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臺灣

Saccharomyces cerevisiae 單倍體親代的RLS年齡對有性生殖後二倍體子代的影響

Saccharomyces cerevisiae 藉由出芽生殖的方式產生子代,而執行的次數並非無所限制。酵母菌一生的分裂次數(壽命)稱為 Replicative Life Span ( RLS ),指的是母細胞在停止分裂前所產生的子代數目。本實驗將老單倍體細胞( RLS 中位數: 6代 )和年輕單倍體細胞( RLS 中位數: 20代 )透過有性生殖的方式形成合子,發現合子的 RLS ( 中位數: 10.5代 )會受到老細胞的影響而縮短,並且接近兩單倍體親代 RLS 中位數的算術平均數( 13代 ),而其 F1 子代的 RLS 卻能回復與雙倍體相似的壽命。發現單倍體親代老化導致合子短命,可進一步推測人類生殖細胞老化對受精卵的影響模式。 

Dr.魔法手「識」

臺灣老年人口比率逐年攀升,老人照護逐受重視,而運動對於健康保健更是不可或缺。因此我們想製作一產品,結合時下流行的體感控制,也就是以穿戴手套的方式操控遊戲,讓復健同時兼具娛樂,活動筋骨,一舉多得。 手部與手指的運動分別會被我們所設置的三軸加速度感測器與彎曲感測器偵測,並以類比訊號的形式透過傳輸線傳送對應的鍵盤按鍵訊號至電腦,以此可操縱多種透過鍵盤遊玩的遊戲增進使用之樂趣與意願達到。 使用Arduino IDE編寫程式之體感手套,搭配Scratch與KODU設計之遊戲,邀請8位長者體驗,並以問卷回饋與分析。多數長者在活動與遊玩過程中認為,能增加其樂趣以及使用之意願。希望透過本次研究,使復健中的運動能夠翻轉成新世代的模樣!

天龍八「步」— 利用足底壓力,製作偵測內八或外八姿勢的穿戴式裝置

已知內八及外八姿勢會影響健康,醫療上利用矯正鞋墊來改善,但大多半年追蹤一次,無法達到即時矯正的效果,因此引發我們的研究動機,我們利用足底壓力分佈的原理,製作能偵測站姿及走路是否內八或外八並具有即時提醒功能的穿戴式裝置,使用方法是當壓力超過設定的門檻值時,手機便會發出圖示及語音警告,我們還建立資料庫進行長期紀錄,期待能更精確地矯正姿勢。我們研發的第一代穿戴式裝置可即時偵測內八及外八的站姿,並在手機上發出圖示及警告,但是速度慢且無法長期追蹤記錄,因此我們進一步研發第二代穿戴式裝置,不只能精準地在站立及走路內外八時,手機發出圖示及語音警告,且速度更快,還可記錄以達到長期追蹤效果。

動動腦FUN石頭

我們研究一個有趣的數學遊戲,取材自《科學研習月刊》,不但解決月刊上的問題,更發展出一般化的結果。遊戲規則如下: 「在4列8行方陣中,從左側第一行開始放石頭,每一行放1顆,限制『新放下去的石頭的左上角方向一路延伸都不可以有已經放好的石頭』。問:放石頭的方法數有多少種?」 我們研究出1列n行~4列n行(以下簡稱1×n、2×n、3×n、4×n)的放石頭方法數,並提出計數m×n方陣放石頭方法數的策略(其中m≧5)。某國中組科展作品曾研究過這個遊戲,他們發現和費氏數列有關的規律,我們用不同方法證明該規律。關於放石頭的方法數,本作品還給出另一種形式的規律,使用的計數策略較為簡潔,並運用本作品的方法保證規律成立。

殺「氣」騰騰─ 探討擬穀盜利用氣味抑制他種米蟲的生長

米象(Sitophilus oryzae),擬榖盜( Tribolium castaneum),鋸胸粉扁蟲(Oryzaephilus surinamensis)都是常見的穀物害蟲。在飼養米蟲過程中,我們發現當擬榖盜出現時,米象和鋸胸粉扁蟲的數量急遽下降,近乎滅絕。我們很好奇擬榖盜是透過什麼方式去抑制其他的榖類害蟲。經過實驗證明,擬榖盜的競爭性強於米象及鋸胸粉扁蟲。我們也發現擬榖盜會聚集且散發出刺鼻的臭味,我們的實驗證實了這個味道會抑制米象及鋸胸粉扁蟲生長。透過閱讀文獻及顯微鏡的觀察,我們也找出擬穀盜散發氣味的臭腺。 本研究發現昆蟲竟然能透過氣味來抑制其他種昆蟲的生長,未來希望可以針對氣味對他種害蟲的影響,進行深入探討並藉此研究出更天然且無毒的捕蟲或抑制害蟲的方式。

點線面-探討毛氈苔的捕食運動機制

毛氈苔的捕食運動是黏液、腺毛(觸手)與葉片之間的協調動作。我們以點線面的方式分別探討黏液、腺毛與形成消化區的各項特性。首先,點的觀察是1.毛氈苔能立即偵測獵物是否為營養物質,2.黏液的分泌量對溫度會進行調節作用(溫度升高黏珠變小、溫度下降則變大),3.利用黏液表面張力說明當黏液進行串接現象時,會增大捕食成功的機會。再則從線的角度提出“腺毛彎曲模型”,說明腺毛柄部正面柄部簧片的功能與背面膨壓變化的作用。最後用“腺毛彎曲訊息分類圖”與“傳遞營養物質訊息模型”解釋黏液、腺毛、葉片與形成消化區各部位間的協調性。綜合上述,設計皿狀容器假昆蟲協助未來探索黏液酵素特性並推論出彎曲訊息應與動作電位的關聯性。

別「眩」耀—全方位防眩光燈

利用兩片偏光片可以調光的特性配合相機與照度計,找出使用相機測量照度與亮度的方法,以此測量「照片」中光源在物體表面反光的眩光程度,並由測試偏光片各角度的透光率、消眩光效果、透光反光材質特性,尋找適合製作防眩燈罩的材質;市售標榜有消眩光(間接眩光)的檯燈(3M博視燈)有使用方向位置的限制,經由實驗瞭解偏光片的特性,重新設計能360°無死角且效率高的防眩光燈,經測試,我們設計製作的燈能減少直接眩光與間接眩光,而且成本更低。

來電海盜船-鐘擺式海浪發電機

人類為了用電的需求,使用的發電方式常造成環境的污染,進而對人類及生態造成影響,因此,世界各國開始重視生態環境的保護措施,科學家們正積極尋找低汙染的再生能源,以取代既有的高汙染能源。 本研究利用課本所學之電磁原理及其他科學原理設計一組鐘擺式海浪發電機,經過鐘擺實驗得知,擺長影響鐘擺的行程,而擺錘的重量與行程無關,但實驗的結果發現擺錘愈重愈能克服電磁感應的阻力以及風的阻力,另外,實驗各種條件的感應線圈來製造適當的電磁感應機構以產生電力。最終,照著實驗結果,我們將鐘擺原理應用在海浪發電機上確實能在波動的海浪上擺動並產生電力。

以資訊軟體開發「方圓變換杯」之研究

方圓杯是二個視角看同一杯子會產生二種形狀的視覺變換。科學原理是「光具有直線性,二個方向俯看投影在平面上位置會在不同的點上,所以視覺上就看到不同形狀」。我們使用「123D」及「sketchup」二種軟體開發方圓杯,並分析優缺點,也利用「sketchup」加上「紙藝大師」軟體做出紙版模型。接著分析出二柱體製作成功關鍵因素為「二個柱體旋轉後,如果二個形狀的視角長度是相等的,交集曲線就能連續,就能成功製成二種視角的圖形變換杯。」依據此關鍵因素,製作多種形狀組合的變換杯、多重組合及英文字體等模型增加視覺樂趣;我們開發出資訊繪圖變換杯的方法可製成生活用品(容器、磁鐵、燈罩、吊飾等),成為文創商品;也可利用sketchfab app在手機上可以產生AR實境效果。

燒好香,有保庇?!

文獻中發現,「不燒香的行天宮和燒香的龍山寺,PM2.5濃度相差高達85倍」。本實驗透過比較實驗屋中密閉與通風環境下,燃燒線香後的空氣品質變化(甲醛、懸浮微粒與揮發性有機化合物TVOC)。並以4種不同香品:粉末狀香粉、標示「環保無煙」線香(香徑3.2mm與香徑2.4mm)及無標示之「傳統線香」(贈品香)進行實驗探究,研究結果發現:(一)燃燒線香時應保持室內環境通風,有助於空氣污染物質的排出。(二)若非得燒香,應選擇場所通風且香徑小的、具有成分標示的環保線香。(三)室內燃香盡量不要使用沉香粉,必要使用時也要記得保持室內環境通風。(四) 即使在實驗屋通風環境中,超過2支香燃燒即產生超標之空氣污染物質,因此實施「減香」是值得肯定與推廣的。