第一名

智能割草機設計為 推車式設計及安全性智能設計。刀片高度在大約6~7公分處。不同的切割位置會影響切割的力量，隨著角度越大，施力效果越小12V馬達配12V鉛蓄電池，施力效果最好。車輪要有突起，才能深入草地中，這樣車輪才能受力。需考量因應地形的穩定性。前輪越大，遇到坑洞可以直接通過。齒輪模組以1：6能夠有較大的拉力及爬坡能力。馬達上的齒輪與車輪上的齒輪接觸點上下接觸，可避免受到草莖或雜物影響。採用2個超音波分別設定邏輯，能有效避障，擁有最佳割草路徑。

作品延續2019台北市科展作品「逆風而上」，我們將橫流風扇改成垂直式，以3D列印設計機構本體，並組合塑膠齒輪做成纜車，自製類低速風洞，提高風速避免亂流，完成實驗；作品經四次改善，具備以下功能： 1. 可以順、逆風行走，各方向吹來的風均可以利用 2. 纜車可以控制正反向行走 3. 空車無負載時可高速行走，以節省時間 4. 低速行走時，扭力增加，可負載重量 5. 具煞車和減速功能 6. 在纜車停用且有風的情況下，可發電並儲存所產生的電能，以備無風狀況下使用，更貼近生活。 作品測試：分別以自製類風洞測試，與不同坡度實驗，施予不同方向強、弱風等實驗，結果顯示：纜車扇葉轉數與行走速度均有一致規律。荷重實驗：本體重234.7g，在坡度10°可以荷重1,900g，速度達0.28cm/s。

研究指出近年中高緯度天氣異常與北極震盪有關，本研究探討過去30年間北極震盪(AOI)、北大西洋震盪(NAOI)與南方震盪(SOI)特性及其間相關性，發現AOI與NAOI全年各月達中度相關以上，代表北極震盪暖相位時，西風有增強的趨勢，有利反聖嬰發展，說明海溫與北極震盪的連結。 分析2004至2013年北緯40度以北海溫資料，以月為單位各海域海溫距平值與AOI之相關係數，結合洋流圖進行區域互動之分析。發現當AOI正相位時，北大西洋暖流有增強的趨勢，與西風增強有關；海溫變化部份，6月、7月北緯85度以上北極海域低溫，應和夏季融冰或冷空氣封鎖極區有關，顯示高緯度海溫與北極震盪間的互動關係。

研究的主題是製作極軸日晷。我們以太陽在天空中繞著極軸穩定運行的特性(地面觀察者的觀點)，來設計日晷的晷面(時間刻度、日期刻度)。我們利用晷針高度、從晷面看太陽的仰角，配合三角函數，算出7點到17點，每半小時的時間線；再運用二十四節氣太陽的日中天仰角差算出赤緯，配合三角函數，算出日期線。我們進一步改良使日晷的使用時間擴展到二十四小時(台灣地區從5點至19點可使用)， 並設計可調整傾斜角度的底座，使我們設計的極軸日晷可以帶到世界各地使用。最後，日晷測量出的太陽時需經過時間修正才能得到手錶的標準時，而且日晷晷針要對準正北方，日晷才能正確使用。透過半年的驗證，我們證明所製作出的極軸日晷具有實用性。

陽光要直射太陽能板才有最大的發電量，現在太陽能板不是固定式的，就是用電腦程式輸入當地太陽軌跡來追蹤太陽。可是每個國家太陽軌跡不同，如果機器搬到其他國家就必須重新設定，所以我們想讓機器免設定自己就可以追蹤太陽。 實驗發現：陽光是平行光、照射太陽能板角度不同發電量也不同。所以我們把兩片太陽能板架起來，這樣太陽一移動，兩片太陽能板出現電量差，就能帶動太陽能馬達，直到兩片太陽板中心對準太陽，電量差消失就停止，實驗發現兩片太陽能板夾角65度效果最好(P.7)。 另外我們用彈簧和金屬吉他弦設計的開關來控制強扭力馬達，解決太陽能馬達不夠力的問題(P.13)。希望這個構想可以用在屋頂上的太陽能板，讓大家時時刻刻擁有最大的發電量。

時機歹歹，工作愈來愈難找，社會新鮮人的平均薪資每每下降。但您知道嗎？有許多傳統產業相當缺人，且薪資誘人，這些工作的資深人員通常稱為「師傅」。但這些工作的特性是「辛苦且需技術性」，年輕人要學習「師傅」的技術，通常需日積月累的經驗才能出師，這段學習時間長且辛苦，無法撐過煎熬的新人退出，自然形成產業人力斷層。 重機械挖掘機是一個典型的例子，操作挖掘機需要靈活的反應與操作經驗，入門新人操作動作較慢、施工結果有落差，會造成整體施工進度壓力。本研究希望能擷取前述「師傅」的技術經驗，融合到智慧型輔助系統上，以縮短入門技師學習時間、降低入門門檻，以期減小產業人力斷層，增加就業機率，也增加整體工程效率。

近來暴雨頻傳，預報困難度提高，即時短期降水成為熱門的議題。 本研究意欲以深度學習的類神經網路，經過大量雷達影像訓練後，以高命中率預測短期雷達回波演變，並透過回波值Z和時雨量R公式轉換，進行雨量預報。 以中彰投、海拔低於700公尺的地區為對象，先求出各降雨型態（梅雨、颱風等）在Z—R關係式的a、b值，且以回波預測各類型的雨量，並且找出各降雨類型的模型所對應的最佳訓練集長度及訓練型樣（Epoch）。 結果發現在預測冷鋒、颱風、梅雨即時降雨方面，卷積長短期記憶類神經網路(ConvLSTM）的雨量預測能在60分鐘內誤差小於 4毫米，其餘類型的降雨預測，誤差則小於10毫米，成功地預測雨量的變化。

自製「顯微電擊系統」以改良整合不適用舊（廢）品為設計原則，由「可調高電壓電源供應器」與「光學穿透反射兩用數位顯微鏡」組成，為本研究最重要電擊測試與觀察設備。另取洋蔥、吊竹草葉下表皮細胞進行測試研析，得知：電擊組織細胞過程，破壞面積隨電擊筆尖徑愈粗而增大，但破壞深度相對變淺，破壞區域深／寬比與輸出電流密度大小呈正比；不同植物細胞對電擊耐受度不同，破壞洋蔥下表皮細胞輸出電量為385V、0.53mA、0.2W，而破壞吊竹草葉下表皮細胞僅200V、0.3mA、0.06W，估算燃燒單位厚度細胞壁所需功率約為0.03W/µm。拖曳電擊筆連續擊破細胞如同切口效果，切割路徑相對於細胞長度及其軸向角度，將直接影響其切口寬度。

本實驗利用3D印表機配合ABS材料印製特殊構型之表面張力閥，將其應用於尿液癌細胞病理檢驗操作程序(簡稱表面張力閥法)，最後比較表面張力閥法與目前使用的真空吸引法於移除上清液後所保留的定量體積變異性與尿沉渣細胞回收率。經實驗證明，表面張力閥法對於保留定量體積應用於二次純水的變異係數為3.3%，應用於尿液品管液的變異係數為5.1%；真空吸引法對於保留定量體積應用於二次純水的變異係數為4.5%，應用於尿液品管液的變異係數為17.0%。兩種方法對細胞回收率的影響，於紅血球與白血球並無顯著差異，但真空吸引法於上皮細胞有較高的回收率。ABS表面張力閥體積定量效果較為穩定，但因列印精度的影響而造成表面粗糙，進而導致細胞回收率不如預期。

本研究以神經母細胞瘤Neuro-2a進行基質軟硬度對神經細胞生長影響的探討，分析不同軟硬度基質上N2a細胞面積、神經突長度。結果顯示分化後N2a細胞在100 KPa基質上面積大且神經突較長，說明N2a能偵測基質軟硬度並進行生長調控。同時advillin、paxillin、myosin IIa和pFAK等細胞骨架蛋白於細胞本體表現量在不同軟硬度基質上有所差異，但未與神經突長度相關。advillin為肌動蛋白接合蛋白，能與myosin IIa、pFAK結合調控生長錐形成。觀察生長錐上細胞骨架蛋白表現量，發現於不同軟硬度具有差異且與神經突長度趨勢吻合，說明advillin可活化生長錐調控神經突生長。未分化N2a細胞轉染pAdvillin-IRES-hrGFP和pS1S3-HP-FLAG後長出神經突，且根據基質軟硬度生長情形不同，但轉染pS1S3-HP-FLAG長出的神經突長度較短，說明advillin的nucleation功能在神經突生長扮演重要角色。