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臺灣

偷電不著蝕把鋁?海洋環境因子與防腐

臺灣海洋環境因子與腐蝕速率相關重要性依序應為流速、鹽度、溫度、溶氧量及酸鹼值。流速以台中港數值較大且變動大;溶氧量以基隆港溶氧最低,其餘四港口溶氧量在水深6m內為正常值;海水溫度以高雄港均溫為最高與其緯度位置有關;海水之pH值與腐蝕速率較無關係;海水鹽度以花蓮港變動較大,其它港口變化約為21~32 0/00。金屬腐蝕速率以碳鋼最快且大於銅、鋅、鋁,碳鋼腐蝕速率應為台中港、基隆港>花蓮港、高雄港>金門港。海洋環境的防腐蝕法可利用太陽能板之陰極保護法及考量天候狀況與加裝合適電子元件之線路設計來得到一合適電流不致使造成電解水而生成O2。抗腐蝕實驗中其電解質溶液顏色變化及沉澱物一併考量可為腐蝕速率之另一種新型測量方式。

半正鑲嵌圖形中的捷徑問題

本研究從在方格棋盤中走捷徑的問題出發,推廣至由多個相異正多邊形所組成的半正鑲嵌圖形棋盤,其沿格線走捷徑的方法數與最短路徑。研究中,我們針對所有8種1律半正鑲嵌圖形進行分類探討,包括截半六邊形、截角六邊形、扭稜六邊形、小斜方截半六邊形、大斜方截半六邊形、扭稜正方形、異扭稜正方形、截角正方形圖形。我們將每種棋盤進行「轉正」,使它對應於唯一的矩形棋盤,達到「捷徑同構」,因而原本半正鑲嵌圖中的捷徑問題就等價於方格棋盤的捷徑問題。我們將走捷徑方法數的通解分類,發現有組合數類、以及階差與指數混合兩大類,並分析康威表示法與通解的關係。

咖啡渣菜不菜?有機肥的成效探討

現代人對咖啡的需求量很大,煮完咖啡後剩餘的咖啡渣常被丟進垃圾桶,因此我們想知道咖啡渣是否能像蛋殼、果皮、茶葉渣等當做肥料,來幫助植物的生長。我們實驗分為兩階段,第一階段,以我們常見的將廚餘直接鋪在土上面施肥,但發現效果不好;經過修正後再進行第二階段。我們單純討論福山萵苣的成長,並將廚餘分成腐熟與未腐熟的方式栽種福山萵苣,我們發現咖啡渣以外的廚餘經過腐熟後再進行堆肥效果好過市售肥料。之後也嘗試將咖啡渣和其他的肥料混合與調整咖啡渣的比例,希望找到能幫助植物生長的方式,但原本期待咖啡渣能變身成廚餘黃金,實驗結果卻讓人從夢中清醒,咖啡渣雖能提供養分,但容易結塊的特性,造成對植物的生長幫助有限!

一果一世界—正榕榕果的小宇宙

本研究發現可由顏色或苞孔開閉判斷榕果分期,幫助教學或採集小蜂。隨著果高與果徑增加,果腔直徑同步增加,果壁厚度改變不大,果腔產生空隙,方便小蜂授粉與產卵及雄蜂移動、交配。B期外苞片逐漸成深紫色ㄚ形可鬆開,加上苞孔周圍黃色,是小蜂辨認苞孔位置時除香味外的著陸指標。苞孔發育過程配合開閉及香味釋出可決定小蜂進入時機,白斑有乳管分泌乳汁幫助對寄生蟲癭與食草昆蟲的防禦。小花有獨特空間排列使柱頭與花藥生長向著榕果中心,兩種雌花交錯排列使柱頭在同一水平,可平衡授粉或產卵機會。各色榕果葉綠素總量相似,可見色澤轉變仍可光合供養。果內有授粉蜂一種,寄生蜂5種,還有線蟲、蟎、甲蟲幼蟲、螞蟻等生物,榕果充滿物種多樣性。

改善疊椅卡住之研究

塑膠椅疊在一起椅腳間有摩擦力,當拉力小於最大靜摩擦力+椅重就拔不開,因此本研究主要探討椅腳加裝魔鬼氈、市售和自製半圓珠對於疊椅拉力的影響。先以魔鬼氈與市售半圓珠做實驗,發現市售半圓珠降低拉力效果比魔鬼氈好,且半圓珠越厚越多,則降低拉力越多。再來以三D列印製作不同厚度半圓珠做實驗,結果發現厚度5.5~6.5mm時,拉力從5.27kg降至2kg以內;厚度大於7mm以上時,拉力更降為1.55kg以內,幾乎不卡了,而且以黏貼在「中」位置(椅腳連接片)效果最好。綜合以上,建議厚度7mm以上黏貼在椅腳連接片位置即可達到不卡效果,更建議廠商直接在椅腳內部設計凸面,開模成一體成型的塑膠椅就能解決卡住問題。

穿越龍宮寶庫

西湖鄉金獅村龍洞溪附近出露的岩層,可以見到分佈非常密集的海膽化石,該岩層為更新世的頭嵙山層,屬於臺灣較年輕的地層,且位於通霄背斜軸與銅鑼向斜軸之間。根據野外調查發現這些海膽化石層大多介於泥岩層及其上部的粉砂岩層之間,並沿著岩層傾向北偏西78度傾角2度延伸分佈於河谷兩側。 透過分析發現,沉積物淘選度好,搬運距離近,海膽化石全是奇異掘沙錢,其受環境影響而有不同顏色,由露頭處估算,消失在河道上的海膽化石體積至少53.37立方公尺,另貝螺類化石也豐富。 綜合各項證據本研究認為研究區海膽化石密集處,其成因可能是氣溫上升與經風暴海水帶到海底沉積,再經地殼隆起而於陸地上,但因岩層沉積物膠結狀況差,顯示海膽化石未經深埋。

以分散式邊緣運算網路架構實現智慧機器人代理系統之研究

本研究企圖建構一個運用邊緣運算技術(Edge Computing)之人工智能機器人代理人(AI Agent),並將之運用於實體人型格鬥用機器人的研究開發中。 在此以人型格鬥機器人做為場景需求使用設定目標,運用彈性化模組,加上分散式、嵌入式即時網路技術來降低系統設計的複雜度,整合通訊協議與深度學習YOLO影像演算法,進一步運用ZMP運動控制理論,以及多維感測器融合技術(sensor fusion),融合陀螺儀(GYRO)、加速儀(accelerometer)、CMOS Sensors、FSR(Force sensing resistor)作為人形機器人智慧平衡基礎,再藉由圖形識別做為預測辨識以及智慧姿態ZMP控制技術作為攻防策略判斷。 整體系統藉由AI 晶片與嵌入式系統網路作為整合。透過網路即時傳輸環境資訊與指令,使機器人可以知道高層的指令目的資訊。值得一提的是本系統網路設計建構依照仿生哺乳類動物的分層式架構。神經系統將反射以及即時控制交由智慧代理人軟體作為即時演算與控制來達到高性能與彈性發展的需要,未來可用在高等擴充性的人形機器人使用,包括格鬥機器人,人形機器人工地建材搬運、具自平衡醫療外骨骼機器人......等,使人與機器人能並肩工作,提升人與機器人整合互動。

腔體共振與開孔流速的探討

本研究探討腔體受聲音震動導致開口噴出氣流的現象。實驗以揚聲器播放聲音,使固定於其上的剛體錐形瓶共振,揚聲器與腔體之間並無直接接觸。通過改變聲音頻率、腔體參數(包括體積、瓶口截面積、瓶頸長度),以及揚聲器震動振幅與腔體內外氣壓,研究噴流流速的變化。 研究發現腔體內氣壓振幅超過臨界值時,腔體開口處會噴出一連串渦流環,根據拍攝的影像確認連續的渦流環組成的噴流即為合成氣流(synthetic jet)。噴流流速在聲音頻率與腔體共振頻率相同時達到峰值,並隨聲音頻率偏離共振頻率而急速下降。流速峰值頻率符合修正後的亥姆霍茲公式,且瓶頸長度越長,共振時合成氣流峰值流速越低。本研究為聲能轉動能方面提供新的研究途徑,並有進階研究的可能性。

建立大鼠模式之新行為派典以研究跨模式注意力的動態轉換歷程 Rapid switching of attention modality in a novel cross-modal selective attention paradigm in rodents

我們的感官不斷地提供超過大腦可以處理的信息,所以需要注意力來選擇性的處理重要的感官信息。雖然研究指出,人類有能力處理在同時呈現的不同感官刺激中集中注意力在一種感官,但對於這樣的跨模式注意力如何快速移轉在感官間仍不理解。要回答這些問題,首先要建立良好的行為派典,我們才能夠從中研究跨模式注意力的轉換歷程。在本研究,我們設計了一個新的派典,允許自由行為的老鼠在同時呈現的聽覺和視覺刺激間動態地轉移注意力,並透過老鼠的行為選擇反映出他們當下的注意力焦點。我們觀察到老鼠面對同樣的聽覺與視覺刺激時,能在不同的狀況下,將注意力焦點專注於其中一個感官刺激,並忽略另外一個; 且能在單一次刺激呈現之間快速的移轉注意力焦點。這些結果證實我們建立了一個新的跨模式注意力派典,我們能在未來的實驗中研究背後的神經迴路機轉。

花容失色-鳳凰花的旗瓣為何會先凋零?

鳳凰木的花朵擁有五片花瓣,上方花瓣與其他紅色花瓣不同,是白色底紅色斑點根據文獻,這片花瓣稱為旗瓣,功能是作為蜜標來吸引傳粉者。研究觀察發現鳳凰花的旗瓣會先捲曲凋零和蜜標存在的功能互相矛盾,本組推論與環境、授粉有關連。經研究發現旗瓣凋零與生長環境、花粉及花蜜是否被採集無關與授粉方式有關。異株授粉導致旗瓣凋零的時間提前同株異花授粉旗瓣凋零的時間與自然狀態相近自花授粉、無授粉則導致旗瓣凋零的時間延後。異株授粉對鳳凰花而言是有效且成功的授粉,會導致旗瓣提早凋零,將蜜標隱藏,提高其他尚未有效授粉花朵成功授粉的機會,並且產生成熟的種莢。無效的授粉會導致旗瓣凋零時間延後藉此等待有效的授粉機會。