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佳作

胃癌血紅的試驗--利用巨量資料庫建立胃癌檢測基因組

本實驗旨在尋找有潛力作為提高早期胃癌發現率的生物標誌物,得以應用在臨床上。 首先,從NCBI下載資料,透過R studio分析胃癌細胞與癌細胞周邊非癌症細胞的基因表現量,篩選出胃癌細胞表現量與非癌症細胞表現量比值較高且其所製造的蛋白質為分泌型的基因,最終得出10個。 接著從cBioPortal網站下載基因的mRNA表現量與病患存活月數資料,分析病人存活率及無病存活率與基因表現量的關係,得出FN1及CST1的P value比其他基因來的低,且基因表現量與病人存活率呈現負相關。 後續進行細胞實驗,使用qPCR,驗證10個基因在胃腺癌細胞(AGS)及侵襲能力較強的胃腺癌細胞(AGS-1)間表現量的差異,結果發現在MUC13、MGP、PI3、SFRP4及CST1,在AGS-1的表現量較AGS高,尤其MUC13、MGP及PI3表現量差異特別顯著。

翻轉正n邊形邊上點的猜想

本研究先在正n邊形邊上取任意點P、Q,將Q以P為中心旋轉正n 邊形內角度數θ得到Q’,P、Q進行移動,觀察Q’變化的關係與規律性;接續,將P、Q放在「複合正n邊形」進行探討。發現: 在某一範圍時,P、Q在正n邊形上移動時會形成特殊軌跡中空圖形,邊數分別為n與2n等兩類之多邊形,其邊長比一般化公式為l_1+l_2及l_1 、l_2;還有許多有趣的關係,像:1.軌跡圖形內角公式;2.當Q在頂點A上,移動P點,形成Q’之軌跡在「正n邊形外角平分線」上;3.Q在任意點上,則Q’之軌跡與對角線¯BD平行且等長…等,並證明之。 最後推出軌跡圖形參數式為 {xQ'=xP+rcos(θ水平夾角-θ) yQ'=yP+rsin(θ水平夾角-θ),其中tanθ水平夾角=(yQ-yP)/(xQ-xP ),r=√((yQ-yP)2+(xQ-xP)2),P(xP,yP )、Q(xQ,yQ )之通式詳見作品,結果可應用在掃地機器人及防盜系統上。

玉米田裡的捲葉風波

學校的科學中心前的栽培園,整年都有栽培各種植物,在苦瓜之後的短暫日曬休耕,又是輪到玉米甜的活動了。今年我們準備五個品種的玉米種子,分區播種、澆水、施肥等。 當玉米發芽長出幼苗嫩葉時,各種的蟲蟲接著來訪;覓食葉片、產生斑點、捲葉、斷葉等風波一個接一個。 在1~3個月栽培中,最熱鬧的是捲葉風波,葉子有了斑點,仔細一看是蟲蟲的卵---幼蟲,開始覓食,為了保護自己就把葉片咬斷一部份,開始吐絲捲葉;由於覓食、捲葉方式的不同,我們分辨出單帶弄蝶的幼蟲和瘤野螟的幼蟲,也因為覓食、捲葉的不同,使研究更為有趣多元。在三個月中的飼養觀察,提出了許多有趣的事件和難忘的記憶。

神奇的砝碼

本研究是將梅齊裏亞克的砝碼問題( The Weight Problem of Bachet de Meziriac ),由等臂天平延伸至不等臂天平。 若i、k、m與n皆為正整數。首先在等臂天平中,討論k磅砝碼摔成i塊其解是否存在?是否有唯一解?並試圖找出通解的一般式。使用列舉的試誤法,之後設計視覺直觀的數學實驗程式,找出數學式,歸納出解的一般式。發現可以使用變形三進位的方法來決定符合解的砝碼。接著將等臂天平延伸到1:n不等臂天平。在1:n不等臂天平中,先找出所有解的組合,再找出最常出現幾組的不可稱解的最大可稱磅數、規律、性質與一般式。最後希望可以利用1:n不等臂天平的不可稱一般式推廣到m:n不等臂天平中。

「塵」風盡堊–探討空汙粒子擴散特性及口罩對其防範效果

近年來霾害對台灣影響嚴重,南臺灣又因各種因素而使霧霾擴散不易,影響我們的吸呼品質,因此決定了解空汙粒子的特性,以及口罩對其的防範效果。本研究中,我們利用紅外線反射偵測的空汙感測器和電阻式溫溼度感測器來探討空汙粒子的擴散運動。透過布朗運動的原理了解空汙粒子的傳播情況,並加入濕度參數來做討論,其研究結果發現若空汙粒子濃度越高,其單位空間的擴散速率越快,而所需的平衡時間越長。從實驗中,我們也證明布朗運動中的擴散係數D值不隨著初始濃度和濕度而改變,可視為一個定值。最後我們測試了不同口罩對空汙粒子的阻隔性,發現對空汙粒子的防禦力為:活性碳口罩=外科口罩=口罩中層>>布口罩>口罩內層=活性碳碳層>口罩外層。

「嗶─嗶─嗶─」山觱仔來了!

俗稱「嗶嗶草」的山觱仔,是阿公阿嬤、爸爸媽媽的兒時玩具,清明時節正是全家大小掃墓時的最佳伴奏,究竟這些「嗶嗶草」喜歡住在哪些地方、不同的長短與吹奏方法又和聲音的音高有什麼關係呢?透過實地觀察、訪問長輩及一連串研究的方法,我們與「嗶嗶草」及長輩們的距離似乎又更進一步了呢!

葉!你是誰?

在我們週遭環境中常可見到許多種類的植物,然而可以叫出名字的卻少之又少,或許我們可以查閱植物百科之類的書籍,但是這類書籍通常多不在手邊,就算有了植物百科,也不易翻到顯示該種植物的正確章節。假如我們可以將想要認識的植物葉片影像取得後,透過網路將該影像傳送至植物葉片資料庫查詢,經過分析辨識,資料庫再將結果傳送回來,這樣不是比查閱植物百科方便多了嗎?本研究提出一種利用輸入葉片影像來進行植物資料庫辨識查詢的方法,藉著最佳權重組合的特徵值及兩階段處理的策略來調校系統,以達到較佳的整體辨識效能,從實驗測試的結果得知,我們的策略與方法確實有效,有82%的查詢葉片可以被精確的辨識出來,每次查詢的平均反應時間為17.22 秒。

電來水走──探討電場作用時水珠的電濕潤現象

本研究透過自製電路板及實驗裝置,結合程式碼控制電場,探討不同電濕潤的裝置、水量及電場與水珠運動速度的關係,並探究使水珠運動速率最大化的條件。 研究發現水珠運動方向與所加電場方向相同,且增強電場、增加水量、減小電極間距、降低疏水材料的表面粗糙程度、先行分離水珠內部正負離子以及在3200μm以下增加電極寬度,皆使水珠運動速率變快。 透過探討影響水珠移動速率的變因,可提升電濕潤顯示器單位時間內的幀數(張數),亦即流暢度,並期盼將此研究結果應用於各式表面的自我清潔系統中。

「灰」「灰」衣袖,帶來一片商機

本研究將校園中丟棄的短粉筆及粉筆灰回收再利用,以調配出具環保理念的萬用黏土。實驗將粉筆灰與聚異丁烯以不同的混合比例,可製備出具多樣性黏度與固化的萬用黏土,結果發現粉筆灰與聚異丁烯為1:3的混合比例下,有最佳黏度與固化的特性,並進一步探討粉筆灰的去色、粉筆灰的顆粒大小、黏土的染色以及環境濕度對黏性的影響,最後將環保萬用黏土與市售萬用黏土進行黏性比較。結果顯示粒徑大小40 mesh 以上的粉筆灰,在不添加染料和環境濕度60%以上時,具有最佳表現,故經本研究開發環保萬用黏土,具備良好性能表現,並具有資源再利用及環境保護生活化的概念。

一機在手、任意遊走~雲端NFC鎖

市面上的智慧手機,不管是 Android 或 iOS系統,愈來愈多支援讀取 NFC 標籤功能,已提供現代生活廣泛與便利的應用。本研究即以NFC技術出發,探討結合物聯網(IoT)與手機的應用,成功完成雲端智慧門鎖產品。研究的成果有:(1)透過LinkIt 7697的Wi-Fi 無線網路功能,可雲端記錄、管理、通知與開關門鎖;(2)可利用網頁、手機及NFC感應器等多種方式操作;(3)透過 LinkIt Smart 7688 控制版, 抓取Webcam影像,可遠端監看門鎖開關動作;(4)門鎖開關有異常情況時,可發出類似汽車警報器的警告效果;(5) 運用3D列印機提高產品製作效率,產品可快速組合且具美觀效果,適合應用於家庭或學校教室等場地。