第51屆--民國100年

本研究主要是針對不斷飆漲的國際油價，試圖尋找一個可行的解決方案，尤其是針對公路上數量龐大，耗油量可觀的卡車、貨櫃車族群，希望提供一個既省油又能夠為地球節能減碳作出貢獻的創新實驗。就先由理論出發，從〈功的公式〉〈貝茲法則〉.......等公式中找到對本實驗有助益之處，並且探討了是否會牴觸到「能量守恆原理」。研究方法則包括以「控制變因」、「操縱變因」、「對照實驗」分析各種不同造型擋風板的風阻大小和驗證導流板與受力的關係，研究結果顯示，本創新實驗作動良好，已達成了所預期的初步目標

本研究調查校園與鄉野的菇類分佈，並透過栽培觀察菇的成長；另設計觀測箱，觀察孢子的彈射及影響因素。研究發現：一、我的校園發現菇類共13種，地點多在草皮。二、鄉間發現菇類共15種，墾丁海邊6種，地點多在枯木。三、四種食用菇從出菇到成熟約數天，且採下後還會再長出，以簡易方式栽培，維持高濕度也可長出美味的菇。四、柳松菇的孢子彈射約持續2-3日，濕度高可增加彈射距離，菌傘會傾斜增加彈射的高度。五、柳松菇孢子彈射利用水的表面張力，彈射前菌傘充滿水份，彈射時間愈久，菌傘變薄變寬，逐漸傾斜，蓋緣皺褶，由豐厚鮮潤變為乾癟凹陷，菌褶變長。由於野菇平常不易觀察，因此我們請專家協助鑑定，並製作網頁及發表分享研究成果。

自從捷克小說《羅薩姆的萬能機器人》提出「Robot」這個詞彙之後，機器人已經成為常見的小說、電影題材，機器人在生活中的應用成為今天的重點產業，已經廣泛應用在工業自動化、軍事方面，機器人也逐漸走入家庭，無論是應用在哪方面，都必須解決如何定位（Localization）機器人的問題。為了解決這格問題，目前已經發展了GPS等方式「直接提供座標」來定位機器人。若機器人沒有定位器的輔助下，只能在機器人位置的觀點蒐集數據，其中機器視覺建構地圖（map building）是透過機器視覺的分析來建立周邊地圖，是一種常見的解決方案。這裡我們更進一步，進行只讓機器人擁有羅盤感應器和閉路伺服馬達的條件下的研究。

我們針對孢子囊開啟及環帶形狀的改變探討孢子囊構造與孢子傳播機制。結果顯示孢子囊上唇細胞與環帶的設計是傳播機制的關鍵構造。唇細胞是啟動孢子彈射的指揮。成熟度已足夠，唇細胞也可等待時機，直到含水量降低才釋放孢子。具備環帶且附加唇細胞開關的孢子囊是優秀的投石機裝置，當唇細胞開啟，不僅讓環帶蓄積因膨壓改變所造成的彈性張力，也啟動精巧的環帶通道閘門。此時孢子就像上了威力滿載的投石機，在環帶協助下被彈射得又高又遠。沒有環帶構造的孢子囊沒有彈射的機制；僅有環帶沒有唇細胞的孢子囊不具環帶通道，無法將環帶的拋射動作做最大的發揮，拋射孢子效果居次。位於環帶內能加強彈射效果的環帶通道是第一次被提出，值得進一步探討。

本研究探討在不同pH值酸化海水中，有殼動物外殼重量下降的情形；進一步研究不同種類的酸和溫度對外殼之影響；最後，針對外殼和酸化海水的交互影響作更深入的研究。實驗發現酸化海水pH值越低，對不同外殼影響亦有差異，其中以幾丁質成分為主的螃蟹(重量減少約2~4成)及蝦子(4~6成)較為嚴重。硫酸與鹽酸的酸化海水溶蝕外殼的速率差異並不明顯；高溫酸化海水(33℃)導致外殼溶解量增加，蝦子重量差異可達25%。在pH值4.0酸化海水下，螃蟹對酸化海水回升有最大的貢獻，在0～23天內能使pH值維持在6.0左右，其他三種外殼(珊瑚、文蛤、蝦子)在第四天後，pH值即降至6.0以下。最後，我們綜合評估四種外殼對海水pH值回升影響的大小為：螃蟹＞蝦子＞文蛤＞珊瑚。

玉米漿是由玉米粉和清水泡製而成，是一種特別的流體，當玉米粉和水的比例達到3：2時，人在其上兩腳不斷輪流踩踏，玉米漿會變成像固態一樣堅硬而撐住人的重量，使人不下陷，但人若停止踩踏，玉米漿又會變成液態流體，人便會慢慢往下沉。如果玉米漿濃度未達該比例，則上述所有現象皆會消失。我們推測玉米粉的顆粒小，玉米漿流動速度慢，可能是主要原因。我們發現玉米漿能有效緩衝重物的撞擊，我們利用玉米漿「遇強則強」的特性，找出一個最佳的包裹雞蛋方式，保護易碎的雞蛋在不小心摔落地面時不會破裂。

果蠅是常見的實驗生物，且近來有許多證據指出，果蠅可記憶懲罰與附加的線索，具有一定的學習記憶能力。我們的實驗利用果蠅喜好的氣味作為誘因，透過附加的提示進行訓練，使果蠅將氣味與附加提示加以連結，產生記憶。而結果顯示，果蠅對色光有所偏好，我們選用非偏好的顏色作為提示，訓練果蠅將提示與偏好的柳橙汁氣味加以連結；除顏色外，我們亦運用漆包線通電製造磁場，以磁場作為另一種提示。而驗收結果顯示，果蠅確實可以記憶提示與柳橙汁氣味的關連性，密集訓練後，超過半數果蠅在沒有氣味誘因下仍選擇有提示的一方，表示果蠅已將該提示與喜好之氣味加以連結。結果顯示，不僅有懲罰能做為學習記憶的訓練方式，適當運用喜好之事物亦可有效促使果蠅產生學習記憶。

利用自製的等臂天平進行各液體表面張力的測定，再使用固定大小的紙張浸泡在以測定之液體中，用強光、陰乾、晒乾、書本吸乾…，使液體蒸發，再使用複式顯微鏡利用焦距的變化，來測定固定長度單位中紙張的形變程度大小，並且比較表面張力與紙張形變程度的相關性。

希望找出最快的約分方式，所以先找出兩數相除後所得到的餘數，發現餘數和兩數的最大公因數有很大的相關性，餘數的因數中包含了最大公因數，同時餘數還可代表兩數中的大數再和小數繼續求取餘數，或找最大公因數，得到的餘數可以簡化求最大公因數的過程。同時和輾轉相除法比較，可更快找出最大公因數，或者更快判斷出兩數是否互質。並且在求取多個複雜的數字的最大公因數時，也可快速的簡化，而不需要兩兩以輾轉相除法求之。此種求餘數法是在約分時的最佳幫手。

中港溪的河道結構由上游到下游分別是天然河岸、生態工法石頭堆砌的低度治理河岸和特別加高、強化護岸、由鋼筋塊泥堆砌的高度整治河岸。根據環保署水質監測資料選取田美大橋、三灣大橋、平安大橋、東興橋和中港溪橋，作為觀測地點，調查汙染來源，結果發現中港溪流域的水質上游較下游好，而下游的汙染來源包含工業廢水、畜牧及家庭污水。 2002及2003年因中港溪流域的竹南、頭份沿岸工廠數量多，造成嚴重汙染，2004年之後，工廠數量銳減，水質也明顯改善，但東興橋到中港溪橋的氨氮量仍偏高，顯示家庭污水的排放對水質有影響。當有河道或堤防整修工程時，河水的懸浮固體量就會增加。下游中港溪橋的水質變化會受雨量影響，降雨量較多的6~9月，污染指數相對較低；降雨量較少的11~1月，污染指數相對較高。