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臺灣

「颱」客強強滾

本研究採用聯合颱風警報中心(JTWC) 2011-2020年衛星觀測資料,探究西北太平洋颱風快速增強(Rapid Intensification, RI)現象。研究發現並非所有颱風都會經歷RI現象,秋季(9月-11月)颱風伴隨RI現象發展的比例較其他季節高。颱風最活躍的6至11月,強颱的生成與發生RI的現象具高度正相關。聖嬰現象發生期間,有更多強烈颱風的生成,發生RI現象的強烈颱風也相對較多。RI現象最主要出現於颱風的發展期,其次才是極盛期。最後,以天秤颱風、卡努颱風進行個案分析,發現RI期間出現颱風眼隨強度增強而愈來愈清晰並趨於正圓、螺旋雲雲帶與颱風中心對流雲系發展迅速、颱風結構也愈接近對稱等現象。

運用影像辨識及機器學習改良網路打字系統與密碼

本研究延續先前自己所做的研究進行延伸。首先研究者嘗試利用Python、MediaPipe、OpenCV進行手部辨識,判斷使用者是否用正確的手指按壓鍵盤,逐次開發打字系統提升精進指法的練習平台;在過程中研究者觀察到多數人打字習慣都不一樣,所以嘗試將打字習慣運用機器學習形成密碼,讓其他人就算知道密碼也無法輕易解密,因為他們並沒有使用者的打字習慣。並提出三項研究目的,分別為增加機器學習模型Random Forest並觀察準確率,提出最短密碼之研究方法及忘記密碼系統之研究方法,並提出關於電腦前後端問題的解決方法。目前研究已能夠判斷使用者是否用正確的手指按壓按鍵。未來預計解決打字到拍攝的時間差回推影像等問題,並將蒐集更多數據觀察觀察模型結果,找尋一種最佳的密碼模型。未來也會將此打字系統架設到網站上,並且蒐集使用者的人機體驗感想回饋,進而更為精進完善本系統。

醃漬物中的乳酸菌對胃細胞的影響分析與探討作為食用益生菌之可能

研究發現食用醃漬食品能夠讓腸道菌相平衡、提高免疫力、降低血脂血壓等。科學家們從這些食物中分離出乳桿菌(Lactobacillus)、鏈球菌(Streptococcus)和明串球菌(Leuconostoc)等。本研究希望從醃漬食品中分離出能夠維持腸道健康的益生菌。首先,我們從台北的傳統市場收集醃漬食品,利用選擇培養基分離細菌。通過PCR確認為乳桿菌屬後,測量他們的胞外多醣產量。我們發現菌株1-1、 3-2、 3-4、 3-6-2、和 3-8能夠在含有低酸和膽鹽的環境生存,並測試他們對人類胃細胞的毒性。在MOI=10的情況下,所有菌株都能維持細胞80%的生存率。但是,菌株1-1、 3-2、 3-4、 3-6-2、和 3-8的細胞貼附能力非常弱。除此之外,我們發現菌株PV15、 1-1、 3-2、 3-4、 3-6-1、 3-6-2、和 3-8的上清液能小幅度地抑制大腸桿菌生長能力。未來,我們希望能進行腸道細胞的實驗(CACO-2),並利用動物來檢測菌株維持腸道健康的能力。

製備碳化棋盤腳樹葉夾層抑制鋰硫電池穿梭效應之研究

本研究利用在地取材的棋盤腳樹葉片經過高溫碳化後應用於鋰硫電池,並探討其電化學性能,並檢視其降低穿梭效應發生之成效。 利用三種不同碳化溫度探討溫度對棋盤腳樹葉結構的影響,由SEM圖中我們可以發現,隨著碳化溫度的升高,葉片表面呈現越光滑且越少雜質的樣貌,代表其碳化程度越高,導電性也隨著提升。電化學性能部分1000°C中間層在首圈0.2 C速率放電表現出1702.8 mA h g-1高電容量,而經過100圈0.2 C充放電循環後仍保有82.63%最高的電容保留率。在倍率性能部分,1000 °C中間層在1 C高電流密度下仍保有450.5 mA h g-1超高電容量,遠高於其他樣品。CV分析中可以看到1000°C中間層其還原峰重疊程度良好,且未發現較嚴重的偏移,代表其抑制穿梭效應能力較佳,且反應動力學良好。EIS分析中,1000 OC中間層具有最低的總阻抗,使鋰離子在高倍率時具有良好的導電性,是倍率性能提升的關鍵。

就是砂得住─公路緩速道影響因素探究

本研究發想自國外公路減速車道,以降低剎車失靈之大貨車災害,思考能否應用於我國下坡易肇事路段之可行性。研究小組選定砂土顆粒、鋪設厚度、平整程度、車體重量和速度作為變因,並透過模擬實驗來研究這些變因對減速效果的影響。實驗發現,以篩網選定舖面粗細與鋪設厚度會影響減速效果,不同顆粒大小和鋪設厚度的砂土會影響減速效果,其中細砂與5公分厚度的鋪設最有效。此外,海底淤泥和牡蠣殼粉的減速效果較差。實驗還發現,顆粒和鋪設厚度的關係並非線性,且不平整的表面和流動砂床狀態可以增加阻力,提升減速效果。車體重量和初速度也會影響減速效果。根據這些結果,研究小組提出了在台灣下坡路段設置環保型流動砂床減速車道的設計建議。

探討聖嬰現象對黑潮的影響

本研究探討聖嬰現象對黑潮的影響,地域聚焦於北緯20度至25度、東經120度至126度的台灣周遭海域。將流速最大軸定義為黑潮主軸,分季節討論黑潮主軸離岸距與聖嬰指數的相關程度,考慮季風、地形、渦旋等變異因素,也計算迴歸直線方程式進一步建立關聯模型;討論黑潮主軸流速和聖嬰現象的關聯,藉相關係數與外部環境因子觀察。後發現聖嬰現象與黑潮主軸離岸距、黑潮主軸流速皆有所相關,相關程度在年際變化上不甚明顯,而是因應季節與緯度變化有不同程度的相關。

「紫耀」你知道 紫斑蝶幻色條件之探討

紫斑蝶生態課程為我們的校本課程,然而在一次解說導覽的活動中,發現我們對於紫斑蝶的了解只流於資料記憶,於是展開了這一場科學觀察實驗。實驗設計中為了要避免光線干擾,我們自製暗箱,並利用RGB三原色的概念進行分析。發現在相機與紫斑蝶翅膀水平的條件下,不同的視覺角度,所呈現的幻色效果不一樣;光線的強弱也影響幻色的呈現;白色光線與黃色光線相較之下,白光的幻色效果較佳。透過探究歷程,了解紫斑蝶的結構色彩,是適應自然環境的重要方法,生活中也存在結構色的應用,現在人類也利用仿生科技的技術進步,將如同蝴蝶鱗片結構一般,應用在許多光電元件和材料上,發展出如信用卡與紙鈔的雷射防偽技術,甚至是能展現耀眼光澤的布料與烤漆。

「優」然而「生」--探討隨手可得的優酪乳與碳的發電情形

本研究以鋅和備長炭當電極並以優酪乳當電解液作為研究對象探討其發電原理。從發酵實驗中得知優酪乳的發電情形與pH值無關而是受到微生物的生長量影響,在破壞微生物的電子傳遞鏈後電壓電流下降,且能透過餵與乳酸菌牛奶後能提升其電壓電流,由簡易方式能證明優酪乳內有放電菌參與發電反應,且其產生的電流是柏克萊團隊研究的兩倍。在增加氧氣的實驗中得知氧氣能緩和電壓電流的下降趨勢,且我們證明優酪乳在放電16小時後含有0.5mg/l(ppm)鋅離子,代表鋅會放出電子。本研究成功證明優酪乳發電同時保有空氣電池及微生物電池的特性。

它罩得住我

本研究主要為進行安全帽改造,昔日我們常見關於汽車的盲區偵測、內輪差等先進技術皆建置於汽車上面,但實際在行車上造成災害發生的主角大部分為機車,我們閱讀相關文獻發現目前並無機車有相關技術,再者我們希望此技術可以讓騎乘機車、電動機車、電動腳踏車、腳踏車等對象皆可使用,因此我們於安全帽上裝設鏡頭及雷達感測器,透過鏡頭進行車輛物件識別,以識別車輛類型及輪距,進而以公式繪製內輪差曲線與進行盲區車輛偵測;透過雷達計算車側距離以判斷車輛是否會太靠近汽車或是落入汽車之內輪差範圍內,將以上偵測結果透過抬頭顯示方式直接投影在安全帽的面罩上,如此一來將可讓機車及腳踏車族在行車上更具安全性。

Dove之戰-探討不同植物汁液在酸鹼條件下的顏色變化與作用

本研究研發出最適植物萃取液配方:洛神花3滴、黑豆1滴、紫莢長豆2滴、紫色高麗菜2滴與蝶豆花7滴。建構出具穩定性、連續性與高辨識度的天然酸鹼色階圖卡,於pH1~14範圍內產生自然清晰的協同變色反應,顯色漸層分明,辨識度高,成功取代市售指示劑。 探究初期以水萃法提取植物色素,觀察其顏色與稀釋後的色彩變化;接續將各萃取液滴於 pH2~13標準溶液中,運用電腦影像軟體分析RGB色彩參數,量化其變色趨勢。 探究發現,市售指示劑於全pH範圍內的顯色反應缺乏連續性與辨識度。因此更進一步評估植物色素間的協同效應,調整配方比例,提升色階表現整體性。最終優化配方具清晰的變色反應,整體效能優於市售指示劑,展現教學與綠色化學之應用潛力。