全國中小學科展

臺灣

正n邊形內接正m邊形

先前已證明正𝑛 邊形內接正𝑚 邊形,當𝑚 = 3 或 4時𝑛 為任意數皆有解, 本篇我探討正𝑛 邊形內接正𝑚 邊形( 𝑛 ≥ 𝑚 ≥ 5 ),當(𝑛, 𝑚)滿足何種關係時有解。 在研究中,我從最小(6,5)開始,依次遞增討論,我發現了,有解的一些規律(稱之為標準型),藉由標準型嘗試規律。同時(𝑛, 𝑚)為一般數時,找出何種情形必無解,藉此探討、驗證一般項於何時有解。 在找出有解關係後,探討出規律後找出如何產生構圖的方式,以 GGB 做出構圖。

AI時光機-利用照片轉換技術重溫在地歷史

目前網路上流傳許多使用人工智慧修復照片的網站或應用軟體。然而,由於這些訓練資料多數來自國外,導致修復中式建築照片的效果欠佳。此外,許多老舊照片因氧化、潮濕而泛黃,使得修復程序比起修復純黑白相片更加困難。因此,本研究旨在建🖂一個專門修復中式建築物的機器學習模型,主要分為以下三個部分:首先,使用機器學習模型對老舊照片進行修復,包括著色、去模糊化和降噪;其次,分析使用不同比例之有色調照片(模擬泛黃照片)訓練模型的效果;最後,研究不同的修復順序(著色、去模糊化、降噪)和模型執行次數對照片修復效果的影響,發現「著色、去噪、去模糊化」的順序修復效果最佳。此外,許多老舊照片因為受損等原因,只剩下極少的特徵,因此本研究採用機器學習模型,以延伸重建原始照片。透過這種方法,我們能夠重新建構當時建築物周圍可能的場景和情境。

論屏東地區午後對流雨與氣象要素之關係

屏東地區是台灣重要的農業產區,盛產鳳梨、芒果等多種水果,而瞬時的強降雨經常造成農業損失,甚至造成土石流或山崩。本研究中主要探討屏東地區四個氣象站在有無午時對流雨事件時,其對流雨與氣象要素相關性。首先我們分析屏東地區午後對流雨與氣象要素的時序分布,發現有無對流雨事件時並無太大差異性。接著分別探討氣象要素在有無午後對流雨事件前頻率及條件機率之逐時變化。根據結果,發現如果 1)實際水氣壓大於 22.5hPa,2)相對濕度介於 55%至 75%,3)風向轉向西南風、北風、或東北風,則發生對流雨的機率會增加。推測上述參數可能與太陽熱力效應及夏季西南季風有高度相關。未來將各氣象要素進行權重的分析,以期找出一合理模式,進而預估降雨發生。

溶液深淺長短跑—創新方法精密測量折射率與液體濃度的關係

我們利用一般裝潢使用測量距離的雷射測距儀,配合理論推導,自行設計實驗方法與步驟,成功地精確測量各種水溶液在室溫下的折射率。透過我們的實驗方法與高中光學插針法測量液體折射率的實驗比較,測量誤差比插針法得到的實驗結果小一個數量級。我們還利用此實驗方法精確測量不同濃度的各種水溶液之折射率,探討折射率與濃度之間的線性關係。我們更進一步測量雙溶質水溶液與不互溶的兩液體,發現其折射率皆具有線性疊加的關係。

探討溫度對蝴蝶翅膀彩蝶效應特性之影響

本研究主要探討溫度對蝴蝶翅膀彩蝶效應特性之影響。為了研究蝴蝶翅膀光子晶體結構的特性,測量了翅膀對紅、藍和綠三種顏色光在不同角度和溫度下的反射率強度。當環境溫度變化時,小藍閃蝶翅膀的光子晶體結構會膨脹,週期性也會略微改變,導致藍光反射率明顯降低。然而,當環境溫度超過攝氏 40 度時, 反射光的強度則不再隨溫度變化。此外,斜角入射時,光線與鱗片截面增加,影響到較長波長的紅光和綠光。未來,計劃改變其他環境因子,以探討是否有其他因素會導致蝴蝶翅膀光子晶體結構的變化。同時,將致力於設計利用光學方法來測量溫度及其他環境因子的新方法。

大開眼界-機器人影像與對位系統評估

影像對位(Image Registration)為重要影像處理工具,目前已經廣泛運用各個領域,從影像醫學偵測與診斷、工業製造、品管檢測、臉部辨識都是電腦對位的應用。本次研究將探討機器人影像對位,分別透過不同影像感測器來擷取外部影像資訊,透過對位系統進行目標 物瞄準。在準確性分析研究發現不論是單一定點或是連續三點分析 結果顯示感應器的Cpk 未達1.33。此外,分析過程中發現Vision sensor 的 Cpk 值高於 GPS,顯示 Vision sensor 在影像對位準確性表現性上優於 GPS。在時效性分析方面,感應器的種類與底盤齒輪組對於影像對位時間無顯著差異,在連續三點實驗發現時效性與偵測的地點達 顯著差異。研究結果顯示在未來自駕車的設計可以將影像對位與辨 識功能結合,透過感測器觀察外界影像資訊,結合機器學習與演算法, 提高辨識率及時提供行車資訊,提高道路安全與成員安全。

探討電漿沉積六甲基二矽氮烷與四氟化碳對材料疏水性與抗腐蝕性之影響

生醫材料的開發與應用,現今佔有極重要的地位,但以金屬製的生醫材料而言,仍有植入人體內,被體液腐蝕或氧化的問題。本研究希望藉由高分子薄膜沉積與基材表面處理兩種方式,使金屬醫材能夠抵抗腐蝕,以延長使用年限。 本研究比較以真空電漿系統分別沉積六甲基二矽氮烷 (HMDSZ) 薄膜與使用四氟化碳 (CF4) 處理基材後,對不鏽鋼基材表面之抗腐蝕性和疏水性的影響;並找出使基材表面具較佳抗腐蝕性的工作條件。實驗結果中發現:(1) 在單體壓力為 60mtorr、功率為 30W的電漿參數下,沉積 HMDSZ薄膜 30分鐘,具較佳抗腐蝕效果與疏水性;(2)在沉積後 21天內,HMDSZ薄膜置於室溫時間越長,其抗腐蝕效果越佳;(3)CF4表面處理可能造成蝕刻或沉積,實驗中尚未找到可增加疏水性與抗腐蝕性之參數。

代謝物 2'O Methyluridine 對乳癌細胞株的影響及作用機制探討

在近期的臨床觀察中,我們發現腫瘤微環境有許多共存微生物,本研究透過生物資訊學發現微生物代謝物 2'O Methyluridine 可能有促進乳癌細胞生長的功效, 便設計實驗進一步解析兩者之間的作用機制。 本研究探討 2'O Methyluridine 對 MCF-7、T47-D 兩種常見乳癌細胞株的作用機制,發現 2'O Methyluridine 對 T47-D 的生長與細胞群落形成具有促進效果,而 MCF-7 的生長則是受到抑制,且 2'O Methyluridine 可能造成乳癌細胞中編碼粒線體 ATP 合酶亞基的基因之表現量降低。 本實驗的研究結果可提供乳癌治療的新方向,若微生物代謝物對於不同種類的癌症細胞株有不同的反應,我們可以針對患者的腫瘤細胞預先進行分析,並同時針對微生物與癌細胞進行治療,或許可達到更佳的療效果,減輕化療的副作用。

軒嵐諾颱風2022與卡努颱風2023冷水坑成因之能量通量分析

本研究首先觀察 2022年軒嵐諾颱風與 2023年卡努颱風表面的海水溫度較低的區域,即冷水坑,以及颱風中心附近 200公里的平均風速。進而以表面海水溫度較低之區域訂定為冷水坑研究的空間範圍,計算冷水坑在六個方向(東、西、南、北、上、下)的能量收支,包括分析:水平與垂直的傳導、可感熱、水平與垂直的溫度通量。 各個能量途經在颱風滯留時全部顯示冷水坑在向外界吸收能量,同時從能量的收支量判斷出海水主要以水平溫度通量、熱傳導和可感熱進行能量交換,而東方與北方為能量向外流出的區域,且冷水坑的能量吸收在颱風滯留的第一天達到高峰,並且高峰持續至颱風滯留的最後一天,在颱風離開冷水坑後,向外匯出的能量不斷減少,約在滯留後兩天才轉為能量流入。

尋找提升淡紫青黴菌BA1S菌株降解PBAT塑膠能力之因子

塑膠汙染問題日益嚴重,生物降解是一個對環境相對友善的解決方法。淡紫青黴菌(Purpureocillium lilacinum)為一種內寄生性真菌,前人發現其 BA1S 菌株具有降解PBAT(Polybutylene Adipate Terephthalate)塑膠的能力。本研究目的在篩選能夠提升 P. lilacinum BA1S 降解 PBAT 能力的添加物。將厚度 30µm 的塑膠片置於含有 BA1S 以及各類添加物的溶液中進行生降解試驗,以 7 天或 14 天為單位進行取樣,依塑膠片餘重來計算塑膠的降解百分比。實驗結果發現添加 Cu²⁺離子的處理組在鹼性環境下(pH 7.5)有最佳的降解效果,推測是該添加物可作為漆酶(laccase)的誘導物,促進 BA1S 的氧化的降解效果。添加 Rifampicin 的處理組也能顯著提升降解率,推測是因為該物質具有促進 cytochrome p450 單加氧酵素活性所致。本研究成果不僅可運用在降解 PBAT 農膜,也可以解決田間病原線蟲危害的問題。