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三等獎

行動工具鼠

滑鼠的問世是電腦史上的重大發展,其關鍵設計是以編解碼技術與影像辨識技術,來判斷滑鼠的移動與方向。本作品「行動工具鼠」的最初設計構想是利用滑鼠滾輪滾動的編碼機構與技術,應用圓周運動相對於距離移動的概念,再將滑鼠滾輪的圓周長,乘以滑鼠滾輪轉動圈數,即可得知滾動的距離;若再以單位時間,除以當下所移動的距離,即可得知即時的移動速度。作品更新版,第二代的設計策略,是利用滑鼠內光學鏡頭IC,以非接觸的方式來偵測滑鼠移動的距離。目前最新的設計,是以無線滑鼠,接上手持式行動裝置,搭配自行設計的APP程式,以相對滑鼠移動的概念,來偵測滑鼠的移動方向,以及滑鼠移動軌跡的座標變化量,即可得知滑鼠實際的移動的距離。以此設計與應用,可以完全取代市售測距輪的所有功能,成為日常生活中便利且實用的好工具。

圓網波攔─圓網結構之振盪模態影像分析

本次實驗探討網面結構不同所造成的振盪模態差異、振動頻率對網面結構振盪的模態差異。 本研究發現,蜘蛛網面的中央絲結構會直接影響到整個網面結構的振盪方式,以及能量散布的情形,希望藉由模態分析進行二維網面的討論。 當初想了解蜘蛛網結構對於分散衝擊力道的影響,為了簡化實驗變因而使用釣魚線進行模擬,所以設計出二維網面結構來模擬蜘蛛網面,並且改良過去的測量方式及振盪方法,加以探討二維網面結構,希望可以利用在生活中的相似抗震結構上。 實驗將觀察整片圓網結構在振盪下的模態能量散步以及傳遞方向趨勢,繪製出等振盪強度圖協助了解振動的分布,實驗結果指出蜘蛛網面的中央絲結構可以減緩振盪,這也是本次研究之後需要更進一步探討中央絲結構以及對能量傳遞的影響。

飛「波」傳「電」~6V電池直流電源之無線電力傳輸與充電

我們使用了直流電源進行感應電流的測試,結果發現直流電源因為電流穩定,所以無法產生感應電流,只有在打開電源或關閉電源時才會有。於是我們用打點計時器設計了自動開啟與斷電的裝置,使直流電不斷地開啟與斷電,造成源源不斷地感應電流,但此裝置的輸出功率太小。接著我們使用了簡易的振盪器形成振盪電路,使直流電可以有交流電的效果,透過許多測試,最後利用細線編織而成的麻花辮來繞線圈,解決因集膚效應所造成的損耗,接著用倍壓式整流電路,將交流電轉成直流電,使原本的傳輸效率大大提升,最後再透過鋁片的反射,使接收線圈的效果再度提升。

探討CHI3L1對M1巨噬細胞極化及其功能之影響

癌症多年來高居國人十大死因之首,過去研究顯示慢性發炎與癌症生成密切相關。在發炎反應中巨噬細胞的角色相當關鍵,但在腫瘤微環境下反而幫助腫瘤細胞生長。CHI3L1廣泛表現在腫瘤組織與發炎相關的疾病,在發炎中可能調控不同的免疫相關細胞。因此我們想探討CHI3L1在腫瘤微環境中的功能,研究CHI3L1是否影響巨噬細胞之極化及其他後續功能。結果證實有CHI3L1存在時,巨噬細胞無法正常表現M1巨噬細胞之特徵基因,且其濃度越高,特徵基因表現量就越低。而利用巨噬細胞抗原呈現試驗也發現CHI3L1會降低M1巨噬細胞的抗原呈現能力。綜合以上結果,得知CHI3L1會導致M1巨噬細胞功能缺失。未來將探討CHI3L1如何調控巨噬細胞內的分子機轉,並尋找小分子藥物阻斷CHI3L1的作用,期待對腫瘤合併治療有所幫助。

miRNAs在光形態發生中的影響

在種子萌發的階段,光會造成幼苗的形態變化,稱為光形態發生(photomorphogenesis)。然而microRNA (miRNA) 如何影響光形態發生,一直未被詳細探討。藉由次世代定序 (Next Generation Sequencing)之結果分析,得知阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana) 幼苗中,具有受光調控的miRNA。利用北方墨點法 (northern blotting) 及即時聚合酶鏈鎖反應 (Real-Time PCR) ,我們驗證了miRNA和其降解目標之相關性。在篩選過後選得miR396s和miR858s,作為後續研究的目標。下一步便是了解他們的功能。目前已經證明miRNA及對應目標基因的突變株確實會影響花青素、葉綠素累積,下胚軸延長及子葉發育。考量到miRNA有功能性的替代物 (functional redundancy) ,我們於是進行標的序列模擬(target mimicry) ,以削減miRNA之功能;也在建立大量表現上述miRNA之轉殖株,了解其與光形態發生之關聯。最終目標為解開miR396與miR858對光形態發生的調控機制。

A deep learning-based home safety perception system for household service robot

In 2016, the population of people over the age of 65 in Macau was 11.2%. This means that Macau has already become an aging society. As such, more younger generations are needed to look after the elderly. According to statistics, falls are the primary cause of injury or death for the elderly over 65 years old. About 30% of the elderly over 65 years old fall every year. Along with the increase in the elderly population, it is urgent to find a fast and effective way to ensure the safety of the elderly. As there is a lot more danger besides falling in an elderly life, we aim to build a robot collocated with its danger detection system to ensure the safety of the elderly at home. The reason we decided to use robots is that we want to have larger flexibility and mobility, for example, we can give elderly rescue materials when they need help. Moreover, more home robots will be used in the future, they can just apply our system to theirs and ensure the safety of elderlies. In this research, we mainly used cameras with the Openpose model to detect dangers such as falling, potential human action danger, and environmental danger. Innovative ways are used to detect fall action, collocated with our home robot, it is a foreseeing project that could ensure the safety of the elderly in a home environment.

利用路易士酸催化合成含氧螺旋化合物

利用路易士酸催化環狀2,3-環氧化-6-炔-1-醇進行分子內合環反應,合成出螺旋環狀化合物結構。當使用溶劑為二氯甲烷,催化劑使用六水合三氯化鐵時,可以得到合環反應的最佳結果。此反應是藉由三氯化鐵催化促使起始物中環氧環狀結構開環:接著参鍵上的π電子攻打三級碳陽離子以及進行[1,5]氫陰離子轉移後,建構出螺旋[4,5]癸烷的羰基衍生物;利用更進一步的氘化實驗可以証實此反應機構。利用核磁共振研究以及X-ray繞射分析可證明此螺旋環狀化合物的結構。我們現在的實驗方法使用無毒、較為經濟的藥品,相對於大部分文獻中所找到的方法而言具有很大的優勢;而此方法將會應用於合成現在已知具有生物活性的螺旋化合物結構。

蟬翼翅脈結構分析與振翅試驗

以不銹鋼、鋁、壓克力暨熱熔膠膜仿製高砂熊蟬之翅脈結構,於完成覆膜後,作為實驗之五種仿翅測體。另設計製作兩種不同控制功能之四連桿振翅機構,再搭配其他觀測儀器、設備與簡易器材,依振翅幅度、振翅頻率、攻角及風速等影響飛行的變因控制組合成72個實驗模組。每種仿翅測體的72個模組各執行4次每次10秒鐘之振翅實驗,觀測與計算出各組測體之翼緣撓度、升力、推距與翅面壓力等合計1440個模組數據並配合相關理論公式加以比較分析、論證。另外,針對蟬翼翅室〈脈〉的結構形抗加以分析,並設計四款不同之翅室〈脈〉結構組合型態,分析比較其應力與應變關係,找出最佳的肋膜結構組合,以作為人類生活與科技運用器材結構設計與運用之參考,例如降落傘、風帆船、薄膜建築結構、微機電系統〈MEMS〉、太陽能光電建築〈BIPV〉與人工飛行振翅翼等。

以中藥活血藥方透過GDNF媒介路徑作為抑制乳癌轉移之新穎策略

乳癌為最常見的婦女癌症,轉移後之乳癌具有極差的預後與較低存活率,直至目前尚未具有效抑制乳癌轉移的藥物,因此研發一個有效抗轉移的藥物是極為迫切的。許多研究指出促發炎因子如GDNF、STAT3、JAK和腫瘤的轉移有密切關聯,因此本研究使用一個含有多味具抗發炎效果的中藥複方CR-1,探討其是否能應用於抗乳癌轉移。在動物實驗結果我們看到CR-1能夠有效的抑制腫瘤的生長,為了進一步研究將此複方之成分,依循中藥水煎與酒煎的概念處理分為:水層 (CR-1-WF) 與酒精層 (CR-1-EF)。經由Cytokine array指出CR-1-WF處理過後的乳癌細胞,GDNF、CCL5、IL8等與轉移高度相關的促發炎因子表現量有明顯下降。在癒傷實驗和transwell migration assay我們發現CR-1-WF能夠顯著抑制乳癌細胞的移動。這些實驗結果皆顯示未來CR-1有可能成為一個抗乳癌轉移的藥物。

水稻根表鐵膜對植體營養元素吸收的影響

鐵是植物生長的必要營養元素之一,土壤中的鐵含量雖然不低,但受限於含鐵礦物的溶解度使得鐵的有效性低,植物對鐵的吸收因此受限,進而影響人類的鐵攝取量並造成相關的健康問題。欲提高植物對鐵的利用效率,必須先了解植物對其吸收之相關機制,主要關鍵之一為植物根如何改變根圈環境以控制鐵吸收的有效性。 本研究以水稻為對象,探討水稻不同根部泌氧能力,對水稻根部鐵膜組成、鐵吸收效率,及其對其他營養元素吸收的影響。我們藉由遺傳篩選方法,選殖出較不易生成鐵膜之突變株(#878),透過比較野生型與突變株 (#878)水稻生理性狀之差異,發現通氣組織的生成為控制根系泌氧的影響因子;此泌氧能力會使根系周圍的鐵氧化,並於根表形成一層含有鐵氧化物的沉澱 (即鐵膜);而鐵膜的生成會影響水稻營養元素的吸收,其中鐵膜對陽離子型態的營養元素有較好吸持效果。