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第二名

「晰」「析」「攘」「壤」!--土壤物理性質及簡單分類之研究

研究本校足球門積水原因,並到台灣各地蒐集土樣,透過土樣加水實驗、篩分析實驗、土樣崩落實驗及土樣排水實驗,獲得以下的結果: 一、土壤是包含固體顆粒、水與空氣的複雜物質,而且各蒐集地點的差異性大。 二、土壤滲透性受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,滲透性愈好,排水性愈佳。 三、土壤因水滲透產生的沉陷量受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,沉陷量愈小,支承能力愈佳。 四、土壤崩落的斜坡角度(摩擦係數)受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,斜坡角度(摩擦係數)愈大。 五、建築物建於砂土層或石子土層上,比建於黏土層上安全並且比較經濟。 六、石子比砂子更適合做擋土牆後側的回填(填充)料。

腸腸搞轟趴─塑化劑對大腸癌細胞的影響

本研究利用大腸癌細胞培養於添加塑化劑DEHP及其代謝產物MEHP環境中,觀察與探討塑化劑對癌細胞的生長、轉移能力的影響,進而了解塑化劑對大眾健康的影響。WST-1試驗結果顯示僅高濃度MEHP對細胞的增生有顯著抑制作用。傷口癒合試驗結果顯示低濃度DEHP和MEHP皆顯著促進癌細胞移行的能力。細胞侵襲試驗結果顯示低濃度DEHP和MEHP皆可增加癌細胞侵襲的能力。最後使用西方墨點法分析特定蛋白質含量以探討塑化劑對癌細胞影響的機制,初步結果顯示塑化劑對細胞增生相關PCNA(proliferating cell nuclear antigen)蛋白或是腫瘤相關SIRT1(sirtuin 1)或tNOX(tumor associated NADH oxidase)蛋白的表現量無統計差異。綜合以上,低濃度塑化劑DEHP和MEHP會促進大腸癌細胞之移行與侵襲之能力,促進腫瘤進展(tumor progression)。

螞蟻回家—等角環形最短路徑之探討

本研究是指限制路徑其轉彎角度、且每次轉彎後步數遞增的條件下,找到回原點的最短路徑。 研究方法是以「奇、偶數」、「座標」與「向量和」的概念,先找出規律、再驗證求解並進一步由平面路徑推廣至三維移動。研究成果整理如下: 在平面上找到P=90°、120°、60°回到原點的最短路徑各為8階(36步)、9階(45步)、12階(78步)。若進一步定義方向數(K=360÷P),還進一步找到回到原點需要的轉彎次數(N,階數)的通式: 若K=4,則回原點的階數N=2Km(m代表任意整數), 若K=3,則回原點的階數N=Km或Km-1。 若K=6,則回原點的階數N=Km。 至於三維移動路徑,則在P=90°與120°時找到最短路徑,其完成階數各為11階與17階。

使用UCT演算法建構具學習能力的對弈機器人

本研究延續「使用機械手臂實現黑白棋之人機對弈」成果,改進四個部分:(一)研究使用UCT演算法讓機器人透過不斷對弈及學習,找到獲勝的方法;(二)使用 AI 伺服馬達改良機器手臂的穩定度及精確度;(三)使用白平衡及直方圖拓寬改善提高色光變動的容忍度;(四)將6*6棋盤改為正規8*8棋盤,實現自動取子機制。第二代機械手臂大幅改善手臂準確度,成功率從85%提升到100%。影像處理採直方圖拓寬有效改善環境色光變化造成的誤判。而人工智慧方面,使用遊戲樹第四層加UCT演算法所結合的AI,與遊戲樹第四層對弈,在調整UCB公式的C參數後,最快可在第9個棋局的學習,便可持續獲勝達到100%的勝率。整體經測試25賽局完整完成有18次,完成度達72%。

英文篇章難易度自動分級之研究

以製作適合高中生的英文篇章難易度自動分級為初衷,本研究採高中英文課文為語料,針對「如何分級」,意即從文章萃取哪些特徵、利用何工具或語料協助萃取特徵、以何工具分級等因素,進行研究與實驗,並建立一套新方法。首先進行前處理,再嘗試以單字、句型的數量或比例、句長、音節長、整合以上分析等各式特徵,支持向量機(Support Vector Machines)、隨機森林分類器(Random Forest Classifier)、決策樹分類器(Decision Tree Classifier)、卷積神經網路句分類器(Convolutional Neural Networks for Sentence Classification)等工具,進行將篇章分為高中一、二、三年級等三個難易度等級的測試,建立自動分級模型。最後製作成可供大眾使用的自動分級網頁。各項測試之中,最佳分類效能為整合各項特徵時得到的分類正確率65.04%,經模擬得知,此效能確實優於過去研究。

「熱」「電」共生-小型熱泵系統應用於太陽能板熱回收

發展再生能源是現在重要的課題,太陽能就是一個很好的再生能源,根據實驗得知太陽能的輻射熱會導致太陽能板上的二極體發電效率下降,我們設計了一個熱泵系統加上在太陽能板背面加裝散熱管路,利用熱交換把熱能帶走做熱回收的產品,實際運作內容就是藉由熱泵系統產生冰水再由沉水幫浦將冰水打到太陽能板背面的散熱管路,降低太陽能板溫度提升發電效率,並且利用熱泵系統將熱能轉移至熱水槽內,並設計自動化系統當吸熱量達到飽和,再自動切換氣冷散熱,以達到持續提升太陽能板效率之功效,利用熱能回收再利用,未來可應用於家用太陽能板搭配政府種電政策達到好的生活品質和能源永續發展。

自製影像立體化的光切片手機顯微鏡

本作品首先證明了HiLo應用在散射光影像的可行性。目前看到有關HiLo的論文都只有提及收集螢光訊號,沒有看到有用在散射光訊號的收集上。本實驗透過架設自製原型機,證明HiLo的原理也能夠應用在散射光上,大幅提升HiLo光切片的深度與廣度。再者,本作品將自行撰寫之App結合雲端運算。再經過驗證後確認處理出來的影像是正確的影像。不僅加速影像處理流程,而且使用者只需攜帶手機便可立即看到處理出來的成果。接著,利用3D列表機自製具有光切片功能的手機顯微鏡實體。將原型機微小化並與日常生活常見的手機結合,讓使用者方便使用的同時也實現經濟便利性。最後,實現影像立體化,利用光切片的影像能使得原本平面的2D影像,可以呈現3D的立體化影像。

關毽密碼~毽子彈升軌跡與落點穩定度研究

本研究在探討毽子彈升軌跡與落點穩定度,我們設計了一座毽子的彈踢架,將彈升過程錄影來分析毽子的彈升高度與運行姿態和軌跡,再以毽子的落點座標來分析其穩定程度。我們成功找到最佳的撞擊力道與撞擊角度,並改變毽子的材質和構造,透過實驗歸納製作毽子的最佳條件。最有趣的是改變毽子的重心,意外發現運行軌跡與彈飛姿態多變,非常精彩。最後我們結合塑膠透明片來製作創意毽子,利用快速運行時,氣流推動翼片,成功製作一個彈升穩定且會螺旋旋轉的創意毽子。

自組簡易多功能光度計微觀碘鐘反應之變化及其反應速率

本研究修改去年所組裝的LED光電測定儀提升了其功能,可用於透光度的測定及散色光的測定,除儀器組裝外,並應用於碘鐘反應中的微觀觀察,例如硫分子的生成及影響碘鐘反應因素的觀察。研究結果顯示,所自組簡易多功能光度計確實具有以透光度測定及散射光測定的功能,且穩定可用於準確微觀化學變化,在測量濁度方面發現散射法較透射法靈敏而增加準確度。在碘鐘反應可以利用在碘三離子出現瞬間,散射電壓瞬間下降得知反應的終點,相對傳統肉眼判斷的來準確,因此當反應同時具有濁度及溶液顏色改變時,必需同時用到透射及散射法,改變傳統只用透光度測量,以提升反應的準確性,並推廣中小學之科學研究做微觀探討,提升科學之水準。

水來「蚵」擋—蚵殼粉製成沙包之可行性研究

俗稱「蚵仔」的牡蠣是台灣重要的經濟性貝類,沿海一帶的產量很多,連帶產生許多廢棄蚵殼。本研究旨在探討蚵殼粉適不適合應用於沙包的製作,分為吸水效果、排水效果和擋水效果三部分進行實驗。研究發現:長時間浸水後,細蚵殼粉的吸水效果較佳;短時間內則否。排水效果是細蚵殼粉的沙包較佳。蚵殼粉沙包較一般沙石沙包可以阻擋水的流滲及延緩積水的時間,且無論是蚵殼粉沙包或一般沙石沙包,濕潤狀態的擋水效果比乾燥狀態來得好。