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臺灣

西北太平洋颱風增強與上層海洋熱力結構關係之長期變化

近年來的研究(Pun et al.2013)指出,西北太平洋颱風主要發展區的海洋熱力條件有越來越溫暖的趨勢。本研究透過分析1993-2011年7-10月,在120-170°E北部 (19-26°N )及南部 (10-19°N)颱風主要發展區增強的category1-5颱風,觀察並分析其長期以來所行經之海表面溫度、海洋暖水層熱力狀況及垂直風切與颱風強度的關係。比較後發現,長期以來,北部海域颱風的強度受風切影響較大,呈現減弱的趨勢;而南部海域颱風的強度則受海洋熱力條件影響較大,呈現增強的趨勢。根據擴大分析熱力條件影響較大的南部颱風主要發展區(1993-2012,4-21°N)的結果顯示,生成於此海域的颱風個案,長期以來所行經海洋的暖水層有增厚的現象,研判其為造成本區域颱風增強的重要因素。

呼風「換」電~探討不同設計的垂直式風力發電機葉片對生成電壓之影響

現今的臺灣,因燃煤發電所產生的空汙問題日益嚴重,而在氣候變遷與追求永續發展的趨勢中,綠色能源的應用勢必成為我們未來發展的重點。臺灣因得天獨厚的地理位置與季風的盛行,非常適合發展風力發電;因此,我們借用古人的智慧,以垂直軸風車為基礎,融合現今的創意,利用3D繪圖列印技術,設計出「固定式葉片」風力發電機模型,並進行一連串生成電壓的施測,研究結果顯示:垂直軸風力發電機的最佳葉片設計為「厚紙板材質」、「芭蕉扇形」、「數量3扇」、「角度0度」、「中型面積」、「與軸心距離4公分」。

新激發複合體的設計與應用

激發複合體 (Exciplex) 是由電子予體 (Donor)和電子受體 (Acceptor)在激發態時所生成具TADF 特性的過渡狀態物質,可用於製備高效能的第三代OLEDs。本研究以PVK 和自合 聚合物4 作為Donor,以3 種T2T 分子作為Acceptor,進行物理性混合後,挑出生成之exciplex的放光波長可與C545T 吸光波長搭配的組合,進行相關特性的鑑定分析與探討,以找出最佳exciplex 組合。接者,再以自行製備之exciplex 作為主體,加入C545T 作為發光體,評估兩者間的FRET 行為。目前已找出最佳的exciplex 組合與Donor 和Acceptor 的最佳混合比例且觀察到exciplex 和C545T 之間有FRET 行為,並已將exciplex 進一步製成元件,發現的確有發光的現象。雖然效率不高,但是會進一步去優化製程條件。期望研究成果將來能應用在第三代OLED 的改良,提供更多實際層面的運用。

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。

使用 AI 科技之肺炎診斷

此次科展製作,我們團隊使用了機器學習的方式進行肺炎診斷,共分成了兩個階段,首先將肺部X光的圖片預處理,接著再將預處理後的X光圖輸入神經網路,以得到是否罹患肺炎的判斷結果。此方法可使誤判率大量減少,也讓醫師的判斷時間大幅減少,平均醫師判定一張X光平均需要5分鐘,而機器僅需數秒即可完成,使醫療效率增加。

利用深度學習預測中草藥的藥性功能與毒性

近年來中醫在慢性病的治療上已獲得很大的進展,許多中草藥的功能與特性皆是利用人體實驗來找出其效用,中藥內含的成分極為複雜,其功能與毒性測試常依賴於過去經驗醫學,許多中藥仍有待探討與實證,其對人體細胞和基因的影響仍不如西醫。因此目前國內外紛紛開始建置中草藥、成分、化合物相關數據庫供查詢,然而如何讓中醫的功能與毒性科學化變得是很重要的議題。本研究利用化學結構的數據分析來探討中藥成分與人體臟器與毒性的關係性。我們採用深度學習模型以中草藥的化學性質作為輸入,透過化學結構的圖像傳播,來預測中草藥相對應之臟器有效功能與毒性預測,希望透過本研究可以提供中藥對健康影響的依據並作為未來輔助中醫的工具,讓人們可更加了解食用中藥對人體可能有的正面與負面影響。

利用星團內短週期變星性質與星團運動狀態對疏散星團的性質探討——以英仙座雙星團為例

本研究主要目的在於利用現有的天文資料庫搜集星團成員星,並探討疏散星團中短週期變星的類型與空間分佈,以及星團在銀河系中的運動狀態,希望能對疏散星團的演化有更進一步的瞭解。英仙座雙星團在天空中的投影很靠近,以往文獻認為此雙星團可能相互影響,因此我以此天體當研究目標。除了線上天文資料庫檢索結果可以用來分析星團成員及基本物理參數,我還利用青藏天文台來取得觀測資料以填補研究中變星數據的不足。利用2MASS測光數據及蓋亞巡天自行數據,此雙星團我挑選出共約80個成員星,另外我分析了51顆變星,其中有17顆星是經由本次觀測得到的新週期。根據該天體的自行與徑向速度,其運動狀態是以一快一慢的速度朝向銀心運動,並皆以銀心為中心相同方向旋轉,且在垂直銀盤方向同時向下遠離銀盤。

溫度的逆襲-探討逆溫現象對埔里盆地空氣品質的影響

我們發現埔里地區在106年1月到3月、107年3月到4月期間,的空氣品質較差,再將埔里盆地106、107年PM2.5超標的日子,與附近魚池氣象站資料比對,發現106年超標的日子中,有90%發生逆溫的現象,於107年有83%發生逆溫的現象,比較106年的3、7月逆溫現象出現的日子,發現當逆溫現象出現的時間越久,PM2.5就越容易超標。我們利用銅管和觀察箱,模擬逆溫現象下熱對流情形,在上熱下冷時(模擬逆溫)對流不易發生,不同層的溫度分層且不易平衡,在上冷下熱時,容易產生對流,不同層的溫度會漸漸平衡,但溫差小時會使平衡時間加長。在逆溫發生的空間注入煙霧,模擬煙霧流動的情形,發現,煙霧會下沉,不會對流,而使下層空氣更混濁。

Flexible Thermoelectric Module Application in Therapy Usage for Human Body

福島核災的發生,更凸顯能源的重要性;又因近年來廢熱總量不斷提升與全球能源需求量增加,本研究利用熱電晶片冷端與熱端的溫度差產生電的特性,將環境廢熱回收成為可用的電能。 本研究設計之可撓性熱電晶片成功改良傳統熱電晶片的兩點缺點;其一 : 傳統的硬式平板狀晶片無法配合不同環境空間而改變其外型,其二 : 硬式晶片的表面為陶瓷片,較易摔破導致晶片毀損,本研究之可撓性熱電晶片改良以往熱電晶片的陶瓷基板材料,改用具有可撓性的FCCL材料作為基板,因此可完整吸收表面彎曲物體的能源並將熱能轉換成電能。本研究之可撓式熱電晶片成功大幅降低熱電晶片之成本,有利於未來大量生產,成功應用人體體溫發電,同時也可利用Peltier效應,作為醫療用冷敷或熱敷之器材。

三角形周長平分線之探討

我們藉由尺規作圖尋找三角形的等周線並且推導出等周線包絡曲線的方程式為一拋物線圖形。此外,為了簡化複雜的方程式計算,我們透過圖形的「旋轉」以及「平移」的方式模擬繪圖於GeoGebra上,找到分別對應於三個角的等周線包絡曲線拋物線圖形。最後,我們延伸尋找包絡曲線拋物線與三角形之間的相關性質,並且加以證明。