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臺灣

Where are you-家用室內定位系統

本研究利用藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy, BLE)裝置、Arduino IDE程式、ESP32微控制器等,製作一套室內定位裝置,如家中為四房,只需一主機、四偵測器,利用家中的網路孔連接,就可以藉由主機知道家中成員的所在位置,萬一他(牠)們進入危險區域時,會發送LINE訊息及警示音,提醒使用者。

凹凸有柱~一觸即發

試管鉛直向下碰撞時,可產生高直液柱,我們稱為「一觸即發」現象。研究發現:試管下落期間,管內液體所受的等效重力發生改變,放大毛細作用,使接觸角變小形成半月形對稱空腔,碰撞時液面迅速回彈形成液柱。其中,接觸角與液體種類、管壁狀態、試管加速度有關;液柱的產生則與接觸角、液體黏度、碰撞狀態有關。汞的一觸即發現象尤其特別,可透過二次碰撞激發液柱。若以連續振動將一觸即發過程重覆延伸,發現振源和介質振動頻率並不同步,當振動機驅動頻率約為液面振動頻率的兩倍時,可持續產生共振液柱且可對應到克拉尼振動模態。當模態(m, n)為(0, n)且n∈N,為產生中央液柱必要條件,若此時迅速放大振幅亦可誘發「一觸即發」。

樂齡長者食尚老人家-探討高齡長者後牙齒列狀態對於咀嚼生理機能的影響

台灣已經邁入高齡社會,「青銀共居」是一個時下熱門的討論話題,我認為達到「青銀共好」更是我們要努力的目標。本研究以關懷高齡長者為出發點,探討年長者牙齒「咬合對數」、「咬合力」與咀嚼功能之間的關係,希望能藉由計算牙齒咬合對數對咬合力與咀嚼功能作一快速精準之評估。實驗結果發現,後牙咬合對數的多寡與咀嚼時間、咀嚼次數、和咬合力有高度相關;增加後牙咬合對數會大幅縮短咀嚼時間和咀嚼次數,也會顯著地提高咬合力。日常生活中我們可以藉由評估長者後牙的咬合對數,約略推估高齡長者的咀嚼功能,設計出適合他們的美味菜單,讓長輩們能吃得健康、開心。

探討菱角澱粉糊化性質及晶球化作用

菱角有豐富的營養素,但高含量直鏈澱粉圖礙澱粉被應用的機會,本研究在探討不同烘乾溫度做出的菱角澱粉特性,以及了解添加海藻酸鈉和乳酸鈣產生的菱角晶球特性,希望對菱角晶球了解可以提供菱角粉被加工利用的機會。研究發現烘乾溫度越高,得到菱角澱粉顆粒越小,糊化溫度提高,黏度下降。添加海藻酸鈉除了可延緩生菱角粉的沉澱、增加糊化後黏度值、更能減少老化現象。正向晶球作用可做出實心的菱角晶球,0.25%的海藻酸鈉濃度,得到的晶球成球性最佳。菱角晶球在溶液中保存的效果各有不同,浸泡在純水或鹽水中,晶球會變重變軟;浸泡在糖水或酸性溶液中,晶球會變輕變硬。反向晶球做法雖不利晶球成形,但仍可形成不同口感的菱角凝膠。

「纖」來變「膜」術

本研究主要是利用農業廢棄物-稻殼,浸泡在檸檬酸或飽和石灰水後,所得酸或鹼液再加入明膠溶液中,可有效提升防水性。實驗結果發現:在4.0%的明膠溶液20公克中,加入甘油0.5mL、酒精1.5mL,再加入浸泡稻殼粉 3小時後的20%檸檬酸液2.0mL,所得最佳配方作為噴劑,噴灑在濾紙上並用培養皿盛裝,放在冷氣房中晾乾, 可讓水滴開始滲透的時間延長,接觸角加大,防水效果明顯提升。 最佳配方噴劑噴在水果上,可有效延長水果的保鮮期;噴在日本水彩紙上,其堅韌度、耐熱溫度皆可提升, 製成各式防水紙容器,經一天後滲水率、滲油率明顯下降。驗證本作品是具有用量省、方便用、成本低的可食性噴劑塗料,期待能取代市面上的塑膠淋膜,還給地球一個乾淨的環境。

赤心守護-自製紅外線警報器之探究與應用

本研究從紅外線警報器優化、安裝、環境等變因探究感測效果尋求應用時達最佳效果。研究發現: 一、優化探究:發射器以電阻R1並聯、感測器以電阻R10串聯及升壓設計,可提升警報器功率。 二、安裝探究:警報器安裝高度對感測距離影響極小,紅外線垂直牆面感測效果較佳,串接雙紅外線設計,可提升感測範圍達市售警報器的120度。 三、環境探究:(A)環境顏色需考慮入侵者衣色,紅衣最易感測到,黑灰花衣最難感測到,兩者感測距離差2倍,地板顏色對感測距離影響極小。(B)環境照度黑夜與燈光下感測距離差距很小,背光屋簷下感測距離是黑夜的1.3倍;陽光下警報器無法運作,盼未來學得程式、晶片等專業可解決陽光干擾困境。(C)天候會影響感測效果,晴天優於雨天。

珠珠大逃亡

最近看到媒體報導,住家火災發生時,因為無法逃生,常造成不可彌補的遺憾。我們猜想,若是校園中,一旦發生火警或地震,處於室內的師生,一瞬間湧向出口時,是否會因為出口前擺置的櫃子或桌子阻隔,導致疏散效率不佳,造成更大的傷亡? 我們提出一個簡單的室內模型,看看在出口前,若是設有阻隔物,是否有助於人員的分流,進而提高疏散的效率,或者,出口前的阻隔物,反而會形成疏散時的阻礙,延緩逃生的效率? 實驗發現,出口前若設置單一阻隔物,的確會增加疏散的時間,雖然延緩的時間有限,但對於逃生來說,每一秒鐘都是珍貴的。因此,現實生活中的教室,在出口門前,應該儘量保持淨空,以因應緊急逃生的狀況。

嘉有「諸」叫聲-嘉義市諸羅樹蛙棲地與鳴叫行為調查研究

諸羅樹蛙(Zhangixalus arvalis)屬於樹蛙科(Rhacophoridae)為台灣特有種青蛙。研究者調查發現,在嘉義市頂庄里及新店里共有九處諸羅樹蛙的棲息地。在2020年3月至2021年4月間,於新店里農場進行的研究顯示:諸羅樹蛙共有五種叫聲,為整夜鳴叫的青蛙,在當日晚上7時至8時之間出現高峰,而過了翌日凌晨1時,鳴叫時間長度有再次上升的趨勢,凌晨3時之後才下降。相對濕度、水池水位高度、是否下雨以及氣溫都是影響諸羅樹蛙各種鳴叫聲次數的環境因子,其中水池水位高度越低,各種鳴叫聲出現的次數越高。未來從事諸羅樹蛙棲地調查時,建議使用晚上7時到9時的鳴叫高峰期進行棲地調查;在進行棲地改善時,水池水位高度為0~10公分最為合適。

千尋水上列車-分析地下水訊號

本研究利用微機電感測器,在阿蓮、仁德、新化、善化、太康、新東、鹿草、永定、土庫、溪洲十個地下水位站,收集台灣高鐵行經時的振動特徵。我們發現不同位址的地表震動紀錄,顯現豐水和枯水期有最大振幅和主頻的差異。豐水期的主要振動頻率較低頻而振幅較小,由於主頻和天然地震的表面波頻率相仿,可能指示高鐵振動在在地表的鬆軟土層的共振效應。我們並發現,各站的震動特徵和地下水位資料相關:與當地下水位在乾溼兩季落差較明顯時,主頻的高低落差也較明顯; 而地下水位離地面較接近,產生的主頻較其他地方來得低頻。阿蓮至善化地區較無地層下陷情形,故高鐵在豐、枯水期的振動變化較能直接反映地下水位之改變。本研究提出連續的背景震動源(高鐵行經的振動)能讓我們釐清地下水位與地面振動的關係,以及季節性變化凸顯出的振動特徵差異。為研究地下水位與高鐵振動型態之相關性,未來可以無地層下陷或地層下陷不明顯區域為研究目標,如阿蓮、仁德、新化、善化地區,以作更深入的相關性分析。

黏土會唱歌—利用自製導電黏土搭配電子材料製作音樂黏土可行性之研究

從導電黏土的製作原理,意外發現利用電阻差異製成的音樂鉛筆玩具,於是激發想像力要製成音樂黏土電子琴。本研究企圖尋找製作導電黏土與絕緣黏土條件,並利用材料組合的電阻差異製作音樂黏土電子琴。研究發現,1. 自製導電黏土是可行的,比較不同的電解質,加鹽是比較好的選擇。2. 導電黏土採用中筋麵粉且不需加糯米粉較佳。3. 絕緣黏土的則適合加入糯米粉,並以橄欖油取代水。4.以導電黏土與絕緣黏土,搭配簡單電子材料可完成發光電路。5. 以IC NE555P製作音樂黏土加微量的純水調音,可有效增加黏土發聲音頻範圍。6. 用arduino可程式化將電阻值轉換成音頻的方法,能穩定發出固定音階,能製作音樂黏土電子琴。