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三等獎

「震」「震」有詞--臺灣南部大陸隱沒帶地震發生之研究與探討

本研究分析位於台灣西南部東經120.5度、北緯21.7度地震群。數據顯示在1994-2017年6月間,於20-70公里深度處頻繁地出現地震,並且規模4.0以上的中大型地震好發於40km左右。資料顯示此地區地震發生和向西傾斜的張裂及走向滑移斷層關係密切,為說明聚合性板塊交界此種非聚合型低角度斷層的地震群的發生,我們利用一些模擬實驗和假設模型,解釋地震發生的空間規則,可能和板塊隱沒時應力施於交界處附近,使應力易累積於弱下部地殼與強上部地殼交界處有關,此模型在地震個數隨深度的分布與應力累積的空間分布均得到很好的證實。

三槽式微生物燃料電池及不同尿液中微生物產電效率影響之探討

為尋找綠色替代能源,科學家早在1970年就發明出微生物燃料電池(microbial fuel cells, MFCs),將微生物當作催化劑應用在燃料電池中(Suzuki,1976)。人體每天都會大量排出含有有機物質的尿液,容易取得且適合用來作為MFC的基質,若同時能在尿斗中找到具有較高產電效率的微生物,即可達到廁所能源自給化的效益。在本實驗中,我們取用尿斗底部尿液做離心,並圖盤培養,挑選出四種微生物與陰溝腸桿菌(Enterobacter cloacae),將其分別定量並移植至對應體積液態LB,並待其OD值成長至0.5,再透過簡易MFC進行電壓比較。經數據比較,我們發現a菌與b有最高及次高的平均電壓。近幾年微生物燃料電池研究大部分以混菌為主,所以最後篩選出其中這兩種微生物,作為往後自創三槽MFC實驗的菌種。而自創三槽MFC是透過改良傳統反應槽的結構來克服電子傳遞效率的問題,希望能設計出實際應用於廁所中的微生物燃料電池。

大姬蛛不規則網之拓撲探究

蜘蛛網在生態學上最成功的在於出色的力學性能、強度、韌性、彈性和堅固性。蜘蛛網的結構從序列設計到蛛網架構都是屬於分層結構。因應不同環境,蜘蛛因環境變化調整蜘蛛網架構。利用GeoGebra軟體分析大姬蛛三維(3D)立體不規則網及拓撲學結構,並以數學幾何方式繪製出蛛網立體架構。 蛛網架構分為:主網、立體次級架構、牽引絲及支架。結網的過程為:牽引絲→主網→次級架構→支架。依照環境不同,蛛網類型區分為三角體、輻射型及吊帶型。蛛網的穩固性:輻射型(n=11)>三角體型(n=9)>吊帶型(n=8)。內部的主網分成12種拓撲學形狀,其中以稜椎體(29%)比例為最高。依網高指數及支架的有無,蛛網的結網方式:包覆式、紮營式以及倚靠式結法。網的功能依照蛛網上的卵囊有無做為區分,有卵囊蛛網為保護功能,無則為獵食功能。設計的三種環境實驗箱,都結出相對應的蛛網類型。

材料的1/1&1/3OCT迴響時間測量與吸音研究

本實驗利用自製的實驗裝置及自行推導的公式,推算出材料的吸音率。 材料的吸音率,一般是送至專業的迴響實驗室測量(如:成大迴響實驗室),且單一樣品測試費用昂貴(每件樣品4~6萬元)。 我們 設計的實驗將迴響空間縮小,會遭遇到直傳音場影響大過反射音場的問題,因此利用合成音場公式將兩者分離,再利用均能音量及方向因子Q,以及吸音率、室型常數R之間的關係,建立迴響時間的函數。 複合材料運用範圍廣,但若要得知吸音率,又需花費一筆可觀費用。本實驗模組能快速、方便、經濟地得到各樣品(包含複合材料)的吸音率。同時由音頻分析可得知噪音的頻段,即可選擇最適合的材料進行裝修,達到最佳的吸音效果和最高的經濟效益。

細胞核 CTEN 蛋白質對 Wnt 訊息傳導路徑之影響及細胞癌化之調控

正常細胞的 C-terminal tensin-like (CTEN) 蛋白質位於細胞質且含量低,但研究發現 CTEN 在大腸癌細胞中會大量表現並累積於細胞核內,進而提升癌細胞遷移與侵襲的能力;而 Wnt 訊息傳遞路徑在癌細胞中常有過度活化的現象。因此本研究主要探討 CTEN 於細胞核內的累積和 Wnt 訊息傳遞路徑的互動關係,進而調控細胞癌化的機制。分析 CTEN 分布有差異之細胞株的轉錄體發現,在較多 CTEN 累積於細胞核的大腸癌細胞株中,其 Wnt6、Wnt11 兩基因的表現量上升,研究指出 Wnt6、Wnt11 皆會影響大腸癌細胞的遷移與侵襲。另外,CTEN 會與 Wnt 訊息傳遞路徑中的 β-catenin 結合,因此本實驗利用啟動子帶有 Wnt 訊息下游轉錄因子結合位的質體,測定其下游 β-catenin/TCF/LEF 轉錄因子的轉錄活性。結果顯示 CTEN 累積於細胞核中會提高 β-catenin/TCF/LEF 之轉錄活性,進而增加 Wnt6、Wnt11 等下游基因的表現量,影響大腸癌細胞的遷移與侵襲。

渾「圓」有「定」—從七圓定理到雙心六圓的性質探討與推廣

本研究將從七圓定理出發,探討點、線、圓的各種變化與推廣,試圖改變切圓個數,探討共點的存在性;更進一步推廣「與兩內離圓分別均外切與內切的六個環切圓」之雙心六圓,探討其共點、共線、共圓及共圓錐曲線等性質;研究有驚人的發現「當六個環切圓旋轉時,其各類對應點連線之共點必為定點,且各類共定點之對應共線恆為固定不變。」推廣至不同個數的環切圓時亦成立。當兩內離圓推廣至兩外離圓或是一圓一線時,亦發現其諸線共點、諸點共線、諸點共圓、諸點共圓錐曲線等性質必成立。當雙心六圓由平面推廣至立體情形,亦發現其共點、共線、共圓、共圓錐曲線的特殊變化。

Limited Query Black-box Adversarial Attacks in the Real World

We study the creation of physical adversarial examples, which are robust to real-world transformations, using a limited number of queries to the target black-box neural networks. We observe that robust models tend to be especially susceptible to foreground manipulations, which motivates our novel Foreground attack. We demonstrate that gradient priors are a useful signal for black-box attacks and therefore introduce an improved version of the popular SimBA. We also propose an algorithm for transferable attacks that selects the most similar surrogates to the target model. Our black-box attacks outperform state-of-the-art approaches they are based on and support our belief that the concept of model similarity could be leveraged to build strong attacks in a limited-information setting.

銠金屬催化劑應用於優化不對稱加成反應

本研究是以台灣學者開發之銠金屬催化劑與Benzocyclobutenol和Cyclodienenone進行不對稱加成反應作為實驗目標,利用不同的溶劑在不同溫度下進行反應,探討產物的衍生物產率和鏡像超越值的差異。 首先,尋找出一個最佳反應條件,改變濃度、溫度、比例等變因並優化反應。接著嘗試改變Cyclodienenone上的官能基組合,觀察其對反應造成的影響並探討,及測試此銠金屬催化劑對不同官能基的容忍性,增加其官能基廣度。 實驗結果顯示,大部分反應條件產率可達60%以上,光學選擇性e.e.超過 90%。未來希望能將此銠金屬催化反應應用於不對稱藥物合成,成為一個合成高光學選擇性和高光學活性產物的方法,達到省時、省錢及高效之目的。

Body Movement Generation for Expressive Violin Performance Applying Neural Networks

基於音樂輸入的動作骨架生成是一個正在興起的研究主題,然而在弦樂樂器的演奏骨架生成上,由於動作與音樂資訊間並非是一對一的對應關係,且在時間序列上非常注重前後關係,此問題仍非常具有挑戰性。在研究中,我們設計新的架構,將小提琴演奏者的演奏各部分拆解並分別生成。針對前人研究及此研究的研究結果,我們分別進行了客觀測試及主觀問卷的評估,兩方面皆顯示我們的研究結果較前研究進步。就我們所知,此篇研究是第一個嘗試在小提琴演奏動作上加入音樂情緒的研究。

改良鐵氧體法利用配體去除含鉻廢水

鐵氧體是一種有特定晶體結構的複合氧化物,不溶於酸、鹼、鹽溶液和水。 鐵氧體法是目前較高效率、低成本處理六價鉻廢水的方法,該方法是利用亞鐵離子提供的電子將水溶液中的六價鉻還原成三價鉻,三價鉻取代鐵離子進入鐵氧體晶格後,形成鉻鐵氧體並沉澱。但在此過程中亞鐵離子只能提供一次電子,無法再次還原六價鉻。 目前已有文獻利用鐵氧體法達到99.68%的二鉻酸根去除率(1)。而在另一份文獻中指出,藉由亞鐵反應後形成的鐵離子與特定配體螯合,配體會釋出一個電子並使其再次還原成亞鐵離子(2)。根據這份文獻所指出的反應對鐵氧體法做出改良,進而達成亞鐵離子重複利用。目的是利用較少的亞鐵達到一樣甚至較高的去除率。 在我們的實驗中選擇了兩種配體。第一種是2,2'-聯吡啶,其是根據文獻的特定配體中選擇。第二種是乙二胺四乙酸二納,選擇它的理由是其對環境的危害較小。