×22×35cm),因此可節省實驗的成本與時間。筆者在坡度實驗中,發現當深度變化較大時,淺化係數都明顯變大很多。對照台灣沿岸發生海嘯的歷史記載,確實在台灣東北角及西南沿岸等相對於鄰近海溝,相對深度變化較大,都發生較明顯的海嘯危害。反之,東岸(相對深度變化較小)其海嘯波高都非常低。坡度實驗中,坡度較小明顯碎波極限較遠(離岸距離 121.12cm),且在沙灘存在的狀況下,碎波極限更遠(離岸距離 164.73cm)。可見沙灘可保護暴潮侵襲海岸,因為波浪提前於外海處碎波使進入岸邊的波浪不具有嚴重的侵蝕作用,不但可減少景觀上的破壞亦能達到相同的效果且不至於岸邊產生嚴重侵蝕的狀況。最後再藉著硬體系統及電腦 2D 動畫模擬的整合,使我們可方便掌握波浪在不同坡度及位置,其波長及波高變化比,如此有助於預估及說明波浪、暴潮及海嘯隨地形變化的狀況。

屋 頂 亮 晶 晶-設計【自然排風器發電機】之發電研究

家中頂樓的【自然排風器】,只靠熱空氣上升的動力推動扇葉。其日月不停轉動的力量,讓我想到了發電的可能性。最初我們使用一顆電壓12V的機車用直流馬達當發電機,結果當自然排風器轉速在0 ~ 50rpm時,可以輸出電壓0 ~ 2V,證明自然排風器發電機的可行性。一般馬達必須在高轉速下才能有較大的輸出電壓,而自然排風器轉速大約在70rpm以內,且扭力不足,於是我們在自然排風器正上方安裝一個強扭力馬達來穩定排風器的轉速,並將發電機改安裝在排風器的下緣,終於取得13V以上的大電壓,可以對蓄電池充電。若一個自然排風器發電機可充飽一個電池,那麼許多個自然排風器發電機串聯起來,其電壓及電流就足夠全家照明所須的電源,這是一個相當值得開發及推廣的再生能源電力。

「蟻」ㄧ儆百 —小黃家蟻「不要進去費洛蒙」對距離因素的探討

Elva J. H. Robinson, Duncan E. Jackson, Mike Holcombe and Francis L. W. Ratnieks(2005)提出尋找食物的螞蟻會在路徑叉口留下微小的氣味記號,提醒同伴「前方找不到食物」,這些氣味對同伴而言相當於告訴他們不用在花力氣再往前走,由此可知螞蟻除了有正向告知同伴食物方向的費洛蒙外,也有負向的費洛蒙(即「不要進去費洛蒙」)。我們為了更深一步了解其作用機制,決定探討同樣的食物來源下,距離的長短是否影響小黃家蟻將「不要進去費洛蒙」放在距離食物比較遠的通道上,實驗結果發現小黃家蟻的確在此種狀況下將「不要進去費洛蒙」施放告知同伴不要白費力氣再往前走了。

「粄」中乾坤,「條」理分明

本研究利用拉力計、電導度計、曲度計等儀器研究不同米類、不同水質、不同質量等實驗條件下所製成的粄條在拉力、電導度及甜度的差異。拉力大小排列為在來米>美濃米>長米>蓬萊米>泰國米>糯米>圓糯米;無任何添加物時,大部分米類的拉力一開始會隨著靜置時間增加,但到20分到40分後便開始下降;而糯米、圓糯米則呈現持續上揚的趨勢。加入蕃薯粉和太白粉後,各種米類的拉力皆會隨著靜置時間增加。使用不同水質時,拉力大小依序為蒸餾水<逆滲透水<山泉水<自來水<地下水。增加米類質量會增加拉力,但非成正比;美濃米、在來米從50g增加為100g時,拉力有較明顯的增加;加入蕃薯粉、太白粉則能大幅增加米漿的拉力,但繼續增加只會微幅提升拉力。

模擬衛星對地運動

本實驗設計一個模擬衛星裝置,記錄運行中的衛星投影在自轉地球上的軌跡,以相對運動之概念加以分析,尋找影響軌跡的變因。並以實驗找出的變因為參數,設計電腦模擬動畫,模擬各種不同的軌跡與實際測量結果對照。應用實驗歸納出來公式驗証福爾摩沙衛星的數據。

神奇漂白機

由一次通電的觀察實驗中發現到鹽水在通電後會出現氣泡,進而衍生接續的電解食鹽水實驗。作品的各個實驗不斷尋求電解時電極的材質、距離、電壓的大小、食鹽水濃度、多寡的最佳狀態,俾使實驗對漂白作用的證實,進而完成基本漂白機的製作。實驗中闡述科學的學理驗證,並朝應用方向邁進!

無死角顯示器

由於傳統的汽車後視設備皆侷限於前門,但根據過去交通事故發生的統計資料顯示,因後門開啟不當導致肇事的比例遠高於前門。本研究基於此觀點乃研發一套實用的汽車監視防護設備,透過各種簡易電子零件的組合建構一套完整的汽車後門監視防護系統。透過實車測試,證明此設備的實用性與可行性,且能立即加裝至實車上造福廣大車主。

水中的吸塵器-黃花狸藻生活史觀察以及捕蟲行為與消化功能研究

黃花狸藻(Utricularia aurea Lour)為狸藻科狸藻屬,是臺灣瀕臨滅絕的原生的大型沉水性食蟲植物,目前的研究顯示,在台灣僅在宜蘭雙聯埤、台北士林、汐止的新山夢湖發現其蹤跡。它不僅與其他植物一樣能行光合作用,且能利用特殊的捕蟲構造,捕捉水中如孑孓等小生物,補充在貧瘠環境中所缺乏的必需營養元素,因此也降低了附近地區的蚊蚋數量。 本研究針對黃花狸藻的形態、生活史、捕蟲行為、捕蟲囊的消化及其原生地調查進行一系列的研究。在研究生活史的過程中發現黃花狸藻的花果期為6-11 月,此時花果挺出水面,在其他的月份全株會下沉至水底,打撈不易,因此野外取材最佳時間為花果期;此外,我們以水蚤及孑孓,餵食研究其捕食機制;以剛果紅-酵母菌溶液餵食得知其四臂腺毛的消化吸收功能;並以螢光分光光度計測定在捕食水蚤及孑孓2天及4天後,捕蟲囊內總蛋白的磷酸水解?及幾丁質水解?的活性。希望能藉此研究了解黃花狸藻的完整生活史,及有關捕蟲行為的形態構造和生理變化,未來可探究在各生長階段黃花狸藻可適應的環境範圍,為其在台灣的復育,及生態多樣性的維持上盡一份心力。