全國中小學科展

四等獎

英文句子依閱讀程度進行簡化之研究

英文句子簡化是一項單語言句子轉換的任務,其中一句複雜的句子會轉換為一句或多句的簡單句子。相較於過去研究學者著重於研究如何優化句子簡化的結果,如何將一句英文句子依閱讀程度簡化為不同簡單程度的簡化句是一項自然語言處理方面嶄新的研究領域。本研究首先訂定英文分級標準,整合歐洲(CEFR)與台灣(LTTC)母語非英語國家機構對英文的分級標準,將英文分為三種難易程度,並依此將Wekipedia及Newsela的簡化前-簡化後平行語料重新刪整為三種目標程度等級的平行語料庫。另一方面,運用已發展成熟的Seq2seq簡化模型,創造一個多解碼器模型,分別依據目標程度不同的訓練資料集訓練三種解碼器。在BLEU、SARI指標以及Coverage計算下,本研究結果相較於相關研究可展現出優異成果。

太陽光熱分離的神奇之旅!

作品創新地利用空氣膠研製出太陽光熱分離器,分離後的太陽光與太陽熱再分別透過太陽電池作光轉電,以及熱電晶片作熱轉電。經由完整的實驗得到:(1)本作品小面積架構(5cmx5cm)在室內以150W鹵素燈模擬太陽能結合最佳空氣膠玻璃(濃度:2.5wt.%、厚度:0.08mm)、太陽電池模組、與雙邊熱電晶片模組之最佳結構可產出48.75mW的再生電能、(2)本作品小面積架構(5cmx5cm)在戶外用太陽能結合聚焦凸透鏡、最佳空氣膠玻璃、太陽電池模組、與單邊熱電晶片模組之最佳結構可產出174.5mW的再生電能、(3)本作品大面積架構(15cmx15cm)在戶外用太陽能結合聚焦菱鏡片、最佳空氣膠玻璃、可透光太陽電池模組、雙邊太陽熱轉電模組,除了成功應用在:微小電力儲能、風扇轉動、LED燈亮、及玩具車與機器人行走外,空氣膠玻璃的透光度至少88%且隔熱度至少12°C以上,不但有助於太陽電池的光轉電與散熱降溫,更實現節能與應用科學目的。

A New Approach to Recycling Aluminum/Iron Cans

本次研究提供一個更安全、效率、節省空間的回收鐵鋁罐新方法 - 扭轉。藉由預期圓筒在扭轉過程,對於固定半徑和長度會自發產生的摺痕數,事先在表面壓痕,一旦喝完飲料,只要輕輕一扭,馬上能將罐子安全地變扁,不用擔心割到手或罐子在踩壓時飛噴傷人。 我們系統地從實驗觀察和歸納不同半徑、長度、厚度、材料及拉伸力對於圓筒摺痕數目 (N)和偏斜角(α)的影響,並從幾何和能量考量,推導出符合實驗結果的簡單公式,得到不同參數下的擬合曲線,用來實際製作各種材料的回收模型。 由於日常容器有其他形體,我們接下來推廣到兩端半徑不同的圓筒和正多角柱。藉由實 驗數據及修正圓筒理論,得到較廣義的規律摺痕理論公式,預期同樣能夠利用此公式來設計摺痕;正多角柱與圓筒類似,在扭轉後產生規律的摺痕,只是數目和種類需要修正,因此也能夠利用扭轉達到壓縮的效果。

Cellular Effects of DNA Demethylation Enzyme TET2 Knockdown

近年來許多研究指出TET家族應是抑癌基因,然其許多抑癌機制卻尚未明瞭。根據本實驗室未發表的實驗結果,TET2表現量在大多乳癌檢體內較低,且TET2表現量低之病患存活率較差。本研究以Western Blot發現H3k4甲基化量在TET2 knockdown後減少。實驗室microarray結果更發現重要乳癌抑癌基因DKK1在TET2 knockdown後表現量下降。本研究以real-time PCR進一步證實DKK1表現量下降;Western Blot與ELISA結果也顯示DKK1蛋白質在細胞內及培養液中減少。細胞實驗更發現TET2 knockdown及DKK1 knockdown皆導致細胞有更顯著的移行(migration)與增生(proliferation)特性,因此推測DKK1可能為受TET2調控的下游基因。已知DKK1轉譯出之蛋白質能拮抗抑制Wnt/β-catenin傳遞路徑,因此本研究正在探討TET2是否也調控此Wnt路徑。如證實此假設,將可提出TET2操控DKK1,DKK1調控Wnt路徑,終而影響EMT、癌症轉移的路徑。

Experimental Study on Pendulum and Self-designed Multi-layer-tank Water Damper for Mitigation of Structural Response

設計震動台和可調單擺模擬101大樓和調諧質量阻尼器的振動模式;並設計多層容器盛水與單擺比較,探討水深/容器長(Depth Ratio)、振幅、質量對減振效應的影響。實驗使用「振動參數」(週期、衰減係數、時間)量化減振效應。當單擺與震動台週期相近時,減振效應較佳。調整Depth Ratio使水自然擺盪週期(Tn)接近震動台週期(TV)(PR = Tn / TV≒1),易產生碎波,造成系統能量消散,減振效應顯著。震動台振幅越大,碎波發生可能性越高,減振效應越佳。當PR≒1,水質量變化對減振效應影響不顯著;若PR≠1,水質量越小,減振效應越差。實驗證實多層容器盛水的液體阻尼器可有效減振且效果優於單擺。

鉛直奈米皂膜之厚度變化

當皂膜鉛直立起後,其表面會因反射光形成干涉,利用反射光的干涉圖案可推知皂膜厚度。皂膜經單色光反射產生干涉圖案的數位相片,藉由Image J 自由軟體可分析出不同位置之光強分布,可回推對應之皂膜厚度。結果發現鉛直皂膜的側向結構具有3種類型的分布,造成這3種不同幾何結構分佈的微觀機制是因為皂膜中的微胞分布不同。 本作品將鉛直皂膜施以鉛直方向之外加電場,發現皂膜中的陽離子受到電力帶動周遭的液體運動,形成所謂的電滲透現象,電滲透可用來增厚皂膜。此種利用電場控制皂膜厚度的方法可以設計出奈米流體二極體,是一個嶄新的研究領域。

以小鼠腎小管IMCD3細胞株探討纖毛生成和上皮細胞極化的關係

纖毛(cilia)病變是許多疾病的成因,像是多囊性腎臟病、巴德-畢德氏症候群等,但目前仍不清楚纖毛生成的機制。我們的研究初步證實纖毛生成和閉鎖小帶(Tight junction)可能有密切關聯性,且閉鎖小帶完整的細胞,纖毛基部到細胞底部的平均距離較長。因基體上的遠端附器(Distal appendage)能辨認細胞頂端膜(Apical membrane)上的特殊構造,有完整閉鎖小帶的細胞纖毛生長在細胞頂端,閉鎖小帶不完整時,細胞的極性未表現,纖毛無法生成在細胞頂端。 本研究以IMCD3(小鼠腎小管)細胞株,在去血清(serum starvation)的刺激誘導下,使IMCD3細胞長出纖毛,再以免疫螢光染色分析閉鎖小帶與生成纖毛的關係。並利用克隆形成試驗(Colony formation assay),將IMCD3細胞株分為四類型態,也進一步發現在三維培養中,四種細胞型態皆無法排列成空腔構造。最後我們建立載體DNA:pLAS2w.Ppuro-EGFP-Arl13B,以綠色螢光標示纖毛蛋白,在活細胞中追蹤基體的移動及纖毛生成的過程。期望藉由研究纖毛形成的過程機轉,能探討致病的作用機制,找出治療纖毛病變的療法。

樂器研究—雙音箱柳琴

雙音箱柳琴和單音箱柳琴的不同處在於雙音箱柳琴比單音箱柳琴多加裝了一個共鳴板。我們想要了解單音箱和雙音箱柳琴的結構、發聲原理的不同。首先測量單音箱柳琴的頻率。之後把面板取下,並沿琴緣加高五公分。再次測量加高後柳琴的頻譜,又分別測量有加裝直徑十公分和直徑十八公分的圓形共鳴板的頻譜。本實驗測量三種柳琴,單音箱柳琴、加高音箱的柳琴、雙音箱柳琴。整理過測量到的頻譜圖後,發現雙音箱柳琴比單音箱柳琴更容易產生高頻,在單音箱柳琴、加高音箱的柳琴、雙音箱柳琴這三種類型的柳琴中,只有雙音箱柳琴的高頻最為顯著。另外,十八公分的共鳴版比十公分的共鳴版更能在高頻達到共鳴效果,四條弦中一弦(最細弦)可以產生最高頻率、最大響度。透過此雙音箱柳琴的實驗,希望可以將其原理應用在其他弦樂器上。

DetectTimely

This research project focuses on developing a web-based multi-platform solution for augmenting prognostic strategies to diagnose breast cancer (BC), from a variety of different tests, including histology, mammography, cytopathology, and fine-needle aspiration cytology, all in an automated fashion. The respective application utilizes tensor-based data representations and deep learning architectural algorithms, to produce optimized models for the prediction of novel instances against each of these medical tests. This system has been designed in a way that all of its computation can be integrated seamlessly into a clinical setting, without posing any disruption to a clinician’s productivity or workflow, but rather an enhancement of their capabilities. This software can make the diagnostic process automated, standardized, faster, and even more accurate than current benchmarks achieved by both pathologists, and radiologists, which makes it invaluable from a clinical standpoint to make well-informed diagnostic decisions with nominal resources.

以二階段電壓/電流步進陽極處理法探討TiO2奈米管製備及應用

本實驗以二階段電壓/電流步進陽極處理法生長二氧化鈦奈米管,並找出最佳生長參數並能有效降解有機物。在實驗過程中,我們發現以氟化銨及有機醇類在形成二氧化鈦奈米管,有著較長管徑的效果。本驗以20 x 20 mm2大小的鈦片,透過鈦片的前處理,不同程序的氧化步驟及不同的醇類來探討二氧化鈦奈米管進行降解亞甲藍的效果,以及二氧化鈦奈米管其生長情形。結果發現以化學處理及陽極氧化處理過的鈦片,在0.6w%的氟化銨2ml的水及98%的乙二醇當作溶劑,以每分鐘調整1V直至50V在恆壓一小時的電壓步進法進行陽極處理,最後以450度進行退火,最後可得其二氧化鈦奈米管有最佳的降解效果。