全國中小學科展

三等獎

A STUDY ON TRADITIONAL ARCHITECTURE IN ITANAGAR CAPITAL COMPLEX AND TO IMPROVE A MODIFIED TYPOLOGY FOR A CLIMATE RESPONSIVE CONTEMPORY HOUSE

The lifestyle of the Arunachal Pradesh rural population demonstrates the example of sustainable living where bamboo plays a major role. Bamboo has its home in this tropical climate region of India. In order to understand various aspects of traditional bamboo constructions, a field visit was made to Rono, Emchi, Lekhi villages and Karsingsa, Pachin, NEEPCO areas. The paper studies the patterns affecting the housing styles of these regions, the traditional method of construction including bamboo treatments. Various parameters which are required to be considered for constructing a house are also studied. It has been found in the field survey that the utilization of bamboo is mostly in wall panels, columns, floor, door and windows. The question posed here is whether tradition houses perform better than a typical contemporary house in creating comfortable internal conditions. And if they do how it is possible for the contemporary house to benefit from the advantages presented in the design of the traditional house in terms of thermal performance. The results indicate that improved performance might be achieved by combining selected lessons from the traditional design e.g. improved shading, regional variations in window size related to orientation and adoption of adjustable ventilation and window openings.

小兵立大功-發現日常生活中可抑制腦癌細胞之植物萃取物

本實驗藉由「篩檢抑制癌細胞增長的藥物」來尋找可以抑制癌細胞生長的植物萃取物。我們希望從日常生活中唾手可得的蔬果類植物中尋得抗癌藥物。曾經在生物課聽老師提過,紫衫中的紫衫醇可抑制乳癌;由此我們產生一個想法:是否從日常生活中的植物中也能找出有效抑制癌症的成份?因此便著手進行。先從尋找相關論文、蒐集植物,經由萃取、篩檢四種蔬果類的不同部位之水粗萃物或酒粗萃物,我們得到三種蔬果類可有效抑制腦癌細胞的增長。之後選出實驗效果較為顯著兩種水粗萃物進行西方墨點法,初步確認影響腦癌細胞生長的可能機轉:Akt以及Erk;實驗過後發現以上有兩種水粗萃物能透過這兩種訊息傳遞分子影響細胞生長。最後再進行高效液相層析法,期望能夠找出抑制腦癌細胞生長的物質。日後希望這部份的實驗能完整,以期最後的成果。

自轉易導致presupernova階段 ? 探討恆星自轉於演化過程及最終狀態扮演之角色

自轉是塑造恆星演化的關鍵物理因素(A. Maeder et al. 2012),然而,在一些研究當中,模擬恆星演化仍會選擇忽略旋轉的影響(Pietrinferni et al. 2004),這開啟了我探討自轉在恆星演化扮演的角色之興趣,於是展開以下研究。MESA(Modules for Experiments in Stellar Astrophysics)為一專業天文物理界中普遍使用之電腦程式,能模擬各種恆星演化場景,本研究藉由MESA模擬不自轉至具自轉程度差異之恆星演化模型,探討其演化過程之變化及最終狀態之差異。研究結果分析發現自轉混合導致不同殼層位置之元素有更好的對流性,因而產生較好之化學同質性質 (Chemical Homogeneous),而自轉效應在驅使恆星進入presupernova階段亦有一定程度的重要性。

由擬馬克夫鏈探討臺灣地區總統選舉民調

本研究目的主要是設計一套數學模式以探討臺灣地區選民投票抉擇的穩定與變遷,以及媒體的選前民調的準確度分析。研究中以馬克夫鏈分析臺灣地區選民投票抉擇的穩定與變遷,經研究發現臺灣地區選民投票抉擇乃屬於不穩定狀態。 為避免選民因接收到不準確的資訊而改變自身投票抉擇,致影響選舉結果,本研究以科學性方法探討分析了臺灣地區主流媒體公布的民調結果。研究中使用總統選舉的選前民調,透過本研究所提出之「擬馬克夫鏈方法」預測選舉結果,再將此結果與中選會公布的實際選舉結果進行交叉比對以評估其準確度。 本研究希望可以提出有效工具透過逆向工程方法來適時監督媒體,降低可能影響選民投票抉擇的人為操作,讓民調對於選民的投票抉擇有正向幫助;而透過較精準的民調以使未來選舉結果可以更進一步貼近民意,讓臺灣能邁向更好的未來。

恆星風對行星環境的影響

本研究採用克卜勒任務的分批資料,藉由仿作前人手法,嘗試將已被認為有行星環繞的系外恆星Kepler-22和Kepler-452的不同觀測階段的光變曲線連接在一起,獲得較為長期的觀測資料,以確認它是否被行星環繞著。再從分析數據的過程中,為尋找外星生存環境建立基礎的探究能力。透過分析 Kepler-22和Kepler-452 光變曲線及假設它們與它們的行星的密度已知狀況下,可以得知系外行星 Kepler-22b 的公轉繞行週期為290 天、Kepler-22b 半徑為地球的√7 倍、Kepler-22b 質量為地球的16倍、公轉軌道半長軸約為1AU。系外行星Kepler-452b 的公轉繞行週期為385 天、Kepler-452b 半徑為地球的√3 倍、Kepler-452b 質量為地球的5倍、公轉軌道半長軸約為1.04AU。系外恆星Kepler-22的自轉週期為 21 天、年齡為四十億年。這些參數有助了解這個系外恆星系統的結構,並在研究出結果後可以做為了解太陽系過去與未來演變的參考。

光動力化合物的合成及應用

光動力療法為一個新興癌症治療方式,包含三大要件:光、光敏劑、氧氣。其概念為利用合成的錯合物嵌入細胞核DNA,藉由特定光激發後,將能量傳遞給氧及水分子形成自由基,進而毒殺癌細胞,達到治療惡性腫瘤的目的。 本研究利用NNO-Schiff base,成功合成出一系列的二價銅錯合物,針對不同的配位基及共配位基、濃度、光波長利用DNA裂解、細胞毒性測試,探討結構活性的關係與作用機制,以利研發相關藥物的研究,另外,錯化合物吸收波長可延伸至可見光─藍光,進而大大提升其應用的價值。

由正2n邊形與一點所衍生的三角形面積比值問題

本次研究的靈感來自於能力競賽中,一道證明由六邊形內部一點P所導致的面積比值為1的問題(詳見第6頁)。這份報告主要的目的,在探討推廣到正2n邊形內部時的情況,求出將P點移至外部時任一點的面積比值,並進一步討論面積多次方之問題。 這次研究利用GSP協助了解圖形的性質,並善用解析幾何和輔助線作圖。報告中的許多證明,可以用「各個三角形的高相加」的觀念搭配三角函數運算做出結論。 文中結果顯示,除了證明:當P點在正2n邊形內部時,必滿足面積比值為1外,並提供了當P點在正2n邊形外部時,面積比值的各種可能性。其證明方法,可作為解決正2n邊形面積問題的重要參考。

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.

北極震盪指數與北緯40度以北海溫距平值之相關係數探討

研究指出近年中高緯度天氣異常與北極震盪有關,本研究探討過去30年間北極震盪(AOI)、北大西洋震盪(NAOI)與南方震盪(SOI)特性及其間相關性,發現AOI與NAOI全年各月達中度相關以上,代表北極震盪暖相位時,西風有增強的趨勢,有利反聖嬰發展,說明海溫與北極震盪的連結。 分析2004至2013年北緯40度以北海溫資料,以月為單位各海域海溫距平值與AOI之相關係數,結合洋流圖進行區域互動之分析。發現當AOI正相位時,北大西洋暖流有增強的趨勢,與西風增強有關;海溫變化部份,6月、7月北緯85度以上北極海域低溫,應和夏季融冰或冷空氣封鎖極區有關,顯示高緯度海溫與北極震盪間的互動關係。

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。