2018年

深度學習透過迭代的訓練，如沿著梯度反方向更新權重的梯度下降法，旨在找出損失函數建構出的多維函數圖形中，其全局最小解的變數組合。我們受到在睡眠中的快速動眼期啟發，此時期腦中的高頻率γ波可以強化學習效果。本研究模擬此現象，提出一使原損失函數擁有自適應的增幅功能的演算法（稱之為REM方法），且其中的超參數能夠根據其應用調整。 本研究將REM方法應用於三種經典的優化法，並且以五種異質的資料集測試。實驗結果指出，在搭配隨機梯度下降法（SGD）與自適應學習率優化法（Adagrad）時，REM有顯著的優化效果。REM方法不僅能大幅加速訓練進程，亦能避免特定的訓練問題。

本研究以X光繞射、吸收光譜、拉曼散射、光學顯微影像、氣相層析質譜儀、高效液相層析儀等跨領域多元實驗技術，探討川七生長素由頂芽向植物體輸送過程中生長素活性變化的行為，以及向觸性(thigmotropism)對生長素分子組態的影響。Indole-3-acetic acid (IAA)是植物生長素中最主要，而且是自然生長中含量最豐富的分子。不論是由川七莖萃取的IAA粉末或活體川七莖的實驗結果，我們發現：(1)川七捲曲莖中活性IAA分子在非接觸面的含量明顯高於接觸面者約10%之多；(2)IAA分子在莖部運輸時發生串接成整齊排列的現象，非接觸面IAA的整齊串接個數為接觸面IAA的2.4倍之多；(3)活性IAA由頂芽運輸到捲曲徑非接觸面時僅剩2/3具有活性，而運輸到接觸面時則僅剩1/2具有活性。另外，我們的研究結果也證實了川七的無性繁殖構造-零餘子，其粉末有顯著的抑菌效果。

本研究旨在探討正多角柱內所產生之肥皂泡膜形狀，以及改變正多角柱邊長與高度比例時，所發生的對稱破缺的現象。在初步研究中我們發現，正五角柱內的肥皂泡膜確實存在對稱破缺的現象，因此我們希望進一步確認並理解箇中奧秘。我們的研究將以實驗觀測做基礎，然後在理論上配合最小曲面的面積近似解來分析，為了將實驗與理論作結合，我們透過免費的數學軟體GeoGebra來進行數值模擬計算以及圖形展示，並使用薄膜干涉測量討論皂膜的厚度，對皂膜受力的影響。

本研究在探討介面活性劑對二氧化矽電流變液在外加電場下黏度的影響。主要是用沉降法測試溶液的黏度。經甘油以及90%甘油水黏度的測量後，確定此方法可行。 測量二氧化矽電流變液的黏度後，發現黏度和電場的平方成正比。在電流變液中加入不同體積的介面活性劑triton X-100，發現介面活性劑體積百分濃度為3.75%、二氧化矽體積百分濃度20%和介面活性劑體積百分濃度為1.875%、二氧化矽體積百分濃度10%的流變效果最佳。研讀介面活性劑橋理論後，我推測造成上述差異是介於兩二氧化矽粒子間介面活性劑的量。當介面和法向量的夾角接近90度時其作用力為最大；而介面活性劑的量稍微多或少時，因為角度的改變，使其作用力減少而黏度減少。觀察電流變液中氧化鐵粒子在低電壓和高電壓的運動，發現粒徑較大的粒子在高電壓下無法運動，推測為高電場下鍊與鍊之間距離縮小造成。

腦部中的不正常蛋白質堆積常常是造成神經退化性疾病主要原因之一，細胞自噬作用能夠清除細胞內的不正常蛋白質堆積，幫助神經性退化疾病如阿茲海默症的治療。因此我們期望能找出能促進自噬作用的天然物，以其作為開發阿茲海默症的藥物的基礎。本研究1.利用冷光酶接合自噬作用指標蛋白P62，設計出創新的自噬作用調節劑篩選系統篩。此篩選系統能夠篩選促進自噬作用的天然物，大大提升了自噬作用調節劑的篩選效率。本實驗初步測試了100項天然物，並從中篩選出19項能夠促進自噬作用的天然物。2. 再以西方墨點法測試其中五項天然物在阿茲海默細胞模型上的表現，發現了天然物唐川丁與開普鹼，能夠藉由促進自噬作用降低細胞模型上影響阿茲海默症的蛋白質。未來我們希望能夠了解唐川丁與開普鹼在調控細胞自噬作用中所扮演的角色，幫助阿茲海默症的藥物開發。

奈米氣泡的大表面積比，表面帶負電，可以在水中停滯很長的時間等特性使得奈米氣泡水溶液異於一般氣泡水溶液。測量奈米氣泡水溶液的導電度，可得知水溶液的電荷密度，超聲處理時間可改變奈米氣泡水溶液的電荷密度，進而改變奈米氣泡水溶液的折射率、表面張力、以及黏滯係數。 利用兩個不同功率的超音波震盪儀(100W,43KHz；200W,40KHz)超聲處理氮、氧、和二氧化碳等三種氣體，震盪時間5分至30分，可以得到不同導電度的奈米氣泡水溶液。用自製的導電度測量器測量奈米氣泡水溶液的導電度；測量氯化鈉水溶液的導電度，用來和奈米氣泡水溶液的導電度做對照比較。 實驗探討超聲處理時間、水溶液的溫度、外加磁場的大小對導電度的影響；以及奈米氣泡水溶液的導電度對奈米氣泡水溶液的折射率、表面張力、以及黏滯係數的影響。

我們成功利用點擊化學(Click Chemistry)合成出C1、C2、C3三個含有三唑(triazole)的化合物，三者的共同特色是具有對稱特性的超分子結構，C2、C3會自組裝成網狀結構並與有機溶劑形成超分子有機凝膠；經由實驗我們以成膠能力最佳的C3作為後續實驗主要研究對象。我們研究的內容包含基本物化性以及周圍環境對凝膠形成的影響，發現溫度、溶劑、濃度都會影響其聚集形貌。而我們對其分子間的作用力進行研究，得知主要以π-π堆疊、氫鍵及凡得瓦力等非共價鍵作用力維繫分子的結構。另外我們發現C3分子在凝膠態與薄膜態放光增強的效應，推測此分子具有AIE 效應(聚集誘發螢光增強)。最後，我們根據實驗結果，推導出C3分子形成凝膠的機制。

一般日常使用的電池雖是重要的供電來源，但在使用後也產生了許多的廢電池，造成環境汙染的問題。本實驗探討回收廢電池製成空氣電池的可行性，所謂的空氣電池是以空氣發電的一種電池，其負極為金屬，正極則是直接使用空氣中的氧氣。我們知道廢電池中所包含鋅殼、碳棒以及黑色粉末，其中黑色粉末內含有氧化錳與電解質，而電解質可溶於水，於是我們將其泡水過濾分離出氧化錳，然後將碳棒搗碎與得到的氧化錳混和製成正極。而鋅殼可作為負極。運用以上處理方法，我們成功的處理掉廢電池中大部分的廢棄物。 效能的研究方面我們改變了4個變因： 1. 正極反應物之碳與氧化錳的比例 2. 加熱純化氧化錳的溫度 3. 以不同金屬製成一次性電池 4. 改變電解液種類與濃度 分別得到以下的結果： 1. 碳粉0.8g加氧化錳1.2g時的反應最佳 2. 以300°C加熱可產生最多的二氧化錳讓反應較佳 3. 鋅可放電最久，高達19小時 4. 6MKOH中可產生最好的效能 此次實驗利用簡單的處理加工，將原本的廢棄物轉變成可以再次使用的能源，把這個技術做到最好，就是所謂的「循環材料高值化技術」。如果能夠擴大生產技術及回收流程成的速度，便可以發展成一個綠色能源。

雌激素為一種環境賀爾蒙，若水生動物長期暴露於其中，即會導致其生理及行為異常。我們企圖從迪化汙水處理廠中純化出能降解雌激素之菌株，希冀了解其雌激素降解機制與生理特性。首先於菌液添加高濃度雌激素（1～2毫莫耳／升）培養以純化菌株，而後測定其16S核糖體核糖核酸序列確認純化出之菌株身分並設計引子，觀察此細菌之生長情形，並進行該菌株之生理測試，包含功能基因定序、代謝產物分析、脂肪酸組成分析、利用其它固醇為碳源之降解測定等。我們純化出一株新鞘氨醇桿菌屬（Novosphingobium）的變形菌，於雌激素濃度1毫莫耳／升的環境下能大量生長，確實能降解雌激素並生成代謝產物，具有與Sphingomonas sp. strain KC8相似之降解雌激素功能基因（oecC），且能降解其他固醇，包含雄烯二酮、膽酸、孕酮和睪酮，然而並不能降解乙炔雌二醇。該菌株具修復受汙染環境及製備雌激素相關藥品之應用潛力。

生活中發現線軸會因拉線角度的不同而收放自如，此現象激起了想探究的決心。我們初步發現線軸在不同變因下會有一個特定的臨界角θc而改變其滾動方向，因此本組選擇了拉力大小、線軸重量、線軸內外徑比值及不同接觸面性質(靜摩擦係數)作為實驗的四種變因，並設計了「線軸收放儀器」來進行實驗探討。為了精確測量臨界角，實驗時儀器中的粗調裝置是利用螺帽固定螺旋桿以大範圍調整定滑輪的升降高度，微調則利用指針帶動螺旋桿轉動角度來微調定滑輪的升降，將實驗過程攝影記錄，並再利用Tracker分析物體改變滾動方向時的臨界角。實驗顯示，影響線軸滾動方向的臨界角大小，和線軸之拉力大小、線軸重量及接觸面性質皆無關，只和線軸內外徑的比值有關，即cos⁡θc =r/R。