2010年

倒立水母（Cassiopea andromeda）為一種體內含有共生性蟲黃藻的缽水母類，其傘部收縮運動可引發水流，為水母帶來獵物，同時也是與外界物質交換的重要途徑。共生藻則以自水母體獲得的物質與光能行光合作用，以供應自身與宿主水母之需。本實驗首先探究各種光環境因子（光強度、日週律、不同波長色光）與倒立水母個體大小、飢餓狀態及有無共生藻等因子，對其傘部收縮頻率的影響，進而研究倒立水母異營性攝靪與個體耗氧率等基本能量代謝特徵。研究結果顯示：正常的碟狀體具有明顯的光趨性行為，伽無共生藻的個體則否。水母傘部收縮頻率隨體型的增大而降低，在自然光照與餵靪的條件下，其收縮頻率則有明顯增加的趨勢；反之，黑暗與持續的飢餓狀態，會使其收縮頻率明顯下降。自然光照組的水母個體，其24小時內的收縮頻率呈明顯的日週律變化，伽黑暗組則未見此一現象。以不同色光照射的各組水母，其傘部收縮頻率未見明顯變化，伽各組無共生藻的個體則明顯低於正常的個體。此外，體型較大的個體，其水體過濾作用與清除率（異營性攝靪能力）皆明顯高於小型個體，而且無共生藻個體的清除率高於相同體型的正常個體，暗示其異營性攝靪能力的增加與能量獲得策略的改變。在黑暗中的耗氧率（基礎代謝率），則以正常的個體較高，而且無論正常的個體或無共生藻的個體，其個體單位體重耗氧率皆隨體型的增大而減少，呈現明顯的尺度效應。綜合上述結果可知：光環境因子能明顯影響倒立水母傘部收縮頻率，且可能係透過共生藻的光合作用等相關生理機制進行，進而影響其異營性攝靪與光環境選擇能力。

本研究報告針對單淘汰制賽程中存在的迷思，提出方法並加以討論。單淘汰制賽程規則為每場比賽皆有勝負(即沒有和局)，負方即失去奪得冠軍的機會，且不得出現於另一場賽程。全文分別對影響選手勝率的因素──選手實力與賽程安排，提出方法與概念討論。\r 第一部分討論選手實力變化對勝率的影響。利用「假想選手」的概念，討論選手於各場賽程中，所有可能遇上的對手所造成的威脅。並透過「威脅門檻」判斷對手實力的變化對自己勝率的利弊。藉由「勝率一般式」計算選手於賽程中奪冠的機率，並以各種角度觀看賽程，判斷個體與群體的實力。\r 第二部分討論位置安排對勝率造成的影響。由「勝率實力比」討論賽程安排對選手的公平性，並定義「賽程表現率」討論選手因賽程安排對勝率所造成的影響。\r 文中並以實際數據範例，希望閱讀以後的你(妳)，能認識並喜歡上淘汰賽的世界。

本文藉由模糊數學理論所提的分類方式，來設計一套對於DNA序列的分類方法，並利用了40筆人工已分完的樣本，分別作為測試及學習樣本。\r 發現可以順利的將每筆DNA序列中的鹼基每3個一組轉成胺基酸序列，再利用模糊分類方式將所有胺基酸序列進行分類，最後並利用原先滾動方式的環狀排列方式，來對同一筆鹼基的3組胺基酸資料進行檢核，發現可以有效提高分類的正確性。\r 之後我們再利用182筆自然樣本進行檢檢，也發現模糊分類方式亦可正確完成此次分類結果。

由於台灣山區溪流短小陡急，土石流災害嚴重，透過式防砂壩攔阻工法為現\r 今之趨勢，而帄面透水柵具有一般透過式壩的優點，不但能將土石流轉化為水砂\r 流，還可以減低土石流衝擊力造成的損壞及改善上游儲砂空間不足的問題。本研\r 究採用改良式帄面柵，在下游處增設分流河道，可改善分離出之細顆粒土砂水與\r 大礫石再度結合之危險。此工法於2003 年引進台灣後，尚未廣泛應用，主要原因\r 為缺乏設計之經驗式，因此本研究針對透水柵的柵棒長度（L/ Dmax）、棒淨間距\r （b/ Dmax）、柵面架設方式、柵面篩分角度（θ）等多項重要因子進行室內渠槽\r 試驗，最後提出土砂篩分比與攔阻率的趨勢方程式，設計時以總攔阻率（R）高為\r 原則，輔以篩分比（S）與貯砂率（R1）高，即可有良好之成效，期望能作為國內\r 外現場工程施做時之參考，結果如下所示。

溶液和水置於同一容器中，當溶液中的溶質向上擴散時，溶液的濃度會隨著\r 高度改變，形成濃度梯度以及折射率梯度dy/dn。\r 寬度a 的透明方形盒，下方盛溶液，上方加入水，雷射光照射和鉛直成45°\r 的玻璃棒，再照射方形盒時，由於溶液的折射率梯度，雷射光在屏上形成鐘形曲\r 線，向下偏Z 的距離，r 為容器至?的距離，ar/Z=dy/dn 。\r 兩液原始交界處(y=0)鐘形曲線最低位置(Z)隨著時間(t)改變，測量Z 及t 作1/Z平方-t圖，由其斜率可算出擴散係數D。\r 濃度較高的二元混合液，例如甘油水溶液，當其重量百分率濃度未超過70％\r 時，擴散係數仍不隨濃度改變；但在屏上所形成的鐘形曲線，其最大偏折點不但\r 逐漸上升，還向甘油方偏移。測量偏移點所對應的液高(y)，以及經歷時間(t)；\r y平方= 2Dt，作y-√?? 圖，由其斜率亦可算出甘油的擴散係數。

在車床上車刀高度需使用墊片校正中心，螺紋刀太高或太低會造成牙角變大，不同的加工又需更換刀具再校正，費時、費力不合成本效率。我們設計出「無調式車刀架」，目的就是取代墊片的繁雜性，可以精準的將刀具對準中心，並隨意更換刀具。

在數學課堂中，老師拋出一道甄試的口試題目，那是一道有關蟲類繁殖過程\r 中，探討子代存在位置及其規律性的題目。此問題引起我們繼續討論的興趣，並\r 試著應用至「一路領先」問題。我們試著改變其形狀來構造「一路領先」的路徑，\r 再擴張其維度來解決任一人數「一路領先」的問題！\r 由於發現Motzkin 數列和三人「一路領先」給定得票數的情況一一對應，我們\r 找到一種對應方法，將Motzkin 路徑和「一路領先」得票過程做一對一的對應！以\r Motzkin 路徑和三人「一路領先」為基礎，我們構造了「立體Motzkin 」，發現其\r 路徑走法數竟和五人「一路領先」得票過程總方法數完全相同！若限制向量(1,0,0)\r 只能出現在xy 平面上，則和四人「一路領先」得票過程一一對應！當我們在網路\r 上搜尋資料時，發現有一種lattice path 的規則和四人「一路領先」的方法數完全\r 一樣！我們一樣找到一種對應規則，讓此走法和四人「一路領先」得票過程一一\r 對應！\r 架構出「立體Motzkin 」後，我們試著架構「n維Motzkin」，發現給定有規律\r 的(2n ?1) 個n維向量，就可以構造出n人的「一路領先」！此方法對解決lattice path\r 和投票問題等有顯著的幫助！

氣候暖化是一個地球目前正面臨的一大議題，造成地球暖化的主要原因是長期大量使用的化石性燃料所產生的二氧化碳等溫室氣體因此尋找一個替代性的能源是一個當今十分重要的問題。本研究將可見光光觸媒Bi20TiO32、CuFeO2粉體及鐵絲網懸浮於內照式光觸媒觸媒反應器內，當受激發之光觸媒粉體與鐵絲網發生碰撞，則可使光生電子-電洞經金屬-半導體異相介面傳遞至另一光觸媒之活性位置，藉此有效地分離光生電子-電洞而提高光觸媒水分解之產氫速率。本研究發現，利用此一光生電子-電洞傳遞途徑，在293 K下CuFeO2之光觸媒活性可達8.38 mL H2/min‧g。然而，本研究中光觸媒水分解之產氫速率在沒有氣體壓縮器的協助下，未能有效地驅動質子交換膜燃料電池。本研究亦探討質子交換膜燃料電池之最佳化條件，發現在333 K下，以100 mL/min純氫作為進料，可使質子交換膜燃料電池在0.6 V之操作電壓下，輸出0.78 W之電能。在未來，將本研究發展之光觸媒反應系統與質子交換膜燃料電池結合成光電能轉換系統，則可能夠在日常生活中有效地被運用。

聚丙烯酸是尿布中吸水成份，若被隨地丟棄勢必對環境造成污染。分析其結構，由於存在對重金屬離子具螯合作用的羧基，因此，可用於捕捉重金屬離子，作為偵測污水離子的利器。另外，若將螯合的銀離子以化學還原法製成奈米銀，將可應用於抗菌。研究結果有： \r (1)PAA對Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag等離子具有明顯螯合效果。 \r (2)螯合反應：PAA＋Mn＋ [PAA-M]n－x＋xH＋，其可利用濃鹽酸使其再生。 \r (3)螯合能力以Fe3+最強，Zn2+(Mn2+)較弱。 \r (4)螯合離子的最小極限為10-3(M)，我們採樣的廢水有重金屬污染，推測濃度大於10－3(M)。 \r (5)成功將螯合的Ag＋製成奈米銀，為金黃色，屬於球形銀，甲醛濃度愈高，奈米粒徑愈小。 \r (6)奈米銀與銀離子在抗菌上的確有明顯效果，帄均粒徑小，抗菌效果越強。

蜜蜂(Apis mellifera) 可以透過視覺經驗的累積與學習，增加辨識影像的正確率，這種透過先前學習過的經驗而增進視覺辨識的能力，與一般所熟知在視覺上是由眼睛將影像訊號傳至大腦進行辨識的過程恰好相反，因此被稱為top-down process。 \r 我們以Y型迷宮進行蜜蜂的行為實驗，制約訓練蜜蜂辨識文字影像。蜜蜂能在訓練後成功地辨識文字，並建立所謂top-down process的現象：無法直接辨識複雜的文字影像→經過提出的簡單影像特徵進行訓練後→能顯著地辨識原來的複雜影像。可見蜜蜂能夠藉由經驗中的提示訊息辨識影像。 \r 若以「提示形狀」、「提示位置」、「提示正確端」及「提示錯誤端」等不同影像特徵進行實驗，則發現蜜蜂會擷取形狀或正確影像的訊息，在記憶中形成較深刻的經驗，增強辨識能力。 \r 蜜蜂能夠辨識文字，且能在短時間內擷取重要的影像特徵，做為執行top-down process的經驗。蜜蜂只用不到1 mm3的腦部處理複雜的視覺訊息，牠們的行為與神經機制值得我們繼續深入探討。