全國中小學科展

臺灣

智慧門禁―結合影像辨識與IoT之應用

本研究觀察到現有門禁的流程仍有改善空間,因此著手製作與傳統門禁不一樣的系統,希望能改善其繁複的使用流程。透過物聯網、深度學習和手機應用程式的組合,便能實現這樣的效果。在門前透過樹莓派拍下訪客的照片,傳到電腦後進行影像辨識,初步決定是否要為其開關門,並將結果傳給主人手機,再由主人決定最終的開關門。本次研究目前已成功造出一套完整系統,能即時傳達通知,且辨識的準確率已可達八至九成。

相撲紙偶大進擊-紙相撲競賽優化設計

本研究從日本傳統紙相撲遊戲發想,設計自動振動擂台進行相撲紙偶的競賽,期待能在校內舉辦各種形式的紙相撲競賽。本研究的擂台設計主要包含:雙層擂台檯面設計、振動馬達選擇與固定方式、以手機App遙控Arduino藍牙裝置改變輸出電壓值。 本研究發現:一、當雙馬達的振動頻率愈高,紙偶能越快分出勝負;二、當雙馬達振動頻率越高時,振幅隨之變大,無法完全確認振幅與頻率交互作用的影響;三、當雙馬達轉動方向相同時,爽身粉會在鋁板上旋轉,當雙馬達轉動方向相反時,爽身粉則向同一方向前進;四、馬達固定在角落時,振動效果佳,能有效分出勝負;五、振動馬達觀察克拉尼圖形時,無法達到克拉尼圖形中的駐波變化。

金屬奈米粒子/還原氧化石墨烯於直接甲醇燃料電池之應用

本研究的方向是以還原氧化石墨烯(RGO)為基礎,利用本材料具有優異的電子傳導以及高比表面積之特性,可成為燃料電池的優良電極觸媒材料。再進一步修飾上金屬奈米粒子以加強其電化學催化活性,並探討其用於甲醇氧化反應的效果。 本研究中藉由調整金屬奈米粒子成長的時間、反應溫度和與RGO的合成比例,探討改變不同變因下製備出的金屬奈米粒子/還原氧化石墨烯材料對催化效能的影響。最後藉由此最佳化的奈米複合材料做為直接甲醇燃料電池的陽極催化劑並探討其催化效果。

以魚類耳石探討A.MAMORATA的生長和迴游特性

鱸鰻(Anguilla marmorata)曾經是台灣的保育類動物,雖然於2009年解除其保育類身分,但對於其生活史目前所知仍然非常有限,相關論文也很少。本研究欲藉由鱸鰻耳石上出現的年輪、日周輪以及微量元素之分析,來重建鰻魚的生長及洄游環境史。我們利用台灣大學漁業科學研究所採自菲律賓的野生鱸鰻和海南島的養殖鱸鰻進行分析,並且和已經發表的日本鰻(A. japonica) 文獻比對,以期歸納出鱸鰻的生活史以及棲地利用的特性。本研究的耳石測量在台灣大學漁業科學研究所進行,魚類耳石鍶鈣比則利用中央研究院地球科學研究所的電子微探儀(EPMA) 進行分析。結果發現鱸鰻自海中孵化後約莫經過130天會回到陸地的淡水環境成長,這與日本鰻回到陸地鹹淡水環境成長的特性有很大差別。這項發現對今後鱸鰻保育工作的環境管理措施,具有參考價值。

Synthesis and Analysis of New BiS2-based Layered Superconductor

本研究主要探討傾角對面轉變的影響與面轉變的原因。當柱體由肥皂水中拉起時,泡膜圖形可分為中央膜平行與垂直底面的形式,兩種形式因高的變化而互相轉換的過程稱為面轉變。三到六角柱傾角越大,面轉變時的高越大,反之亦然;六角柱可以面轉變,且在40°到45°之間有臨界角度存在。本研究以力與能量的角度解釋面轉變.泡膜藉由改變面積以達到最低的能量、維持穩定狀態,因此本研究計算、比較不同形式的泡膜面積,以解釋面轉變。我們同時發現三角錐與四角錐都不會發生面轉換;三角錐的實驗值多大於理論值,四角錐的實驗值則多小於理論值。

食用酵母菌紙電池之探究

本報告探討食用酵母菌電池的發電特性,並將酵母菌電池紙製化以方便攜帶與保存。本食用酵母菌紙製電池分為陰極(緩衝溶液)、陽極(緩衝溶液與食用酵母菌)、與鹽橋(緩衝液)三層,皆以紙為載具,並以銅片為電極。經實驗發現第三代紙電池在陰極加入1.75%的雙氧水後的電壓最高達0.335V,但為了乾燥保存將氧化劑改為0.02g的過碳酸鈉。結構方面,發現將紙電池墊高使陽極接觸空氣,幫助酵母菌行有氧呼吸作用,可以幫助提高電壓。最後將第三代紙電池陰極加入0.02g過碳酸鈉、增加空氣室,並與鋅銅電極結合,電池平均電壓為1.142V,比傳統化學藥劑版的鋅銅紙電池高了25%。

「弧」思亂想

本研究在探討一種特定類別的曲線集合 : 給定平面上 n 個點 {A1,…,An},我們想要找 n 段圓弧,使得 n 段圓弧分別以 {A1,A2 }、{A2,A3 }、…、{An-1,An }、{An,A1 } 為端點,且 n 段圓弧光滑的相連,我們將此 n 段圓弧形成的圖形稱為光滑解。主要研究發現為 : 1. n 為奇數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 2. n 為偶數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 3. 光滑解自交不可避免 4. 上述圓弧組不存在時,可透過增加一個新點使圓弧組存在 5. 增加新點的軌跡是圓

LINE訊息傳送API共識地圖之研究

本研究將有別於傳統行銷研究的市場調查法,嘗試自行開發一套自動傳送大量訊息於個人LINE接收之API系統,自動傳送簡訊系統(Automatic Transform Message System,ATMS)為本次的實驗儀器。來幫助老師們能夠及時地收到重要的資訊並採用隱喻抽取法(Zaltman Metaphor Elicitation Technique,ZMET)探討使用者對於ATMS使用經驗和內心隱藏的、潛意識不易表達出來的感受,其實驗結果歸納出獨立傳送資訊、降低時地影響與介面操作便利等共同構念、共識地圖,以作為未來量化預設理論和架構,並可提供即時通訊產業了解使用者對該服務的認知、喜好與評價,作為產品服務開發、改善與行銷之參考依據。

土人參抑黴效用之探討

發現阿嬤植物盆栽中只有土人參沒有黴菌生長,土人參特性經栽培土壤改良後,可成長茂盛的土人參。進行土人參抑制黴菌實驗;發現黴菌生長前噴灑土人參汁液比已有黴菌生長噴灑的抑菌效果更佳。以土人參150g+酒精450g比蒸餾水或雙氧水萃取液,以及其他天然抗菌作用的添加物對黴菌生長前抑制效果均佳。但對已黴菌生長的吐司抑菌效果比其他添加物更好,單純酒精對已黴菌生長中的吐司沒有顯著抑制的效果,需加土人參後的確有明顯的抑菌功效。利用土人參萃取物製成的肥皂具有很好的清潔功效;經浸泡土人參萃取肥皂30分鐘後之剩餘黴菌面積,抑黴效用可持續7天後不再增加,其他清潔用品則可能繼續增長黴菌;顯見土人參萃取肥皂之抑黴功效。

運用物聯網捕蚊燈進行病媒蚊區域分佈研究

本研究主要針對預防病媒蚊發生機率和統計區域分佈,藉由蚊蟲對於不同顏色吸引度之差異,設計出一款新型的吸入式捕蚊燈。除了捕蚊外,本研究結合學校課程所學,使用3D列印設計捕蚊燈外型,透過ESP8266 模組使捕蚊燈成為物聯網的節點,除了可以控制多臺捕蚊燈燈光顏色誘捕病媒蚊外,再利用小型風扇阻斷蚊蟲飛出,使捕蚊效率提高,整體捕蚊燈的消耗功率也可連續使用。在電路板加裝光敏電阻感測,亦可自動統計病媒蚊吸入數量,再透過網路回傳資料收集至伺服器。在裝置多臺捕蚊燈後,可以同時統計區域病媒蚊的分佈,以利降低疫情發生機率。