2019年

The synthesis of RNA using DNA (transcription) can be regulated by special proteins - transcription factors (TF) by binding to specific DNA regions - binding sites (BSTF). The purpose of the project is building a phylogenetic tree of orthologous groups of the each studying TF subfamilies, compare it with the tree of the corresponding BSTF motifs belonging to one orthologous group, find some common parts.

I built a robot that is able to improve safety in mines. The robot takes a series of sensor readings, do 3D mapping to compare deteriorating physical conditions in time, detect CO and CH4 levels and record video footage. All of this information is then sent back to the user. The project aims to build a robot that could decrease the amount of casualties in mines due to gas or instability. A strict engineering process, which comprised researching different features on a robot, was followed. A prototype robot was built, tested and improvements made. Some of the challenges faced, while building the prototype robot, included manoeuvrability over any type of terrain, even rough and rocky terrain. Choosing the correct driving mechanism (wheels, tracks, suspension and steering) also proved to be a very important feature that had to be kept in mind. The sensors used included, a temperature, humidity, carbon monoxide gas, as well as a methane gas sensor. A Gyro, Accelerometer and compass for easier navigation were also used. Two cameras which included a front camera for navigation and 3D mapping as well as a back camera for navigation were installed. The robot was tested over various terrains, it was able to retrieve sensor data and all of the engineering goals were reached. After the robot was built it was tested on various terrains. The robot achieved all of the engineering goals. The sensors was able to give readings, the robot 3D mapped an area and was also able to manoeuvre over rough terrain.

由於人工合成的化學材料在包覆藥物進行人體醫療測試時，不可分解性會帶來體內累積的毒性，搜尋各類化合物的結構後，發現核酸上的含氮鹼基具有一級胺結構，可和天然交聯劑京尼平或DTSSP進行反應，因此，本研究抽取水果的核酸進行實驗，利用界面活性劑乳化的過程中將阿黴素(DOX)，包覆進入交聯後的核酸水膠，穿透式顯微鏡的結果顯示交聯後的水膠結構是球狀，平均粒徑大約是120奈米，核酸本身帶負電，水膠有包覆藥物的界面電位稍微減少負電，利用人類正常肺上皮細胞進行水膠共同培養，2毫克/毫升的水膠溶液在連續培養48小時後，並不會造成細胞死亡，奈米水膠在pH值5.5釋放DOX的量比pH值7.4還要高出27%，有奈米水膠包覆DOX的情況下，更能有效率進入癌細胞內與引起癌細胞毒性，本水果核酸製成的奈米水膠在生物體可分解的無毒包覆材料上，於未來可提供一個新的藥物載體參考。

本研究利用仿生機器人(Biomorphic robotics)來探討蜂鳥(hummingbird)在不同重量變化下的飛行機制。本實驗利用了使用多連桿結構組成的仿生蜂鳥機器人，並使用懸吊裝置來模擬不同重量的蜂鳥，再藉由慢動作高速攝影機來紀錄蜂鳥振翅飛行的過程。透過影像分析與紀錄重量變化來分析仿生蜂鳥拍翅時的動態行為後，我們可以得到與仿生蜂鳥重量相對應的上升力結果與不同蜂鳥重量下相對應的拍翅頻率數據。我們從這些關係分析作圖並推導出對應的公式，這些結果可以解釋為何大部分蜂鳥重量都介於10 - 20克以及拍翅頻率介於20-50Hz，目前尚未有文獻發現及探討這些相關現象的研究，此研究的結果可作為未來微型撲翼機(ornithopter) 的設計參考，有助於微型軍用探測機械與小型空中救援機械的發展。

本研究以高溫鍛燒的褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨混合粉末作為電極修飾材料，並與多層奈米碳管(CNT)混合後，附著於碳紙極電板上。修飾材料中推測含有碳奈米纖維與碳量子點，其表面具親水性的含氧官能基，可提高CNT在水相中的分散性；而碳奈米纖維則推測可增加材料的機械強度，提升電極可撓度。研究藉由調整鍛燒溫度和氮材合成比例，探討不同變因下製造的電極修飾材料對電容效能的影響。 得知最佳鍛燒條件為：褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨1：1(重量比)、鍛燒溫度為160℃。利用此條件下製作出來的電極修飾材料，可以使實驗材料達到最高的比電容值324F/g。此製程大幅提升了奈米碳管的比電容值(對照組128F/g)，期待未來能實際運用於電能儲存裝置上，或搭配電池應用於可撓式電子裝置。

本篇研究針對跳躍進行數列本身意義的探討，用新的數列V表示跳躍數列的接球狀況，接著利用狀態有向圖定義出表示跳躍數列球在空中狀況的「頂點」以及表示跳躍數列內數值的「邊」，而迴圈狀況即為跳躍數列的情況下我們利用鄰接矩陣的想法進行探討，並且最後利用跡數的方式進行跳躍數列形式的討論。不同於文獻中僅針對用球數b和跳躍數列字串長度n做為討論，本篇研究增加了代表著跳躍數列中數值可達到的最大數值s(也代表著表示跳躍數列球在空中狀況的「頂點」長度)，針對用球數為1顆的情況下為k階盧卡斯數的數值，而在其他用球數也有好的結果，並且針對不同情況下的跳躍數列整理出遞迴關係式以及生成函數。最後，在本篇研究中也找到許多在OEIS上所沒有的數列，並且給予這些數列有不同的解釋。

鐵是植物生長的必要營養元素之一，土壤中的鐵含量雖然不低，但受限於含鐵礦物的溶解度使得鐵的有效性低，植物對鐵的吸收因此受限，進而影響人類的鐵攝取量並造成相關的健康問題。欲提高植物對鐵的利用效率，必須先了解植物對其吸收之相關機制，主要關鍵之一為植物根如何改變根圈環境以控制鐵吸收的有效性。 本研究以水稻為對象，探討水稻不同根部泌氧能力，對水稻根部鐵膜組成、鐵吸收效率，及其對其他營養元素吸收的影響。我們藉由遺傳篩選方法，選殖出較不易生成鐵膜之突變株(#878)，透過比較野生型與突變株 (#878)水稻生理性狀之差異，發現通氣組織的生成為控制根系泌氧的影響因子；此泌氧能力會使根系周圍的鐵氧化，並於根表形成一層含有鐵氧化物的沉澱 (即鐵膜)；而鐵膜的生成會影響水稻營養元素的吸收，其中鐵膜對陽離子型態的營養元素有較好吸持效果。

本研究為一迷宮遊戲和旋轉方塊所組合成的問題。在給定行列數的可旋轉方塊上，置入「路」和「橋」，指定起點，並透過方塊的旋轉改變路徑，探討所有可能到達的終點以及抵達各終點的最短路線數。 此研究中，首先透過問題簡化和圖形討論，發現旋轉方塊以迴圈和無法繞行的路線（構造S）交錯形成，得到所有可能的終點位置。接著，整理所有簡化圖形的規律，利用加法原理推算出最短路線數。透過找出圖形對稱特性，得到不同終點之最短路徑數的關係。而後將不同規格的旋轉方塊的最短路線數關係，以遞迴關係式表示，並且找出其生成函數，希望透過生成函數得到最短路徑數的一般式。研究時，我們不僅發現不同規格之最短路線數生成函數的關係，從而能探討每一規格的最短路線數。更進一步發現無論方塊行數取至極限時或方塊行列數相同時，其最短路徑數的數列與卡特蘭數列（the Catalan numbers）有關。

上皮生長因子受體 (EGFR) 已被確認在人類上皮惡性腫瘤扮演重要角色，因此臨床上開發出許多針對EGFR之大腸癌、肺癌等的小分子標靶藥物，但治療期間所產生的抗藥性仍是一大瓶頸。 過去上皮細胞黏著分子(EpCAM)只被認為是胞間連接分子，現今則在癌幹細胞 (cancer stem cells，CSCs)等領域被研究。然而從文獻與先前實驗室的試驗，可以看見EpCAM促進癌症抗藥性的可能。 本研究發現在大腸癌中，艾瑞莎 (Gefitinib) 會透過轉錄因子FOXO3a促進細胞凋亡，而EpEX會經由抑制FOXO3a所促進的凋亡路徑，導致癌細胞產生Gefitinib抗藥性，且此抗藥性，也與EpICD下游之誘導性多能幹細胞相關基因 ( iPS-related genes )的表現有關，但其分子機制尚不清楚。 本研究以大腸癌與Gefitinib做為癌症與EGFR小分子藥物的模型，找出EpCAM可能造成的抗藥路徑，未來可應用在各類癌症之聯合治療 (Combination therapy) ，以克服癌症治療所產生的EGFR小分子藥物抗藥性。

本研究旨在對費馬多邊形數定理(任意非負整數皆可表成n個n邊形數的和)進行更進一步的延伸探討，更精確地說，即是：對於給定的二次式an2+bn+c，定義一數列〈an 〉n=-1∞=〈a-1=0,an=an2+bn+c, ∀n≥0〉，而若存在一最小正整數γ，使得對於所有非負整數x，可由數列〈a_n 〉_(n=-1)^∞中取出共γ項，滿足x恰為這γ項之和。這時，我們稱正整數γ為二次式an^2+bn+c的指標值，定義函數Yi使得γ=Yi(an2+bn+c)。 在本研究中，首先先行探討函數Yi的一些基本性質，再藉由電腦以暴力法算出一些二次式指標值的下界，從這些指標值中找出規律，將其推廣至所有我們所討論的二次式，並證明之，至於再探討二次式指標值的上界的部分，我將數學家MelvynB.Nathanson證明費馬多邊形數定理的證明技巧，稍作改寫，使其能夠應用至更為一般的情況，藉此系統性的求得二次式指標值的可能上界。最後，經由不斷的優化上界與下界，即可求得二次式的指標值。