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臺灣

肉多多「攔」水?-星狀仙人掌稜線研究

星狀仙人掌(星球屬 Astrophytum Lem.)可在沙漠生長。真實仙人掌瓣數13,瓣基部厚度1.5 cm,內部集水達96.48%。為探究稜線分布和厚度是否影響攔水量,以tinkercad繪製模型並3D列印稜線瓣數為4、8、12、16,厚度0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 cm的24顆仿生模型,均勻噴水霧量100 ml,讓水沿著仙人掌稜線至根部集水區並測量水量。瓣數16、稜線厚度1.5 cm內部集水佳,可達97.76%。瓣數越多集水愈好,瓣數16者內部集水量皆超過80%。厚度相同,瓣數8的集水量較差,僅60.0%;瓣數16集水量更佳,可達到97.40%。

看得見聲音?—以傅立葉轉換應用聲紋辨識及判讀警示音訊息

沒注意到警報聲往往使人錯過黃金逃命時間,對聽障者或聽力衰退的老人而言,更是不容忽視的問題。本研究嘗試編寫辨識說話者程式,先用人聲找出辨識特徵方法,以傅立葉轉換得到音檔頻率,再用兩種方法擷取特徵來辨識說話者,得知不同參數對準確率的影響,進而實際應用於辨識警示音。 本研究錄製資料庫和測試資料音檔,建立說話特徵後,分析測試資料特徵,與每人資料庫特徵做比對,判斷說話者是誰。結果顯示,一個音檔中取出越多頻率為特徵對準確率沒有明顯影響。將音檔切為小段分析,對準確率影響較明顯,且每個小段音檔長0.02秒到0.05秒有最高的準確率。找出合適的變因後,在辨識警示音上準確率達100%,並將以Arduino連接LED與LCD螢幕,讓聽障者看得見聲音。

探討青少女睡眠型態、鼻結膜炎與壓力對黑眼圈之相關性

青少女的身體意象是自我概念發展的重要指標,而黑眼圈是青少女常見的身體意象困擾之一。為了探討相關因素對黑眼圈大小的影響,本研究收集69位青少女的臉部資料,透過影像分析,測量黑眼圈的大小,並利用問卷記錄受試者拍攝期間之匹茲堡睡眠品質質量表、青少年鼻結膜炎問卷、壓力知覺量表以及睡眠日記等。研究結果顯示週末與週間睡眠型態、鼻結膜炎及壓力三項變因與黑眼圈嚴重度之關聯性達統計上的顯著意義。

風場下圓柱氣孔導管抽吸對風阻係數影響

本研究藉由孔洞抽氣控制氣流邊界層,影響尾部渦流以達到減阻效果。研究主要探討的變因有:孔洞大小、抽氣速率,進而發想抽吸設計是否可運用在旋轉圓柱上。實驗與之前不同的是為抽氣孔洞加裝導管,以及創新的實驗旋轉裝置。實驗結果顯示,透過延緩邊界層分離可以有效控制阻力,在雷諾數15000時,可減阻。抽氣速率達22m/s,減阻最大值達23%。此實驗想法可有效達到減阻效果,並且可以使旋轉葉片減少旋轉阻力,在電壓6V時,轉速提升11%。未來期望能應用在風力發電機葉片上,減少旋轉風阻,提升發電效率。

防鎖死爆胎自動減速煞車系統

ABS已是目前汽車基本配備,基於安全的理由政府也希望機車能強制安裝,因此我們利用車上的爆胎感知器將異常變化的胎壓經由CPU控制ABS短暫作動以提高車輛穩定性。 車主往往因輪胎疏於保養,或一些不可抗拒因素,在無預警情況下發生爆胎,在爆胎發生後能夠平穩的處理這樣情況的駕駛卻少之又少,針對此問題我們設計了關於爆胎後能夠控制點火系統並同時以ABS煞緊另外一輪,主動安全的介入,讓打滑的現象盡量減小,以保障駕駛人與其他用路人的安全。

探討鉑錫合金微結構對直接乙醇燃料電池陽極催化反應之影響

現代各國重視環保,醇類燃料電池因此崛起,而其中最為安全的乙醇燃料電池使用之Pt金屬觸媒容易受中間產物毒化降低穩定性,因此Pt與其他金屬形成合金觸媒之相關課題具極高的研究價值。 本研究主要針對鉑錫合金觸媒的結構進行探討,選用內核—外殼型奈米鉑錫合金粒子與無特定結構結合(Random-Alloy)之鉑錫合金進行比較,經由電化學圖表分析後,得到油相法合成內核—外殼型鉑錫金屬觸媒的標準流程。經過乙醇氧化反應的循環伏安法及其他分析測量方法比較後,發現本研究製成之內核—外殼鉑錫金屬觸媒,可以有效使乙醇在較低電位開始反應、提升乙醇氧化之反應活性及維持較長時間的穩定度,可應用於乙醇燃料電池之陽極。

白棘三列海膽管足的吸附脫離機制探討

管足為棘皮動物的特有構造。本實驗利用自製的實驗裝置,測得白棘三列海膽的管足在水中具有強大的吸附力,且該吸附力主要源自於黏性物質。在觀察管足吸附與脫離的過程中,我們發現管足在吸附時會朝向介質面做出擠壓動作,藉吸盤內部片狀的小骨關節產生形變,以釋放更多的黏性物質,也透過管足腳印的染色結果證實黏性物質的存在及分布。本研究歸納出白棘三列海膽吸附脫離的完整過程:黏性物質預先分布於吸盤表面及儲存於吸盤內部,當接觸介質面時,透過擠壓動作釋放大量黏性物質,並藉由去除黏性物質使管足快速脫離介質面。這種黏性物質可在水中作用,並且能夠被迅速移除,在仿生學上極具應用潛力。

各種控制因子對雙漩渦互動的影響

本研究透過水工實驗模擬實際雙颱系統並繪製出軌跡圖,以探討颱風中心距離、相對強弱,以及太平洋高壓的環流等控制因子如何影響雙颱系統,並對漩渦的結構進行了定量分析,以增加模擬結果的可信度。 研究結果顯示,上述三個因子皆對雙颱系統的交互作用有著重大影響,其中,當兩颱風中心距離越近,其受彼此駛流影響發生互繞的情形也越明顯;當兩颱風間有強度差異時,較強颱風的繞行軌跡曲率半徑會較小,反之亦然;在模擬中加入太平洋高壓的作用時,雙颱系統的運動軌跡則可視為上述結果與高壓造成之共同西向運動的疊加。

「炭」「桃」問題---自製鐵磁生物炭並活化過硫酸鹽(PMS)降解水中四環黴素之研究

大葉桃花心木為校園常見樹種,本身具有毒性,鮮少被回收再利用;四環黴素為汙水常見之新興汙染物,對人類健康與生態穩定造成威脅。生物炭是將木材或枯死的植物,在高溫下以無氧方式加熱裂解,作為土壤改良物質或吸附劑,為低成本、多孔且富含碳元素材料;過硫酸鹽(peroxymonosulfate,PMS)具有超強氧化性,產物毒性較低,廣泛應用於去除水中有機污染物。 本研究以各種溫度(300~900°C)將果殼燒製成生物炭,用於吸附四環黴素溶液,探討活化不同濃度PMS降解效果,得出最佳條件為300°C生物炭添加於0.01mM之PMS。並將表面改質為鐵磁流體,催化PMS具有回收再利用的永續概念,實際投放人工淡水和魚類養殖水體中,提供快速簡易的淨化水質方法。

跟著拿破崙一起壓縮多邊形吧!

本文旨在推廣拿破崙定理「以任意三角形各邊為邊分別向外作正三角形,則它們的中心(三心)連線必構成一個正三角形」至「對多邊形各邊為邊分別向外作正多邊形,則正多邊形的中心點(三心)可依序連成正多邊形」時成立的多邊形條件(此多邊形稱為拿破崙多邊形)。本文證明出拿破崙多邊形、平行多邊形與壓縮多邊形的成立條件互為等價,並推廣拿破崙法為「對多邊形各邊為底邊分別向外作相似三角形,其中相似三角形頂點依序連線」且討論完畢。