佳作

本研究目的在製作出適合麵糰發酵的最佳環境，以下是本研究的成果摘要： 一、 製作出「三階段發酵箱」，三階段發酵箱可以根據不同的發酵階段設定，提供麵糰在不同階段對於溫度與濕度的需求 二、 三階段發酵箱發酵製作出來的麵包，不僅可以幫助麵糰有較好的體積成長幅度，更能夠讓麵糰達成較理想的發酵成熟度。 三、 三階段發酵箱可以在發酵過程中改善麵包的柔軟度，在未來就能夠減少麵包使用添加物的機會，希望製作麵包的業者都能夠減少添加物的使用，讓大家的身體更加的健康，消失吧！益麵劑！

本研究基於機器人能取代人類作危險且重複的工作為觀點出發。探討擦窗機器人的設計結構及操控程式，利用Arduino控制板，結合馬達、感測器、支架及輪子來驅動。完成主體後，再以三階段的控制研究:移動測試、使用者操作、智能感知逐步達成擦窗戶機器人的自動化及智能化。在吸附方式上使用自由度較高的磁鐵，透過吸附在玻璃的力量加上移動來擦拭、清潔。製作過程中，逐一測試機器所需的不同物件，透過各種資訊軟體作模擬及設計，最終完成此智能擦窗機器人的雛型，希望藉由此研究達到拋磚引玉，讓更多科學愛好者共同投入機器人研究的學問中。

本研究探討生活在草原的長疣馬蛛，觀察牠如何結網以及網型構造，並探討網的功能。在觀察及實驗後得到以下結論：長疣馬蛛偏好在強光環境下結網，且對高溫有好的耐受性。長疣馬蛛視力差，但可以結出用來感應捕食的多層漏斗狀網，結網的方式相當特殊，可分為「探測期」、「底層網期」、「平面網期」、「皿狀網期」、「漏斗網期」五個階段，且不同層網的感應偵測上與敏感度與捕食成功率均不相同。我們也進一步探討了長疣馬蛛的捕食行為模式長疣馬蛛的捕食行為可分為「被動感應模式」、「偵查模式」、「攻擊獵物模式」、「後續處理模式」、「返回」五個階段。其可以利用最頂層的平面網捕食獵物，且獵物的捕食受到獵物大小與置入的方式影響。

磁鐵會將磁性物質吸引到兩極磁力最強處，這是我們熟悉的模式，然而在實驗中我們卻發現了不同的現象：鐵片會被吸引至磁鐵側邊而非一般所認為的磁鐵的中央。因此自製了磁力測量計探討此現象，結果發現鐵片與磁鐵之間吸引力不單會受到磁場影響，還會因為鐵片不同的放置方向而有截然不同的受力結果。因此構想了一連串的實驗深入的探討鐵片磁化與磁場的關聯。實驗中看到單一薄鐵片之NS極殘磁無法分佈於上下兩面，但當鐵片增厚鐵片磁化方式又符合我們所熟悉的模式：距離磁鐵較近的一端會產生異相吸。我們從這實驗得知磁化非課本所教NS極會順著磁力線走，而是一種金屬內部相斥力和外加磁場所達成的平衡。

船舶行經海面、運動選手游過泳池時，總會在移動中散發出幾道狀似翼形的波動。 這種波在學術上被稱為「開爾文船波(Kelvin Wake)」，英文上可簡稱為wake。對於wake至今已有不少相關研究成果，但是就我們所查詢到的資料中很少有文獻是針對尺度較小的船尾波做探討的。於是我們自製簡易器材模擬低尺度下環境(低船速、低水位、觀察範圍小)的物體在水面移動產生wake的型態，再使用相機拍攝後以Tracker、GeoGebra程式測量速度及分析波紋細節，並以GeoGebra將理論的結果圖形化，和實驗照片進行比較。我們發現低尺度下的wake和Kelvin的大尺度模型有所不同，因此我們將Kelvin模型修正後提出新的「波峰直線Kelvin理論」來解釋wake在低尺度下的型態，並由修正的過程中來探尋wake的波動來源。

從黑白棋遊戲中訂定新的規則，延伸創造出新的遊戲；從兩人對奕推廣到 n 人遊戲，並找出此類兩人博奕遊戲的『必勝法則』，並且發現與特定『Ramsey 數』模型的關係。

我們研究一個有趣的數學遊戲，取材自《科學研習月刊》，不但解決月刊上的問題，更發展出一般化的結果。遊戲規則如下： 「在4列8行方陣中，從左側第一行開始放石頭，每一行放1顆，限制『新放下去的石頭的左上角方向一路延伸都不可以有已經放好的石頭』。問：放石頭的方法數有多少種？」 我們研究出1列n行～4列n行（以下簡稱1×n、2×n、3×n、4×n）的放石頭方法數，並提出計數m×n方陣放石頭方法數的策略（其中m≧5）。某國中組科展作品曾研究過這個遊戲，他們發現和費氏數列有關的規律，我們用不同方法證明該規律。關於放石頭的方法數，本作品還給出另一種形式的規律，使用的計數策略較為簡潔，並運用本作品的方法保證規律成立。

這項研究是延續國小時參加全國科展作品「『粒粒』皆辛苦」的創作，不僅將成功疊出骰子塔的步驟簡化，更進一步的探討出疊成骰子塔的順序性，並藉由實際教導同學，記錄每一位初學者對於學習疊出骰子塔技巧的過程，也做為我研究的分析數據。為了更客觀的探究骰子爬升及堆疊的物理原理，我設計並製作一部可調整轉速的儀器，精準探討轉速（或頻率）與杯子傾斜角度、旋轉半徑、骰子顆數、骰子質量以及摩擦力有何關聯性。進而算出摩擦係數，合理解釋了骰子爬升與下滑所需的轉速與理論值之間的差異，更推導出利用摩擦力修正後的轉速，可準確求得骰子在不同傾斜角度、旋轉半徑下爬升或下滑的轉速，讓「賭神」的祕技重新賦予科學的生命。

已知內八及外八姿勢會影響健康，醫療上利用矯正鞋墊來改善，但大多半年追蹤一次，無法達到即時矯正的效果，因此引發我們的研究動機，我們利用足底壓力分佈的原理，製作能偵測站姿及走路是否內八或外八並具有即時提醒功能的穿戴式裝置，使用方法是當壓力超過設定的門檻值時，手機便會發出圖示及語音警告，我們還建立資料庫進行長期紀錄，期待能更精確地矯正姿勢。我們研發的第一代穿戴式裝置可即時偵測內八及外八的站姿，並在手機上發出圖示及警告，但是速度慢且無法長期追蹤記錄，因此我們進一步研發第二代穿戴式裝置，不只能精準地在站立及走路內外八時，手機發出圖示及語音警告，且速度更快，還可記錄以達到長期追蹤效果。

本研究結果顯示，硫酸銅水溶液對向日葵種子發芽率並無影響，反而有幫助於向日葵種子的成長；硫酸銅水溶液濃度到達300ppm會抑制向日葵生長，隨著濃度增減，其根、莖長度都有著明顯的減短，結果顯示其生長抑制率與濃度成正比。高濃度的硫酸銅水溶液，會使向日葵重量變輕，隨著濃度遞增而重量遞減。銅離子進入幼苗時期的向日葵後，堵塞在韌皮部的外側，無法藉由木質部往上運輸，而堵住銅離子金屬的正是卡氏帶，任何物質儘管是水，都無法自由通過，必須藉由細胞上的特殊管道進入細胞。從DPPH、總酚量、可溶性蛋白質，皆可推算其抗氧化物以及降解率，從這兩樣數據可見橙黑的重金屬耐受度高於橙綠。