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臺灣

廢熱不廢,節能30%靠你了!

本實驗探討如何於居家環境中進行簡易廢熱利用,以達到節能目的—透過熱水降溫時所釋放出來廢熱,提高冷水溫度,並嘗試熱電效應將廢熱轉換成電能利用。 為了達到冷水溫度上升最多且所需時間最少的效果,我們嘗試許多實驗,最終發現利用保麗龍箱減少熱能散失,且使用少量水做為傳熱介質,再加上抽水馬達促進介質的循環效果最好,最高可在30分鐘內節省超過30%的能源。其他嘗試方法大多也能達到至少10%節能效果。若利用熱電效應回收廢熱,受限於熱電晶片現今技術,其回收效率不甚理想,最佳回收率僅約0.2%。 經以上實驗結果可知,在準備烹煮下一餐前,提早約30至90分鐘進行簡單廢熱利用,即有良好節能減碳效果,為環境盡一份心力。

禾本科產製酒精效率之研究

本篇研究是比較釀酒酵母在象草汁、紅甘蔗汁和白甘蔗汁酒精發酵時產製酒精的效率。結果顯示,植物汁液的成分和特性會影響酵母菌的發酵效率和產物。紅甘蔗汁和白甘蔗汁中的其他微生物對酵母菌的影響會隨時間增加而增強,pH值也會影響酵母菌的活性。不論是否在無氧環境,象草汁中的酵母菌產製酒精的效率最好,並且在象草汁中的酒精被氧化的情形比在紅白甘蔗汁中來的小。因此,將釀酒酵母放入象草汁中進行酒精發酵是取得酒精的最佳方法。本篇研究的禾本科植物中,象草是相當適合作為生質能源的材料。

平流層極地渦旋及北極震盪與區域極端寒冷事件之關係

本研究使用NOAA NECP Reanalysis Data 2000年~2020年冬季之緯向風、重力位高度場及其距平變化,探討北極震盪指數(AOI)、極地渦旋對北半球區域極端寒冷事件之關係。AOI與對流層300hPa北緯50~65度緯向平均之緯向風速變動關係較顯著,而與平流層(50hPa)極地渦旋的緯向風速變動僅呈現中度正相關。在太平洋區中,極端寒冷事件發生在AO負相位的比例最高,不過,極端寒冷事件不必然僅發生在AO負相位的大氣條件下,而是與極區的重力位高度場變動有關,且可能發生延遲影響。當極區平流層(50hPa~100hPa)或極區對流層(300hPa~500hPa)的週平均重力位高度距平值明顯上升,代表極地渦旋發生變化,大多有伴隨有極端寒冷事件的出現,即使處於AO正相位的情況亦然,本文對於區域極端寒冷天氣事件之重力位高度場特徵做歸納與說明。

phahcuyu hohcʉbʉ遇見妮芙努(nivenu):探討鄒族傳統醫學葛藤促進凝血機制之研究

本研究主要探討鄒族傳統醫療知識葛藤( Pueraria lobata (Willd.) Ohwi)(鄒語:vici)促進人體血液凝結及最佳使用醫療科學知識,延伸探討「葛藤」促進血液凝結的植物生理機制。我們在鄒族耆老指導並且自製研究設備進行實驗,結果統整以下五點:(1)最佳促使凝血品種為:葛藤>山葛>三裂葉葛藤,(2)應採取部位:嫩葉>老葉>葛莖>葛根,(3)藉由T.D.S離子濃度檢測及EDTA滴定法檢測出葛藤嫩葉中有大量的鈣離子,(4)嫩葉濃度越高,血液凝結速度越高,高於30%就有明顯的凝血效果,嫩葉有高離子流失率、黏稠度,進而提升凝結速度,(5)口水實驗組比對照組加速血液凝結(345秒/滴>667秒/滴),推測應該為表面張力及黏稠度。綜合以上研究成果,鄒族葛藤凝血可被西方科學印證,是值得被傳承的文化知識。

防曬乳好蝦—探討防曬乳進入水體對黑殼蝦生長之影響

本研究主要探討人類使用防曬乳進入水體後,對水生生物的影響。我們將防曬乳分為物理性和化學性防曬乳,依據不同濃度加入水體之中,觀察黑殼蝦成長和存活率變化,同時也觀察魚缸水體的改變,藉此初估探討不同種類防曬乳對環境和水生生物的影響。實驗進行一共七週,我們發現化學性防曬乳成分可以誘發綠藻大量生長,而物理性防曬乳可以促使矽藻生長。黑殼蝦在1ppm化學性防曬乳存在的環境中,生長和存活率不受影響,但濃度太高仍然會抑制其生存。物理性防曬乳則不論濃度多少,對黑殼蝦的影響相較於化學性防曬乳都較大。所以我們建議如果要進行水上活動,最好可以是用化學性防曬乳產品,減低對水域生態的危害和影響。

當我們“聯”在“疫”起 ─ 模組化物聯網體溫偵測管理系統於防疫調查與人員管制應用之研究

因covid-19防疫缺失,提出創新ㄧ站式IoT疫病徵兆(高溫)偵測管理系統,串聯“疫病時實調查、足跡完整分析、數據雲端化、大數據登錄、實名制管制、安全檢測、疫病偵測”,讓政府防疫於疫情發生時,即時獲得疫病偵測數據,不再依賴費力耗時的人工訪查,避免謊言與造假,提供完整足跡細節,提升防疫決策品質,保障人員安全,杜絕傳染擴散,運用於全球流行疫病資訊的搜集與應用。 此項創新技術透過全新設計的可身份辨識及無線傳輸測溫資料的IoT疫病徵兆(高溫)偵測管理系統,做為先進疫病資料蒐集平台,提供超遠距全自動測溫,建構雲端大數據鏈,即時數據檢視足跡分析,提供防疫單位研判社群感染風險評估,以利即時阻斷疫病擴散,完成有效防疫拯救生命。

師生鬥智

在「陶哲軒教你聰明解數學」這本書以及第52屆全國中小學科學展覽會國中組數學科「游泳池追逐戰」中,曾討論了師生在泳池中及池邊的追逐,但只有假設學生沿幾種固定路線前進,未討論為什麼選擇這些路線,也未提到師生之間的策略動態變化。本研究以師生兩人都能知道對方想法為基礎,一層一層發展出新的師生策略,並引入賽局論的觀點,最後找到本問題的師生最終路徑,以及勝負決定速率n。除此之外,我們將泳池從正方形推廣到任意正多邊形,找出可能的最佳路徑。

應用深度學習sequence to sequence model 於古文解譯

以將古文翻譯成白話文為初衷,以爬蟲擷取古文解譯網站「讀古詩詞網」中的大量古文及其白話翻譯作為訓練用的資料,並按照不同文體分開訓練。我們先嘗試用Bert模型做選擇題:給一句古文讓機器從四個選項中選出其翻譯。一開始隨機挑選其餘三個選項,正確率高達96%。因此我們挑戰更困難的設置,撰寫搜尋關鍵字的程式,將有與題目古文相同字的白話文放入選項。雖然準確率有些許降低,但仍高於只選重複字最多選項的結果,代表模型有發展出獨立的判定標準。選擇題成功後,我們用MT5 模型嘗試更困難的翻譯,並在訓練集中新增提供不同前後文的注釋資料幫助訓練。雖然還無法翻得非常準確,但仍在某些句子有不錯的表現。我們也發現了模型對某些特定類型字詞的翻譯有待加強,未來希望透過加強代名詞判斷訓練及持續新增注釋來增加整體翻譯能力。

多軌跡飛行模擬器

投出讓人打不到的變化球,是身為投手最大的夢想。但礙於個人身體素質。其實只有很少的人有辦法投出超過五種不同的變化球。而瓶蓋棒球幫我們達成了這個心願。為了精準控制瓶蓋的各種飛行軌跡。我們設計了一款可以多維度調整的多軌跡飛行模擬器。藉由不同的參數設定。可以討論各種參數對於瓶蓋飛行軌跡的影響。且本實驗所設計的軌跡模擬器,亦相當合適作為流體力學單元中觀念的展示。

離子推進器之流場分析與探討

本研究藉調控電源供應器電壓至高壓模組,可輸出不同高壓電,驅動自製以銅釘與銅管構造離子推進器,產生不同大小推力。因推力極小需自製儀器測量,藉檢流計內渦形彈簧與通電後檢流計指針偏轉,製作電磁扭秤量測微小推力。發現驅動電壓(3.7~7.6kV)與離子推進力呈正相關。調整銅針與七枚銅管間距,間距小於0.80cm,尖端放電且推力略為降低,間距介於1.30cm與1.45cm時,轉變為吸力,進一步觀測單一銅管周圍流場,類似電偶極場分佈,說明離子推進器銅針與銅管間距小,視為平行板電場,而銅針與銅管間距大,可視為電偶極電場分佈。最後間距大於1.45cm時,推力驟減為零。產生離子風,通過銅管後的空氣噴流,磁力不偏向證實不具有正負電性,但未經銅管的噴流應帶有正電荷。