四等獎

臨床上，人工血管與心血管支架常因血栓導致其使用壽命減短，甚至造成病人生命危險，而血栓起因乃為血小板活化。氧化石墨烯為新穎二維材料，其於醫學方面的應用也極具潛力。本研究藉由微流道觀測系統，透過光學顯微鏡直接觀測氧化石墨烯表面與血小板間之交互作用，再進一步使用紫外光還原氧化石墨烯表面，並使用原子力顯微鏡(AFM)、X光光電子能譜儀(XPS)、凱爾文探測力顯微鏡(Kelvin Probe)等檢測氧化石墨烯表面性質。 經實驗證實，鍍有氧化石墨烯之表面在流動狀態下，可有效地減少血小板的活化與貼附，並推測因氧化石墨烯表面帶有負電荷，可排斥同帶負電荷之血小板，以達到減少血栓生成的目的，未來可進一步應用在人工心血管支架上，延長其使用壽命。此研究突顯了改善人工血管與支架表面性質與其臨床上應用的重要性，而材料表面修飾也為優化臨床應用提供一個可行方法。

I built a robot that is able to improve safety in mines. The robot takes a series of sensor readings, do 3D mapping to compare deteriorating physical conditions in time, detect CO and CH4 levels and record video footage. All of this information is then sent back to the user. The project aims to build a robot that could decrease the amount of casualties in mines due to gas or instability. A strict engineering process, which comprised researching different features on a robot, was followed. A prototype robot was built, tested and improvements made. Some of the challenges faced, while building the prototype robot, included manoeuvrability over any type of terrain, even rough and rocky terrain. Choosing the correct driving mechanism (wheels, tracks, suspension and steering) also proved to be a very important feature that had to be kept in mind. The sensors used included, a temperature, humidity, carbon monoxide gas, as well as a methane gas sensor. A Gyro, Accelerometer and compass for easier navigation were also used. Two cameras which included a front camera for navigation and 3D mapping as well as a back camera for navigation were installed. The robot was tested over various terrains, it was able to retrieve sensor data and all of the engineering goals were reached. After the robot was built it was tested on various terrains. The robot achieved all of the engineering goals. The sensors was able to give readings, the robot 3D mapped an area and was also able to manoeuvre over rough terrain.

不同於歷屆科展使用如浮沉子(2)、硬幣(3)、試管(5)等”沉體”在”凹”水面上對表面張力做研究，我們使用乒乓球作為”浮體” 並且於”凸”水面上做實驗，過去研究cheerios effect(6)的實驗多使用簡化的模型，忽略了沉體兩側的作用力只考慮沉體與容器邊壁的作用力，因此，我們強調的是，討論浮體兩側液面上因接觸角的差異所產生的水平側向力，並使用電流天平直接量測水平側向力的大小，我們釋放浮體使用影格分析法研究浮體的運動，最後我們得知浮體於液面上運動的機制。

探討在低成本下，完成非特定人中文語音辨識的可行性，作品的特色如下： 1. 語音辨識系統：8K ROM、2.5K RAM、辨識率 80%、成本 50 元以下 2. 音節簡化：發音去掉聲音調後，再將同類聲音進行整併，整理出133 個音節→資料量是繁體13060 字數的 1 / 100 3. 資料庫化簡：使用整數的指數取代符點運算→資料量為傳統的語音特徵的 1 / 20 4. 語音辨識演算法：使用梅爾倒頻譜係數、隱藏馬可夫模型 5. 處理器：使用16位元的整數運算，可在低價的處理器上執行 6. 訓練用的語音：向中華民國計算語言學學會（MAT）購買純語音的資料庫

本研究旨在探討正多角柱內所產生之肥皂泡膜形狀，以及改變正多角柱邊長與高度比例時，所發生的對稱破缺的現象。在初步研究中我們發現，正五角柱內的肥皂泡膜確實存在對稱破缺的現象，因此我們希望進一步確認並理解箇中奧秘。我們的研究將以實驗觀測做基礎，然後在理論上配合最小曲面的面積近似解來分析，為了將實驗與理論作結合，我們透過免費的數學軟體GeoGebra來進行數值模擬計算以及圖形展示，並使用薄膜干涉測量討論皂膜的厚度，對皂膜受力的影響。

本文所探討的是建立一新的幾何描述模型，以過圖形內一點之弦長來描述圖形的特徵值，而其中牽涉到一客觀並方便求得的觀察點（我們稱之為圖心），即弦長標準差最小點，過此點所得弦長集合就是圖形的特徵值集合。我們先研究圓與橢圓的弦長標準差，利用過圓內一點之弦長函數的反函數求出累積分配與機率密度函數，再求得子樣本的期望值與標準差，並以聯合機率密度函數求出母體的分佈。關於不規則圖形的研究，本文先集中在不規則凸圖形。我們發現不規則凸圖形中弦長標準差大小竟然有規則性，而這規則性讓我們可以發展出『篩法』，利用層層篩子逼近弦長標準差最小點。本文最後以此模型比較蛋形、蛋圓、圓形三個圖形的相似性，得到令人滿意的結果。

草漯砂丘位於臺灣西北部沿海，為風成砂丘。本研究選擇此區高度最高的沙丘，藉由長期砂丘地形監測、砂丘表層及垂直方向沉積物取樣進行粒度及磁鐵礦砂含量分析，試圖了解草漯砂丘沉積及侵蝕狀況。監測砂丘自2011年9月中至2012年1月底間發現受風力侵蝕可達3公尺，侵蝕速率平均達8公分/天以上，2011年10月30日此沙丘進行固砂工程前後砂丘外形、侵蝕速率發生明顯變化，足見固砂工程對砂丘環境影響。垂直採樣分析9管沉積物粒度及磁鐵礦砂含量，發現四個特殊層，繪製成立體層面圖，發現類似沙丘滑落面地形，且藉由粒度及磁鐵礦砂分析也間接證明沙丘滑落面沉積現象。最後利用沉積物各層粗顆粒、磁鐵礦砂含量與中央氣象局提供之日均風速進行對比，推測9管沉積物應為2011年5月至9月間堆積。

本研究在探討介面活性劑對二氧化矽電流變液在外加電場下黏度的影響。主要是用沉降法測試溶液的黏度。經甘油以及90%甘油水黏度的測量後，確定此方法可行。 測量二氧化矽電流變液的黏度後，發現黏度和電場的平方成正比。在電流變液中加入不同體積的介面活性劑triton X-100，發現介面活性劑體積百分濃度為3.75%、二氧化矽體積百分濃度20%和介面活性劑體積百分濃度為1.875%、二氧化矽體積百分濃度10%的流變效果最佳。研讀介面活性劑橋理論後，我推測造成上述差異是介於兩二氧化矽粒子間介面活性劑的量。當介面和法向量的夾角接近90度時其作用力為最大；而介面活性劑的量稍微多或少時，因為角度的改變，使其作用力減少而黏度減少。觀察電流變液中氧化鐵粒子在低電壓和高電壓的運動，發現粒徑較大的粒子在高電壓下無法運動，推測為高電場下鍊與鍊之間距離縮小造成。

一個非自身線對稱的四邊形蛋糕，嘗試將它放入如同蛋糕鏡像圖形的盒子。由於蛋糕上有撒糖霜，我們不能藉由上下翻轉直接置入盒子，因此須利用刀子將蛋糕切割成數塊，經由平移及旋轉放到盒子中。本研究即是關於切割四邊形的探討，並求得特殊四邊形最少塊數的切割方式。我們以M. Skopenkov教授的論文《Packing a Cake into a Box》[1]為基礎，將原本論文中探討的三角形的分割延伸成某些特定四邊形的分割，並利用論文中提供的函數工具，加以推導出當一個四邊形可被切成兩塊，並經由平移及旋轉可放入鏡射的盒子時，則四邊形的四個內角必呈線性組合。

文獻上，要尋找任意多邊形的內接母子相似圖形，尚未有好的辦法可解決此問題，本研究，藉由多邊形的旋轉與伸縮觀念產生相似形的定理，作出多邊形內接母子相似圖形，並找到相關性質。 利用相關性質，我們得到： (1) 一般化的「內接母子相似作圖」法：可輕易過邊上一點、或過形內一點作出內接母子相似圖形。並找出最小內接母子相似及過形內一點三角形內接相似圖形的最多數量。 (2) 若 邊形存在內接母子相似圖形，則此 邊形必有「旋心」。反之，亦成立。 (3) 特殊四邊形(長方形、菱形、平行四邊形、等腰梯形、梯形、鳶形)存在內接母子相似形的條件。 (4) 探討多邊形具有內接母子相似圖形的條件。 (5) 建構出具有內接母子相似圖形的多邊形