第52屆--民國101年

瀏覽圖形式資訊的時候，常受到螢幕空間大小的限制，無法在顯示圖形整體結構的同時也顯示細節部分，目前導覽介面所採用的方式有捲軸捲動、開啟多視窗、局部放大等方法，這些方法雖然可以呈現資訊的細節部分，但是仍有其不便之處。超廣角鏡頭成像的時候，會有中間部分放大而周邊部分縮小的情形，藉由這個特性，我們發展出了一種新的圖形導覽介面，在瀏覽的時候，有個圓形區域可隨著使用者的意願而自由移動，而區域內的圖形是以模擬超廣角鏡頭成像的方式呈現，且能夠與圓形區域外的圖形做銜接，如此，在瀏覽圖形式資訊的時候，除能夠顯示整體的結構外，也可以不開啟新視窗及無遮蔽的方式，即時地將想要觀察的部分做局部放大以展現細節。

在現代科技不斷的發展之下，人們無意之間消耗了許多自然資源進而造成地球暖化，而現在各界的環保意識抬頭，都想要找出可以減緩地球暖化的替代能源，藉此有很多新聞都報導出近幾年研究出來的各種運用再生能源的裝置或配備，因此引起我們對於研究能源的興趣。民國97年一位虎尾科大的教授帶領著學生做研究，研究出了一種有機電池，因為這個電池可重複使用的性能再加上低污染而且成本又不高，在台北國際發明展得到了金牌獎的佳績。當我們看到這則報導之後，馬上興起了研究的念頭，想要了解這號稱”無污染有機葉綠素電池”的秘密，藉由研究太陽能葉綠素光敏電池的主題，把最主要的材料──葉綠素進行改造，並且改造出發電效能比較好的電池裝置。

本研究在電解槽中額外放入中央碳片進行硫酸銅水溶液電解，發現文獻中沒有探究到的自發性感應電極現象，且可提高金屬的回收量高達對照組的五倍(耗能僅需對照組的14%)，其主要發現如下：（1）中央碳片會出現自發性感應電極(偽正極和偽負極)；偽正極產生氧氣、偽負極則會析出金屬銅。（2）若改變中央碳片的排列方式，會影響銅金屬總體析出量。以平行排列的析出效果優於垂直排列。（3）試圖建立中央碳片之串聯與並聯的理論類比，可初步成功解釋析出量與效率的差異。（4）若電解槽中央擺置碳片，最高可讓每克銅析出的能量降至原來的14%（同樣耗能下，析出量最高可提高五倍），建議可應用到金屬廢水的回收設計上，達到低耗能高回收的效果。

為了處理燃燒金紙所造成的紙灰污染，我們從數種污染環境中尋找能夠生存於強鹼紙灰的微生物，藉由強鹼性培養基的篩選，在化學廢液回收桶與加油站土壤附近，分離出四種菌株(CS-W、CS-Y、PE-L、PE-S)，進一步發現與紙灰土共同培養後，其具有調降pH值之效果，在顯微鏡菌落、革蘭氏染色觀察和染色體定序後，判斷應為細菌，嘗試與金紙灰共同培養並於灰燼上栽種小白菜，發現其可讓種子發芽，經參考文獻與實驗我們推測其中參與的生化反應與代謝葡萄糖產生酸性物質，以及鉀離子代謝相關，本研究目的為利用細菌改造紙灰，使其成為可栽種植株之物質，增加了紙灰的利用價值性。

我們想要解決在ABCD順序的組件中，利用前二組件互換，以及後推一個組件的這兩種操作方法，完成所有排列組件，並從中研究最少次數以及規律。研究中，我們從簡化原題目的3個組件作為起始，研究了4個、5個組件的自動化智慧機器人~組件排列次序探討。我們利用編號、EXCEL試算表等工具以及方法，找出3個組件的所有排列需要2個操作步驟、4個組件的所有排列需要6個操作步驟、5個組件的所有排列需要11個操作步驟。我們還發現【t】操作以及【r】操作會有不同的特性，其中多次的【r】操作會出現循環重複。利用此性質來做分組，發現組與組之間的各種性質。結果若能運用在實際的組件操作上，也許對於機器人的效能會有所提升！

在平面上取一∆ABC及一點P，連接PA、PB、PC形成△BPC、△CPA和△APB，同時作△BCP、△ACP和△ABP的內心、外心、重心或垂心，得D、E、F三點，當∆DEF存在時討論：一、P和△DEF有何關係？二、△ABC和△DEF有何關係？三、若對新三角形重複上述的「步驟」，一連串新形成的三角形有何性質？在整個研究的流程中，我們一開始藉操作數學軟體的方法，將每一個對應的情況找出來並加以證明，接著更進一步觀察圖形中豐富的幾何性質，使我們除了心的對應關係之外，又看到了更深更廣泛的關係，我們也使用三角函數來幫助我們精確地算出其邊、角、面積關係。當我們討論完四心的情況之後，接著我們更嘗試作出兩點推廣:(1)疊代討論極限(2)內部點推廣到平面上的任一點，這些都使得我們的題目更加多元

學校、捷運…等公共場所的廁所，雖然都有提醒大家使用完畢後要沖水的標示，但仍然有部分的人有看沒到，造成下位使用者的不便。為了減少環境的髒亂，因此我們針對以上問題以學校所學的專業知識以純機械結構構想出自動沖水裝置，以電腦輔助繪圖預先判斷結構合理性，並進行實驗與測試、記錄其結果。使用者在使用座式馬桶時一定會使用到馬桶蓋，而馬桶蓋是以固定軸心旋轉的座墊，與機械傳遞動力的方式類似，啟發我們連想該部位可以當作是機構啟動的部位。配合合理的機構設計期望能達到當初設定題目的目的，就算方便完後忘記沖水，在下一位使用者來之前，也會自動幫你清理排泄物。而且本設計不需電力即可做用，不但節約能源也為地球盡一份心力。

居家DIY中最常用到的固定工具非「膨脹螺絲」所屬，俗稱「壁虎」。凡是家中，有需要固定在牆面、天花板的東西用它準沒錯。在安裝「壁虎」前，一定要先在牆上鑽一個適當直徑的孔和所需鑽入的深度。要如何快速且準確的鑽出一個「壁虎」所需用的孔，考驗每個人的技術，也直接影響日後懸掛重物時，「壁虎」可承載的安全重量。本研究為設計一個便利的電鑽外掛裝置，任何電鑽外掛上後，就可利用裝置上的「超音波」快速的測量出裝置至牆面的距離，並可自行設定所需的「壁虎」長度，當手持電鑽鑽入深度到達設定值時，自動告知使用人，且利用裝置內的「加速度計」快速判斷使用者的電鑽是否保持水平。讓每個人都能輕鬆的享受DIY後的成就感。

這個研究主要在探討朱槿花開與花閉的力量，從何而來？如何控制？從實驗中發現：離開母株的花苞，其開花幅度與重量，和留在母株上的花苞相較並無差異。由花的解剖及養分分析得知：花瓣與蕊柱，從花苞開放後便不再需要母株供應。動作的機制則由花瓣及蕊柱控制；花瓣的基部和中央比邊緣厚，當呼吸作用產生水，水分因分布不一，會產生不同的支撐力與張力，造成花開和花閉。屋瓦狀排列的花瓣，力量會彼此牽制，延遲花開花閉的時間；特化的蕊柱能儲存水分，可加速花開但延遲花閉。減緩花閉的速度有利於增加傳粉者來訪的機會，而花閉所形成的空間能保水，防止子房壁乾裂，使胚珠順利發育。蕊柱及花瓣的特殊結構則可設計為仿生的對象，應用於開關的設計。

由於我們在電視中發現的煙瀑現象，使我們產生好奇。因此我們自製立香，經過討論後，並設計十種會影響立香產生煙瀑的實驗，探討形成煙瀑的原因。研究結果發現：煙瀑形成的原因是立香燃燒時產生空氣對流所造成的現象。不同變因的立香燃燒後，所形成的煙瀑形狀、煙量多寡、味道、立香燃燒速率會不同，但是不會受香粉的種類和價格所影響，打破業者的說法。而立香形成煙瀑的條件是：從底部鑽洞，要有中空的孔隙，但中空孔隙的頂端要密封的，不能貫穿。瞭解煙瀑的原理後，可以設計不同造型的創意立香。