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臺灣

角格織網-探討角格矩形中對角封閉區的角格數變化

本研究目的為在相同的等腰直角三角形密鋪而成的矩形中,若從右上角頂點分別往左與往下移動數格,及左下角頂點分別往右與往上移動數格,再分別從左下往右上連接2條直線,並將這2條直線拓寬成一個封閉區域,則此對角封閉區域T會經過幾個三角格呢?先從左下角至右上角的對角線會經過的三角格開始觀察,發現經過的三角格數量與矩形長邊、矩形長、寬邊的最大公因數有關。接著將對角線有規律的拓寬成不同的封閉區域,並將經過的三角格用相異的顏色區分,用逆向思考的方式,把矩形中的三角格總數減去2直線經過的三角格數量,順利找出計算公式。最後我們也用相似的概念順利找出另一方向對角封閉區域H的計算公式,讓整個研究更為完整。

以高選擇性膦酸錯合物作為螢光感測器檢測水樣重金屬離子(Zn2+和Cd2+)

本研究以三膦酸酯配體、2-(2-吡啶)-苯并咪唑和 Cd(ClO4)2、CuCl2,合成[Cu2 (H6tpmm)2(Hpybim)2]⋅H2O和[Cd2 (H6tpmm)2(Hpybim)2(H2O)4]·2H2O兩種膦酸錯合物,分別稱之為Cu-Complex和Cd-Complex,錯合物與重金屬結合後會產生螢光,藉此可量測是否水樣中含有重金屬離子。實驗結果發現,Cu-Complex會和Cd2+和Zn2+離子結合並產生明顯的螢光反應,Cd-Complex則會和Zn2+離子結合產生明顯的螢光反應,且能偵測到極微量的水中重金屬Zn2+達0.0086ppm,遠低於環保署的排放標準5ppm。經由測定工廠的流放廢水能確定將此錯合物運用在現實生活中的可行性。此外,我們合成的Cu/Cd-Complex提供一另類化合物檢驗水樣重金屬的方法,有別於用傳統昂貴精密儀器檢驗法,有運用於檢測生活中水質特定重金屬的潛力。

以β相氫氧化鐵奈米顆粒修飾三氧化鎢奈米片以應用於高效能光電化學水分解產氫

隨著人們對綠色能源的日益重視,具有乾淨、無污染優勢的氫能源被寄予厚望。光電化學水分解被認為是一種新穎且有前景的產氫策略。然而,光電化學水分解受到載流子分離效率低、載流子界面傳輸速度慢和可見光吸收差等因素限制。FeOOH曾被報導能有效進行表面改質,並提升活性位點的手段,尤其β-FeOOH具更優秀的電化學表現,且具豐富的氧空缺,其可以輔助電洞轉移並與Fe2+結合[1],因此本研究使用β-FeOOH奈米粒子修飾WO3奈米板的表面,且因為它具有較低的能隙,可有效提高其在可見光區域的光吸收。光電流密度在1.23 V vs. RHE(可逆氫電極) 時可顯著提高至1.41 mA /cm2,比純WO3奈米板高約2.3倍。特別是FeOOH @WO3奈米板的雙電層電容值更是提升至472 μF/cm2,並且在太陽光的吸收比純WO3奈米板都更有優勢。未來,我們將結合儲氫技術開發成套供能裝置,不斷提高太陽能製氫系統的效率。

與「海」水來「電」─探討基隆部分海域發電效能與其應用

本研究以『環保』的概念為前提,運用在基隆易採集海水的海域來進行研究。本研究探討不同海域海水、不同電極片對伏打電池的發電效能影響,結果發現:(1)電極片的選擇最佳組合:鎂-鐵 (2)電極片放入電解質中面積愈大,能增加效能 (3)電解質的選擇:和平島海域>八斗子海域>外木山海域(4)串聯多個伏打電池可以提高電壓。除此之外,我們也將鹽電池縮小化,運用基隆海水及鎂銅電極片組合就可用以照明。

隱藏在聲音中的魔鬼-探討adversarial voice attack對智能語音辨識模型影響之研究

本研究的目的在於探討Adversarial Voice Attack在對保護智慧財產權、抵抗自動翻譯的能力和預防智能設備危險,並以此進行大規模的應用。我們本次使用了常被用來做為翻譯系統的silero作為研究基礎和試驗對象,使得我們可以評估我們的對抗性樣本是否可以作為對抗自動翻譯的手段和它對模型的效果。利用FGSM(Fast Gradient Sign Method)方法生成對抗性noise來干擾模型對語音的辨識效果。我們的目標為透過解析模型label來製作能夠對模型進行有效攻擊的對抗性樣本,並以進化策略(Evolution Strategies)嘗試進行黑箱攻擊。 根據研究結果顯示在已知模型梯度的情況下可以做出噪聲極小的對抗性樣本。而我們在使用進化策略其中的協方差矩陣自適應進化策略(Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy)進行黑箱攻擊也可以使得製作出來的對抗性樣本的噪聲難以被人體感知。

探討阻尼球對高樓的減震效果及影響

地震這項話題一直是我們在注意的,尤其更身處於板塊交界帶上,地震成為重要的課題,近年來有許多研究在對地震進行更地研究深入。本研究的目的在探討阻尼球置於不同的樓層高度後,施以人為震度後對建築物的減震及影響,我們自行製作地震台、建築物、阻尼球,並用Tracker拍攝搖晃的情況、用Phyphox APP紀錄加速度,將數據匯出程式並做出分析。 實驗結果顯示,對應對壓換算最小地震級數為3級,最大為5強。而每個地震級數都有對應較佳放置阻尼球的樓層。且將阻尼球放置在房屋模型6分之3處帶來的減震效果最佳,而其他情況仍有加裝阻尼球造成加速度增加的情況出現,而在能量轉移的過程中多為高層樓轉向低層樓居多。

雙金屬觸媒(Binary alloy catalyst)在二氧化碳還原反應上的應用探討

二氧化碳在大氣濃度中不斷飆升,進而加劇溫室效應。該如何降低二氧化碳的汙染成為一個重要的議題,而其中將CO2RR有很好的發展,運用電化學將二氧化碳經過金屬觸媒進行還原反應,得到的產物可以做為燃料電池的燃料來源或化工原料…等許多應用,被視為將來很有潛力的環保科技。 然而以銅做為觸媒雖然可以獲得多樣的產物,卻缺乏選擇性,因此我們決定以銀作為輔助,製作雙金屬觸媒,進行改善。 本實驗合成核殼結構的銅銀奈米粒子,並以碳黑作為載體,來製作金屬觸媒,可以防止銅在反應過程中氧化,並同時保留兩種金屬的特性。我們開始思考還原溫度如何影響雙金屬觸媒的生成,進而影響產物的選擇性。我們計劃以油胺油酸法合成銅銀金屬觸媒,改變溫度條件,並嘗試不同的金屬比例,尋找提升效率的最佳反應條件。

百無一漏

研究探究找出最適合的漏水偵測器與安裝在最適合的位置,完整的系統智能邏輯判斷可以知道每個用水裝置的狀態或哪段水管發生漏水。模仿臺灣3房1廳1衛浴水管竣工圖自製家用水管路實驗模型,作品的Arduino偵測到漏水,優先自動開啟水管上的常開型電磁閥,停止水供應,再透過無線通訊方式傳訊息到屋主手機APP,明確告知屋主是哪段水管漏水。搭配電磁閥自動停水方便維修人員區域性維修,不需要整間屋子停水。藉由自製一套與臺灣水管竣工圖相同等級的作品實體雛形,進行各種不同的使用情境測試、記錄和分析後得到重要且有效的實驗結果。實驗結果證明本作品可以解決任何位置漏水的費時費力查修問題,並且提早停止繼續供水達到水資源環保不再浪費。

飛揚的繩圈

我們利用繩圈發射器研究繩圈在不同速度下的運動及形狀。假設繩圈只受重力、空氣阻力、張力作用,且發射器和繩圈接觸點張力為零,我們發展出計算繩圈受空氣阻力、張力的方法,且張力的理論值和實際值極為接近。我們認為,繩圈的速度越快,空氣阻力使繩圈整體向上抬升,使繩圈變得狹長,但繩圈末端的曲率與張力出現極大變化,相較於空氣阻力,張力對末端的形狀有更重要的影響。而在高速下末端會出現特別的凹陷現象,我們認為是末端的繩圈,受到的張力及空氣阻力,使末端各部份具有向後之加速度,使各段減速導致繩圈形狀發生凹陷。在這個過程中,張力的重要性遠大於空氣阻力,因此我們可以說,繩圈的末端是被自己拉過去的!

等角六邊形的秘密

任意等角六邊形𝐴𝐵𝐶𝐷𝐸𝐹之6邊的延長線,即會得到兩個正三角形Δ𝐼𝐽𝐾、Δ𝐼′𝐽′𝐾′,其中三組對邊以[(𝑎,𝑏,𝑐),(𝑎′,𝑏′,𝑐′)]表示,則三組對邊均相互平行,任兩相鄰邊長的和必等於其對邊長的和(𝑎+𝑏′=𝑎′+𝑏)(𝑏+𝑐′=𝑏′+𝑐)(𝑐+𝑎′=𝑐′+𝑎),則有以下成果: 1.若已知四邊長度,且其中三邊相鄰,即可決定唯一之等角六邊形。 2.三組對邊都相等或都不相等,才能決定一個等角六邊形。 3.兩組有相同公差的數列,各取連續三個正數為邊長,則可決定唯一的等角六邊形。 4.一組等差數列中,任取6個連續正數(𝑎1,𝑎2,𝑎3,𝑎4,𝑎5,𝑎6)為邊長,可形成兩個相異的等角 六邊形([(𝑎1,𝑎2,𝑎3),( 𝑎4,𝑎5,𝑎6)]、[(𝑎1,𝑎3,𝑎5),( 𝑎2,𝑎4,𝑎6)])。 5.當等角六邊形邊長為完全平方數時,可以求出一些特列。 6.討論等角六邊形的面積與用相同大小正三角內鑲崁的個數。