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臺灣

由立體思維解循環式最大流量問題_以教師介聘為例

本研究旨在應用立體思維解決循環式的最大流量問題,於教師介聘中,可提出擁有品質保證之方法,並求得介聘成功人數之區間。教師介聘應為一限制的網路流(每個節點至少一入一出),試著求出最大循環流量。 教師介聘為學校間之教師調換作業,透過志願選填與其他參與者進行交換。以110年的介聘規則而言,介聘順序為單調→五角調→四角調→三角調→互調,相同者以積分高為優先。現有制度受限於作業期程、業務人員能力,約略簡化問題原型,但即使如此,介聘處理的結果仍不提供數據分析,導致無從分析其品質及過程,因此介聘的結果、數量和方法皆仍有很大的研究空間。 此研究除了可使媒合數量最大化外,進而由原模型衍伸出多種策略,可以透過調整參數並於結果與時間中取得平衡。單志願介聘中,透過使用不同模型使準確率(介聘成功人數/最多成功人數)介於88~100%,運算時間與準確率成正相關。多志願介聘以自訂規則作為範例,套用單志願介聘模型呈現效果。

Fluorescent Nanodiamond Application in Dengue Fever Precision Detection (螢光奈米鑽石於登革熱精準檢測平台之應用與研究)

登革熱是一種由蚊子傳播的全球性疾病,已在全球各國造成了嚴重破壞。當前沒有針對登革熱的疫苗或療法,使得早期診斷階對該疾病的預防極為重要。本實驗提出了一種新的診斷模型:自旋增強型側向免疫測定。自旋增強側流免疫分析平台與診斷標記物螢光奈米鑽石結合使用,利用電磁場調控螢光奈米鑽石發出的信號,以提供準確和靈敏的結果,取代傳統的奈米金側向免疫測定平台。我們發現基於螢光奈米鑽石的自旋增強型側面免疫分析法在登革熱病毒診斷中的應用不僅可以準確地檢測出登革熱病毒抗原NS1,而且還提供了比基於奈米金的橫向流免疫分析法高約100倍的信號靈敏度。自旋增強型側向免疫測定法是針對登革熱病毒的一種改進的診斷工具, 未來可以應用於其他病毒篩檢,例如寨卡病毒和新型冠狀病毒。

臺灣紅樹林與鹽沼土壤碳封存能力差異:以新竹新豐地區與臺中高美溼地為例

本研究以臺灣新竹縣的新豐紅樹林與臺中市的高美溼地,分別作為臺灣紅樹林與鹽沼的代表。經過元素分析、粒徑分析及密度分析之後,比較臺灣紅樹林與鹽沼兩個藍碳系統的碳封存能力差異及和國外相關研究間的差異性。本研究發現,採樣地距海越近,有機碳佔底土比例越高;粒徑較小的沉積物顆粒,較可能儲存更多有機碳;並藉此得出了藍碳相關研究受地理環境影響很大的結論。各採樣地樣本的活性有機碳(LOC)比例多大於難降解有機碳(ROC)比例,可能是由於臺灣的藍碳系統缺乏河川穩定供應有機物,又受到年齡與氣候條件的影響,其中儲存的ROC在總有機碳(TOC)中所占的比例不高,因此不適合長期儲存有機碳,卻很可能在幾十年內快速形成一個新的碳匯系統。

智慧勘察車

現本專題是建構無人載具車進行探勘平台的開發,其主要以Arduino Mego 2560作為本地主控台,輔以OLED顯示螢幕展現各類偵測資訊如溫濕度等,並以藍芽模組將相關資訊傳送至遠端平台顯示,除了探測相關資訊外,還將無人載具周圍的環境影像透過ESP32CAM無線wifi攝像頭模組傳送至遠端平台,以提供遠端平台對於周遭環境的掌握及判斷執行相關的控制,因此探勘平台將可提供許多不適合人類到達的場景進行許多探勘及相關救援等行動。

蟋蟀的發聲構造與音量、頻率、聲音特色之探討

我們想知道,常在校園或街道角落的蟋蟀的叫聲,是否體型或者發聲構造的面積會與他們有關聯。因此,我們能夠在市面上看到同種,卻不同大小、顏色的黃斑黑蟋蟀,也讓我們想要探討,同種的情況下,蟋蟀是否會因為體型大小而聲音特色有所不同。本實驗研究黃斑黑蟋蟀,我們選用體型較大的「黑龍仔」品系及體型較小的「紅羌仔」品系,透過透過回歸分析的方式,分析當一隻「紅羌仔」或「黑龍仔」黃斑黑蟋蟀的體重、harp或mirror面積在蟋蟀群體(n=30)中越大,對於黃斑黑蟋蟀呼喚、打鬥、求偶長音、求偶短音的關係。我們也進一步驗證什麼樣的求偶聲能夠吸引雌性蟋蟀的注意,並討論這是否和體型有關。

藥命時刻-天然環境農藥降解與大範圍消除方法研究與討論

本實驗研究常見除草劑「固殺草」的降解與檢驗,同時利用各種物質與方法嘗試消除農藥,並尋找消除農藥「固殺草」最佳方法。 本研究發現:藉由產生「親核取代反應」(Nucleophilic substitution) 能有較佳的消除農藥效果,並且當環境物質含有越多量的胺基酸與維生素時,其消除農藥效果也越好。 根據實驗結果,我們利用環境中易取得的物質,自製簡單、便宜的農藥消除劑,用來協助農民與一般民眾消除農作物上殘存的農藥,並根據實驗結果可以在極短時間內達到去除99%以上的農藥殘留,期望幫助民眾遠離農藥的毒害。

茉拭傳說-探討茉草對桌球上環境菌的抑菌效果

本實驗以桌球表面10個環境菌為實驗對象,用16種植物上清液和三種植物純露檢視抑菌效果,初步結果發現茉草、迷迭香、蘆薈的上清液對桌球表面環境菌抑菌效果較佳,進一步萃取純露進行實驗後,發現茉草抑菌效果較好。將茉草以不同萃取方式(上清液、原液、純露)、不同處理方式(擦拭、噴灑)、不同比例(1:5、1:10、1:20)施作在桌球上,結果顯示以1:10茉草上清液擦拭對桌球表面的抑菌效果較佳;以1:20新鮮茉草純露擦拭對桌球表面的抑菌效果較佳。本實驗發現天然植物具有抑菌效果,茉草是生活中常見植物,栽種及取得容易,而且符合環保原則,建議未來可用更專業的萃取方式,提高其抑菌效果。

黃豆的華麗轉身~微生物發酵研究

延續「穿上一身白雪的黃豆~天貝的研究」,今年探討黃豆微生物發酵天貝對營養成分的影響。我利用黃豆粉加少孢根黴菌、植物乳酸菌或兩菌混合菌粉,製成天貝豆泥作為麵包蟲飼料。與餵養未發酵豆泥比較,乳酸菌豆泥飼養組持續增重,而根黴菌或混合菌豆泥則先減輕後迅速增加。我懷疑麵包蟲不喜根黴菌味道,Y型岔路測驗結果顯示無嗅覺偏好,體重變化與味道無關。微生物發酵分解蛋白質成胺基酸,我透過薄層色層分析檢查樣本中游離胺基酸,結果顯示混合菌組產生最多的游離胺基酸,可解釋它們增重速度超越乳酸菌組。總結來說,我發現根黴菌與乳酸菌共同發酵時,可產生易吸收營養並提高體重增加速度,酵素分解蛋白質產生胺基酸的能力扮演重要角色。

左閃右躲,哪裡逃!

本文旨在探討街道上面對面即將碰撞的兩行人A和D,做左右閃躲的過程。 如圖(1),作(BC) ̅的中垂線交(AB) ̅於E1得L1 (左閃),連(E1C) ̅,再作(E1C) ̅的中垂線交(AC) ̅於E2得L2(右躲)依此規則繼續操作,得L1、L2…。但不是所有△都可以連續作出左右閃躲的中垂線,我們找出可以連續閃躲時∠B和∠C的關係,並預測左右閃躲次數上限。也針對當中垂線Ln恰巧通過A點時,n值及∠B和∠C的關係進行探討;接著擴充到△的每一邊同時各作一輪L1、L2…觀察三邊都能達到Ln的n值及當下的特殊幾何點。研究完中垂線後,將中垂線改成過(BC) ̅分點的垂線,並仿照中垂線的做法,探討∠B和∠C的範圍關係式。

高粱酒糟應用於零換水養殖之效益評估

探討高粱酒糟作為零換水養殖補充碳源之效益,共分為三個部分。 一、正式實驗(一) A(魚溶漿+糖蜜C/N=15)、B(酒糟萃取液C/N=35.44)、C(魚溶漿+酒糟萃取液C/N=15)3組在氨-氮、亞硝酸-氮皆表現出清除能力,其中B組的生物絮團沉積量最多。 二、正式實驗(二) B組(酒糟萃取液C/N=15)在增重量、增重率、飼料效率上都有最好的表現,在肥滿度、肝體比、臟體比和腹腔脂肪比上也有最高表現;與C組(糖蜜C/N=15)無顯著差異。 三、正式實驗(三) 結果顯示,較大水體中的紅尼羅亞成魚能夠正常生長,其成長與飼料效率甚至較實驗(二)之魚苗更佳。 高粱酒糟作為零換水養殖中培養生物絮團補充碳源,具有促進生長、穩定水質的優良效果,且有價格低廉的優勢,極具推廣價值。