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臺灣

Z字型路徑長度及面積等量關係之探討

Z字型路徑是一個由圓上一些點同時以特定角度連結成一組弦線段所構成之路徑。本研究主要在於探討Z字型路徑之兩類弦線段長度的冪次方等量關係,和它將該圓分割成兩個區域面積的等量關係。本研究結果如下,在長度關係方面,當圓上的點為奇數個時,則弦線段長度的平方和具有等量關係。而當圓上的點為偶數個時,弦線段長度的一次方和具有等量關係。在面積關係上,當圓上的點為奇數個時,則此路徑將圓分割成兩個區域面積也具有等量關係。此外,本研究之進階研究結果發現,長度的高次方和具有等量關係之條件與圓上點個數相關。

龜兔賽跑中的兔子:蚤蠅的高頻率間歇性運動之探討

動物的移動過程並非連續,而是呈現經常性行走與停頓的「間歇性運動」,停頓頻率依物種而異。前人研究發現,間歇性運動可助動物恢復體力、增加對環境的感知、及減少被天敵的測知。蚤蠅是已知展現間歇性運動的動物中停頓頻率最高的類群之一,基於前人研究,我們推測蚤蠅可透過間歇停頓來達到更好的運動表現。為探討蚤蠅的高頻率間歇性運動,本研究運用高速攝影機,以每秒960幀的速率來拍攝腐肉蚤蠅、蟻客蚤蠅、及有翅蚤蠅的間歇性運動行為。數據分析結果顯示,所有蚤蠅的停頓時長與下一步的移動距離、移動時長、平均移動速率呈低度相關。藉由測量每次移動路徑方向的轉動角度,並進行種間比較,發現間歇性運動可透過增加轉角或頻率,來增加路徑的多變性。最後,當天敵存在時,蟻客蚤蠅的間歇性運動移動時長增加,頻率下降,或可減少被捕食的機會。

皮革的泡澡攻略

在這次的研究中我們嘗試採用植物染的方式來染皮革,因文獻中並沒有皮革植物染的相關資料可以參照,我們參考動物性材質的布料如蠶絲、羊毛的相關文獻來設計實驗,染劑則選用天然的中藥茜草與山梔子。 研究中發現與染布不同的是,染皮革時要加入滲透液才能讓顏色更均勻附著在皮革上。而加入不同的媒染劑,可以變化染出來的皮革顏色,明礬會讓染劑在皮革上顏色變得更鮮豔;加入醋酸銅染出的皮革變成咖啡色;醋酸鐵會讓皮革顏色偏黑。浸泡時間的長短也會影響皮革的顏色變化,溫度也會影響皮革呈色,我們將變化依次紀錄,找出規律,從而在皮革上染出想要的顏色,最後塗抹表面處理劑防止氧化褪色,並配合皮革工藝製作出兼具美觀與實用的皮革文創商品。

妙絕「吾」生「筆」~水擦環保粉筆之效能探討

本研究利用碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化鈦、樹脂、蠟、色素、蛋殼、粉筆灰等研發環保新粉筆,且透過自繪粉筆檢測裝置,測量其書寫狀況。研究發現碳酸鈣粉筆容易書寫、且清楚,但易掉粉。硫酸鈣粉筆:質輕堅硬、抗變性高。二氧化鈦粉筆容易書寫,寫灰度極高,但較軟易碎。碳酸鈣:硫酸鈣:二氧化鈦:水=3:1:11:8整體效果佳。添加樹脂、水溶性蠟可以提升粉筆的抗變性且使書寫清晰。使用各色顏料色素可調和粉筆顏色,其中薑黃粉的調色較果最好。與市售粉筆比較,自製粉筆的書寫的附著率、寫灰度、擦灰度皆為第一名具有良好的市場價值,而在自製粉筆中添加蛋殼、粉筆灰回收再製作,是環保可行的方法。

這「炭」可導「電」?自製不同木炭導電的可行性

我們是住在山區中的學生,也因此我們在生活中很容易取得木頭與使用木頭。我們這次尋找在學校中與學校附近可以取得的木頭來進行自製木炭的實驗,也測試是否做出來的木炭可否導電。所以透過我們的實驗,我們發現只要乾餾的溫度有足夠,所做出來的木炭都可以導電。而會影響自製木炭導電的差異是木頭本身的成分差別外,還有木頭的硬度與長度也具有影響。

探討RePRP基因對水稻抗生物逆境的表現

前人研究發現在乾旱與高鹽的非生物逆境下,水稻體內的離層酸濃度上升,進而活化RePRP基因的表現,以減少水分散失渡過環境逆境。而同樣會活化RePRP基因表現的茉莉酸,是植物在對抗生物逆境時重要的激素。因此實驗中以萵苣及稻熱病菌為植物排他與植物防禦的刺激者,測試水稻的RePRP基因表現實驗,結果發現RePRP基因大量表現株會抑制萵苣的胚根及幼苗生長,推測與他種植物共同栽培時,會誘導RePRP基因表現,使水稻進行排他作用。另一方面發現當水稻被稻熱病菌感染後,RePRP基因抑制株的幼根與幼苗長度較短,而以不同濃度的MeJA處理後,RePRP基因過表現株其根部幾丁質酶的分解能力較佳,且當MeJA的濃度越高,幾丁質酶的濃度也隨之增加。因此推測真菌感染後,會誘導RePRP基因表現,造成幾丁質酶濃度增加,協助水稻抵抗真菌感染。

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。

酸鹼滴定研究及自製微量滴定裝置

首先以滴管、滴定管、水平微量滴定管等現有滴定裝置進行酸鹼滴定測試,滴定終點時呈現的色澤深淺並不一致,經實驗發現,造成滴定終點色澤深淺不同的主因,是現有滴定裝置產生液滴過大所致。接著針對液滴過大之缺點進行改良,利用螺旋擠壓原理搭配針頭為液滴出口,自製第一代滴定裝置;進而應用氣流吹落殘液,自製第二代滴定裝置。本研究改良型滴定裝置,具備螺旋擠壓液滴、氣流吹落殘液等兩大亮點,可使產生之液滴更微小。最後經實際測試,使用改良型滴定裝置所產生液滴更微小,可使滴定終點更接近當量點,所呈現的淡粉紅色深淺較一致。此全新改良型滴定裝置具備精準度高、操作簡易、成本低廉等優點,深具實用價值,未來有商品化之潛力。

探討大窠坑溪與城市排水道的塑膠微粒情形

研究探討溪水塑膠微粒污染來源並提出解決方法。研究發現大窠坑溪上游的塑膠微粒數量低於下游,可能與人口密度有關。且在下游城市排水道口,溪水的塑膠微粒暴增,顯示排水道是溪水汙染來源。雨季時溪水的塑膠濃度較低,雨量可能稀釋溪水中塑膠濃度。城市排水道流經塭仔底濕地塑膠數量降低,植物淨化效能以布袋蓮最佳,而汙水未接管區數量暴增,顯示汙水接管的重要性。 汙水接管的水會送至污水廠處理,塑膠微粒清除率達73%,以沉沙除油池清除效果佳,刮除上層廢油時一併去除塑膠;RBC生物薄膜,活性污泥能吸附塑膠清除率佳。我們改良汙水廠的沉澱池設計,刮除上層塑膠達96%清除率。因此,建議污水管理及生態淨化,以減少溪水的塑膠微粒污染。

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。