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臺灣

情緒特工隊:表情知覺中異族效應的神經機制之探討

異族效應可能是造成種族歧視的原因。本研究透過按鍵反應及腦波儀的形式,對本國人及高加索人兩族群進行受試。實驗中,我們給予受試者兩種族群、正反兩種方向和七種情緒的刺激材料,請受試者辨識情緒,受試完畢後再利用ANOVA、EEG lab等分析行為實驗數據及腦波圖。分析結果發現:按鍵反應方面,高加索人較會辨認情緒,也表現出較強的同理心;本國人對兩種族皆產生面部倒置效應、高加索人則僅對於本國人產生;高加索人判斷正臉情緒時會有異族效應,本國人判斷時則正反皆無。腦波儀方面,每一種情緒的異族效應是相似的,就腦內影響的區域而言,本國人面部倒反效應多由枕葉影響,高加索人則多由額葉影響,本國人異族效應由右腦影響,且僅出現在刺激後150~200毫秒,高加索人則未呈現異族效應。另外,異族效應與面部倒反效應間具有交互作用,於是在臉部辨識上的正反差異就會呈現不同結果。將上述結果進一層地推論,可得知異族效應是後天學習行為,而面部倒反效應則是受本能與後天學習共同影響而產生。 期望本研究結果未來能運用在社會議題或心理學研究上,減少異族效應可能產生的負面影響。

那些年,我們一起分解的氨氮-微生物處理廢水氮化物之探討

鑒於氨氮會消耗水中溶氧,造成水質惡化、危害水域生態,且政府將逐步管制廢水的氨氮含量,處理氨氮的技術日益重要。去除氨氮的方法有物理、化學及生物法,但物理、化學法成本高且有二次汙染的風險,因此本實驗希望找到能有效分解廢水中氨氮之菌種。採取可口可樂工廠的七池汙水,以高氨氮培養基篩出七種細菌(RW、ST、ET、BA、BS、SR、CA),並挑選出三種氨氮分解效率最佳的細菌(RW、ST、ET)。進一步發現其能有效降低廢水中氨氮,並減少氨氮廢水對水中動植物的危害。因此,我們認為RW、ST、ET能有效處理廢水中的氨氮並減緩氨氮對於環境的危害。

深水炸彈~探究撞擊波對水體與浮球之力學交互作用

本實驗是探討球體受到水與寶特瓶交互作用產生噴射的實驗。藉由研究裝球與水的寶特瓶落下高度與球的噴射高度的數據,找出交互作用的關聯性,進而找到噴射的最佳條件,並探討球噴射的原理。我們藉由電磁鐵、滑軌裝置,以攝影慢速播放方式,發現球體噴射的力來自於撞擊波,藉由寶特瓶瓶身及水體傳遞能量,在水面中央形成空腔及水柱噴射。本實驗以直徑4公分的保麗龍球、使用釣魚線及磁鐵固定在水面中央、約2公分沒入水中;直徑11公分瓶頸斜度大、撞擊面積小的寶特瓶的組合,產生的撞擊波對球體有最佳噴射高度。

蟑螂心世界-利用心電圖與影像分析法探討昆蟲心臟因應體位變化的調節作用

本研究以心電圖(Electrocardiogram, ECG)與心臟影像分析(Image analysis)法,探討美洲蟑螂與短角外斑腿蝗的體位改變對其心臟生理活動的影響。當美洲蟑螂頭朝上立起時,血淋巴受重力影響而往身體尾端移動,此時心跳率增加,進而維持心輸出量。頭朝下立起時,血淋巴受重力影響而更易流向頭部,此時心搏量減少,進而減少心輸出量,以維持血淋巴循環的恆定。我們亦發現相對於心電圖記錄,影像分析法可收集較多參數,亦不傷害蟲體。總結前人文獻與本研究發現:人體(閉鎖式循環系統)主要透過動脈收縮以調節血壓,美洲蟑螂(開放式循環系統)主要改變心搏活動以維持血淋巴循環的恆定。

以交聯化羊膜為模式探討Wnt路徑保存表皮幹細胞之分子機轉

研究目的:以交聯技術改良羊膜,增進其培養並維持表皮幹細胞的效能;並以其為模式,探討Wnt訊息於基底膜上維持表皮幹細胞之機轉。 研究過程:用EDC交聯羊膜(HLE/CLDAM)、天然羊膜(HLE/DAM)或純化之基底膜蛋白培養角膜表皮幹細胞,以細胞群落形成作用分析幹細胞之保存;以免疫螢光染色法、real-time PCR及西方墨點法觀察幹細胞及分化標記之表現、β-catenin、Tcf4、Lef1、integrin β1及integrin-linked kinase (ILK) 之變化。以ILK SiRNA及cDNA分別下調或上調ILK於HLE之表現,並觀察其對Wnt相關蛋白質及p63表現之影響。 研究結果: HLE/CLDAM組比HLE/DAM組表現更高量的幹細胞群落與標記,並可見β-catenin轉移至細胞核、Tcf4及ILK之表現。加入GSK3-β抑制劑促進表皮細胞之群落形成及p63之表現。調控ILK基因可造成相對應之Wnt訊息及p63蛋白之表現。純化之基底膜蛋白活化Wnt訊息及表現p63蛋白,但產量很少。 結論:交聯化羊膜比天然羊膜更能保存角膜表皮幹細胞,其機轉為ILK活化Wnt路徑,後者再作用於p63基因,從而活化幹細胞相關因子。 運用:交聯化羊膜可取代天然羊膜培養角膜表皮幹細胞;培養基質表面的複雜性可用來調控幹細胞之分化,從而提高體外培養幹細胞之效能。

雪山姑 翡翠嫂 順姑情 逆嫂意? 雪山隧道之地質環評與工程建設的恩怨情仇

實驗初期以膠體水晶模擬岩層,模擬雪山隧道水平傾斜約 1°,製作壓克力模型(實驗一),證明是否如賈儀平教授所言《雪山隧道=水脈改道》註3,同時此模型也證明隧道防水襯墊完工後,和隧道開挖時水力梯度的明顯變化。再加上訪問坪林到宜蘭圓通寺一帶居民結論是:1. 雪山隧道對翡翠水庫的影響不大,但對宜蘭方面影響很大2. 模型的數據證明『隧道剛開挖因為出水嚴重出現明顯梯度外,其餘二組都不再有特定梯度,即使隧道處也沒有明顯變化』。證明隧道的水平角度對水也沒有太大導引作用。因為隧道的比例對一座山而言相當小,不會有太大的影響。3. 證明隧道防水襯墊完工後,和施工前(隧道未開挖)是同一狀況。釐清對翡翠水庫影響不大後,重心改為宜蘭。此時我們綜合中興工程資料及地調所資料理出“交錯正斷層的破碎岩體”應是大漏水的原凶!1. 於是用實驗一模型加入“破碎岩體” (實驗二)證明破碎岩體水力梯度的明顯變化。2. 再加上訪問頭城附近社區,了解居民因應大漏水後改變取水層的應變措施。3. 於是再設計模型(實驗三)證明不同不透水層的相互關係。實驗末期再度訪問頭城附近社區,赫然發現水稻已開始種植(去年還荒蕪,居民抱怨連連)看到綠意盎然的稻田和笑逐顏開的居民,我們的照片和實驗數據願為雪山隧道工程做個平反!The experiment began by using gel-crystal model to simulate rock strata and the acrylic model to simulate the dip angle of 1° of the Syue Mountain Tunnel. The experiment aimed to prove if the building of the Syue Mountain tunnel will change the water tunnel as Professor Yi-Ping Jia has indicated. The model also shows the obvious change brought by the membrane lining layed on the Tunnel and the dip angle of the water power gradient when the Tunnel was built. The conclusion of our interiew with residents in the Ping-lin and Yuan-Tong Temple in I-lan is as following: 1. The building of the Syue Mountain Tunnel has more impact on the I-lan than Fei-Tsui Reservoir. 2. The statistics of the model proved that Syue Mountain only showed gradient in the beginning when it was built. The Tunnel itself did not show any obious change. The dip angle of Syue Mountain Tunnel did not draw water due to it is small in size compared to the Syue Mountain. 3. The Syue Mountain Tunnel remained unchanged after the membrane lining was layed. After we can clarify that the Syue Mountain Tunnel has less impact on the Fei-Tsui Reservoir, we turned our attention to I-lan. We combined the information provided by Zhong-Xing Construction and the Central Geological Survey, and found that the cross-normal fault if the cause of the leakage. 1. The second experiement was conducted by adding fractured stones to the previous model and proved these stones will cause the obvious change to the water power gradient. 2. We have conducted another to the communities around Tou-cheng and realized that residents have changed the water supply strata in response to the leakage. 3. Finally, we built another model in 3rd experiment to prove the relationship of 3 water proof stratas. At the end of our experiment, we returned to Tou-Cheng and found that residents have started to grow rice and started to have simle on their face. Our experiment and statistics can do Syue Mountain Tunnel justice.

獵能系統與整流天線(Energy harvesting with rectenna system)

從資訊革命後,為了使資訊更快速地傳遞,無線電波已成為我們生活上無法割捨的一部分。無論身處何處,我們日常生活已被無線區域網路(WLAN)、廣播以及蜂巢式行動通信基地台(Cell site),甚至包括變壓器和日光燈管等所釋放各種各式波段及能量的無線電波包圍,但由於這些電波並非無時無刻地在通訊,以及基地台並非隨時都處於高負載狀態,加上其服務對象可能僅處於基地台覆蓋範圍之某一區域,因此無法被完全地利用,而損失了需多能量。有鑑於此,我們希望設計一組結合天線及整流器之整流天線(Rectenna -rectifying antenna)為主體之獵能系統(Energy Harvesting System),以環境中的電磁波訊號作為我們獵能的目標,收集未被利用之電波後轉換為直流電(DC)。目前實驗初步成果對於環境中之無線電獵能平均電壓可達474毫伏,最高峰可達1330毫伏。未來可應用於擁有低功耗特點之物聯網(IOT)裝置上,在顧及環保節能的同時,達到自我供電的目的。

利用奈米級的二氧化鈦〈TiO?〉在紫外光降解幾丁聚醣的研究

本實驗中利用二氧化鈦能在常溫下經紫外線催化,分解空氣中的水分子,產生自由基的特性,攻擊幾丁聚醣中碳與氧鍵結的部分,使chitin 的分子量成功的從近50000 降解至3000以下;並可利用照射時間的不同,降解出分子量不同的chitin。此法不但大大排除利用化學法降解時廢液處理上的問題,而且還能利用照紫外光時間長短的不同來控制分子量的大小;又奈米級二氧化鈦(TiO?)在紫外光在短短四個小時之內就有很好的降解效果,除了節省了反應所需的時間外,降解前後幾丁聚醣的濃度也很高,因此所需的成本也遠低於當今利用酵素降解的方法。In the experiment, we used the properties of TiO? that can be catalyzed by UV rays and breaking the molecules of H?O and produce free radicals, which free radicals can attack the chemical bond between carbon and oxygen in chitin, successfully degrading chitin's molecular weight from 50000 to 3000.We also use different shining times to degrade chitosan into different molecular weight. In this way, we not only readily solve the problem of treating waste liquids produced by chemical degradation, but also control the molecular weight by different UV ray shining time. For another thing, TiO? in the nanometer level has excellent effect on degradation within 4 hours under UV ray shining. It not only cut back the reaction time but also produced high concentration of the chitin after degradation. As a result, the cost is much lower than that of using enzyme to degrade chitin.

以類神經網路為輔助自動生成小提琴演奏骨架

目前在音樂動畫的領域,若動畫師要產生音樂動畫演奏影片,皆是請真人演奏,再透過感測器去取得骨架座標資料,搭配動畫製作技術進而產生演奏影片,此方法不僅耗時且耗費人力成本,若是能將此生成骨架座標的任務交給電腦自動化生成,將大幅減少時間與人力成本。此研究以小提琴為例,提出了兩種僅以音樂為基礎,透過類神經網路生成虛擬演奏者演奏骨架座標的方法,並對兩種方法生成出的演奏動作結果進行比較與討論。方法一延續先前相關論文的網路骨架,並對其做出修改;方法二為本研究自行設計的骨架生成流程。研究結果顯示方法二相較於方法一與先前相關論文能更有效地生成出合理的小提琴音樂演奏骨架。

非高斯型擴散

將水加入溶液上方會造成溶質向上擴散,而造成濃度和濃度梯度的變化。我們使用簡易的實驗儀器算出不同時間各位置的濃度和梯度變化。書上大多假設濃度梯度成鐘型曲線分佈的簡單模型描述擴散過程,但只能用在擴散係數為定值的情況。從實驗或參考資料顯示,擴散係數會隨濃度而變,因此擴散現象常呈現非高斯之分佈,故我們以自己設計的實驗分析溶液在較高濃度時的「非高斯型擴散」,直接測量並計算不同濃度下的擴散速率、擴散係數。研究分子擴散行為理論未完全建立,擴散目前屬於半實驗的科學,此實驗設計與分析方式可供作擴散理論發展的參考。