第三名

自動化作業是目前科技發展的趨勢，本次研究旨在利用影像辨識與自動化機械完成高重複性的動作，並嘗試取代相對高成本的人力，對於日常生活中，在養蛋廠打工時，所遇到的工作內容與相關事務有進一步的改善與想法，透過此次科展將其深入了解、討論、研發、解決、最後完成實現。

本研究實驗有兩項重點，第一項利用可變電阻改變通過發電機的電流，利用其斥力調控發電機與渦輪葉片轉速，以達到最佳功率輸出。 第二項重點為開發創新被動式可變螺距葉片。此可變螺距裝置無需使用伺服機控制螺距，完全使用空氣動力被動調控葉片螺距角，當剛啟動時螺距角設定在45度，使得低風速下仍極易開始旋轉葉片，在高轉速下此被動式迅速調降螺距的葉片，其螺距角幾乎與旋轉面夾零度。經實驗證實，被動式可調螺距的葉片功率至少為15度固定螺距的135%，特別是在低風速下仍可以輕易啟動，其功率更是固定螺距的180%，除了能達到極好發電功率。針對風速弱或者風速不穩定的環境下，被動式可變螺距是極佳選擇，特別是中小型的風力發電機。

我們居住在被稱作雨都的基隆，2019年平均將近有200天都在下雨。工廠、汽機車所排放的廢氣、二氧化碳會造成空氣汙染。而空氣中的懸浮微粒影響雨水，就變成現在俗稱的「酸雨」，酸雨對人類來說，可能會引起過敏、甚至頭皮發癢。 因此我們發想了一種雨傘租借的方案，來解決急需雨傘的狀況。 本作品能達到： （一）、使學生證可以進行租借認證及狀態顯示。 （二）、借用與歸還雨傘功能傳回伺服器，紀錄歸還與借用狀況。 （三）、架設AP及PHP來達到甲地借用，乙地歸還的功能。 （四）、RFID扣款系統，達到租借扣款的功能。 （五）、運用MCS雲端監控系統，了解目前溫溼度以及下雨狀況。 （六）、製作APP查詢學校目前溫溼度、下雨狀況以及租借雨傘情形。

在生活當中我們時常會發現，飛機因為場地跑道不足而無法順利起降，或是航行時有許多不確定因素而不敢搭乘。本研究主要探討為:旋轉翼飛機是否能成為短距離起降之創新飛行器。在這研究過程中，主要是採用旋轉翼產生向上升力(向下推力)，並同時探討導風板數量多寡對於飛行穩定性的影響。最後，我們從實驗數據中找出黃金比例來設計飛機模型，再安裝電子加速度計陀螺儀及其他飛行安全裝置，使旋轉翼無人機在天空中能以平穩的姿態飛行，有效縮短了起降跑道距離，打破一般人對於現有飛機所既有的認知。

水中塑膠微粒嚴重危害生物的生存，本研究擬探討清除水中塑膠微粒的方法與原理，以制定清除的參考流程。先用油料吸附水中塑膠微粒，再利用鐵磁性吸油劑吸附含塑油料，最後用磁鐵吸起清除。研究分為兩部分探討，一、油料與塑膠吸附的情形與影響因素；二、吸油劑與油料的吸附效果。為了放大觀察塑膠微粒與油吸附的情形，用塑膠小圓片模擬塑膠微粒，並作為吸附效果的量化數據；用油層高度比例法來量化吸油劑的吸油效果；以燃燒法和促鏽法自製鐵磁性吸油劑，與市售鐵氧化物比較。結果發現，塑膠種類、油酸價、水溶液種類會影響塑膠與油料的吸附。以燃燒的鋼棉、鐵粉、四氧化三鐵作為吸油劑，進行三階段多層次處理可以節省成本，也減低水汙染。

耦合振盪的現象最早由物理學家惠更斯從鐘擺的振盪發現，本研究探討之耦合擺現象即為耦合振盪現象。實驗在長線上掛上兩條細繩，兩繩分別掛上同質量砝碼，再分析耦合擺運動軌跡；分析得一擺擺動振幅增大時，另一擺則會減少。藉改變兩擺間距和擺長發現：兩擺間距影響兩擺振盪週期，兩細繩同長時，週期隨擺長規律增長。在不同數量的擺中，三擺和五擺透過改變多擺的擺長排列方式，發現各擺間的能量會有不同的轉換，規律因此各自有異。除此之外，我們發現彈簧對振盪的影響與棉繩相似，磁鐵在同極和異極時皆呈現明顯左右規律地晃動情形，振盪軌跡和無磁鐵時不同，振盪週期也會變長。上述變因對耦合擺在各擺間的能量轉換有關。

本研究以探討表面修飾奈米材料和摻雜金屬對銅電極催化水電解的效能為主軸。先在銅電極表面合成溴化亞銅（CuBr），接著將電極浸泡於金屬溶液中，並進行水電解效能測試。透過改變電化學合成CuBr材料的時間和浸泡第二種金屬的濃度及時間，來探討電極電解水產氫和氧的能力。發現，合成CuBr的時間增加，電極在產氫及產氧效能也隨之增加，而在改變浸泡濃度中，浸泡濃度越高，產氫及產氧效能也隨之增加。研究最終在產氫及氧兩端電極的效能相較於銅，皆有明顯的優化，顯示了表面CuBr奈米材料和錳金屬摻雜對優化銅箔電極催化能力的重要性，期許能減少能源消耗，達到環保的目的。

本研究主要想了解兩互溶流體間形成碎形圖案之機制，並找出實驗證據，經由將不同濃度的染色液滴滴到不同濃度的壓克力顏料溶液上，並使用iphone 8 手機以240fps拍攝液滴擴展過程，得知酒精液滴因表面張力小，而向外流動，且因流體間互溶之緣故，造成流速的不連續性(虎皮紋的流痕)，而在外圍產生不均勻的堆積(島紋)，當堆積過多時，便會發生突破(顯微攝影拍到突破瞬間)，而長出手指，同時堆積會由突破口轉移到手指指尖，當堆積夠多時，指尖又會再分裂出新的碎形手指，如此往復下去，就形成碎形圖案。 此外，碎形手指的圖案，跟利希滕貝格圖極為相似，經使用方格覆蓋法，計算出碎形維度約為1.82，與利希滕貝格圖的理論值1.71接近，確實是碎形圖案的一種。

以潮間帶常見的紫輪參和蕩皮參為研究對象，模擬潮間帶環境並長時間錄影，針對外型特徵、晝夜活動週期研究，更進一步加溫海水和模擬漲退潮，研究溫度和潮汐對活動量的影響，並研究兩種海參躲藏隱蔽是否有回原石頭的行為及影響因素，最後研究兩種海參對水流的承受能力。 本研究發現，若環境無水位變化，海參的活動週期與潮間帶漲退潮時間無明顯關聯，海水升溫卻會使海參活動量提升，海參日夜皆可能回原石頭躲藏。無論漲退潮或乾濕，海參都會優先選擇躲藏於石頭下，石頭為優先影響因素，若未接觸石頭時，海水則是第二影響因素。本研究發現紫輪參可感受水位變化，因此活動週期與活動量會受漲退潮水位影響。另外因缺少管足，紫輪參吸附能力弱於蕩皮參。

我們嘗試在在來米粉中添加不同種類及比例的澱粉、不同水量，找出接近市售粄條軟硬度、抗拉力的製作配方，並使用澱粉酶分解澱粉轉化成葡萄糖的方法，自製α澱粉酶檢驗抗性澱粉含量是否受保存條件影響而增加，希望享受美食同時能減少熱量吸收。研究發現在來米粉加入20%糯米粉，能煮出與市售粄條軟硬度、抗拉力最接近的粄條，研究中使用的各種澱粉都無法煮出抗拉力與市售粄條相當的粄條，可能與市售粄條的食品添加物有關；將自製粄條放入冰箱以3°C冷藏48小時，就能得到與未經低溫保存粄條相比，以自製α-澱粉酶溶液檢測減少約10%熱量的粄條。