2021年

本研究利用自製包覆薄膜裝置，在濕粉圓表面包覆雙層海藻酸鈣薄膜(內層1.0%海藻酸鹽+外層0.5%海藻酸鹽)，經自然乾燥製成新型粉圓，可浸泡冷水不會崩解或破裂，且水分完全滲入粉圓內部僅需25分鐘；新型粉圓在泡水25分鐘後，其內部水分含量高達51.67%。新型粉圓要達到100%煮熟率之時間，僅乾粉圓的37.80%、濕粉圓的42.75%，省時效果十分明顯；而所消耗電能，僅乾粉圓的25.57%、濕粉圓的28.81%，節能效果極為顯著。新型粉圓經全質構分析(TPA)之彈性已達到商品化之水準，並經官能品評驗證，受試者對新型粉圓各項目之喜好程度均優於濕粉圓。最後，測試新型粉圓之水活性僅為0.684，其Aw值明顯低於一般微生物生長界限0.8，可在常溫下長時間貯存。

本研究選擇秀珍菇作為研究的題材，藉由不同波長(白光、藍光、綠光、紅光)與不同瓦數(9W、3W、1W)低溫型 LED 燈照射(每日12小時，共5天)菌菇太空包，發現在高瓦數(9W)的燈照下其生長最快、3W次之、1W最慢；另在藍光下，秀珍菇生長最茂盛-蕈柄最為茂密粗壯、蕈傘顏色最深，次為白光、再者綠光、紅光下的生長則最慢-蕈柄較稀疏且細、蕈傘顏色最淺。 接續將採收的秀珍菇(以低溫烘乾<40℃)，取單位乾重(0.5公克)分別檢測其蛋白質及醣類的含量進行比較，其結果發現蕈菇在紅光下生長其含醣量較高、綠光次之、再者白光、末者藍光；而蛋白質含量由高至低依序為藍光、白光、綠光、紅光；相同色光不同瓦數下的含量分析結果顯示，含醣量以低瓦數較佳，蛋白質含量以高瓦數較佳。

作品延續2020全國科展特優作品「風再起時」，本組將橫流風扇改成鋁製扇葉…等多項改善；以3D列印設計機構本體，並組合塑膠齒輪做成纜車，自製類低速風洞，提高風速避免亂流，完成實驗；作品經5次改善，具備以下功能： 1. 可以順、逆風行走各方向吹來的風均可以利用。 2. 纜車可以控制正反向行走。 3. 可調整快慢速度,以節省時間。 4. 設定慢速行走時扭力增加，可負載重量。 5. 在無風情況下，可使用電動馬達驅動纜車行走。 6. 在無風無電力下，可旋轉搖柄帶動纜車。 7. 在故障及緊急情況時 ，可打空檔滑向下坡方向停靠站。 作品測試：分別以自製類風洞測試，與不同坡度實驗，施予不同方向強、弱風等實驗，結果顯示：纜車扇葉轉速與行走速度均有一致規律。荷重實驗：本體重652.8 g，可以荷重1.6 kg，速度達 0.12 cm/s。

隨機漫步是數學、物理學、化學、經濟學上常需要涉及和探討的問題，其中探討回到原點的方法數和機率是常見的研究方向。本研究嘗試列出不同維度之間回到原點的方法數遞迴關係，發現不同維度移動相同次數時，回到原點方法數為特定的多項式。 參考了文獻Counting Abelian Squares後，本研究證明了特殊的對應關係，得到了多維空間中回到原點方法數的漸近式。儘管並沒有直接以其他較困難的數學探討方法計算，但依據本研究之結論，已可算出多維度下回到原點之方法數 至於在有限空間中回到原點的方法數，本研究僅完成二維平面下，超出邊界不同次數各種情況的討論，並經由程式檢驗公式的正確性。

隨著行動裝置與人工智慧的普及，物聯網的實現已指日可待，由於物聯網中感知器數量數以億萬計，因而整個系統對自供電的依賴也越來越深。雖然傳統電化學電池可以滿足大部分物聯網在目前階段的電力的需求，但一旦大量佈建後，更換那些電池便成為一件棘手的事情。因此，可以採集環境光能的太陽能電池是優先的選項，其中以染料敏化電池不受環境光強度及溫度的影響，且能以用網印方式製作在廉價的基板上，來提高太陽光照射的面積而不受基板大小的限制。在電能儲存方面，採用固態電化學電容，除了提高電荷密度外，也不受太陽能電池與電化學電池因電壓不匹配而造成無法充電的現象。並將兩種個別裝置整合在同一基板上，除了縮小尺寸外，還有降低系統阻抗的功能。本次研究希望能結合染料敏化太陽電池”有光即發電”的特性，最後達成能量採集及能量儲存於單一裝置的目標。

本研究嘗試設計並合成出一具有特定結構之分子工具，期望利用化學反應的方式，以化合物結構的性質，與分子工具進行特定的反應，達到精準將目標具特定結構之少量化合物從巨量物質中分離的效果。 以苯環為基本結構，我們在反應中逐步加上我們所要的分子基團，以達成分子工具預期中的功能。在每一步的反應進行分離和純化之後，以NMR來觀察產物的結構與純度。以四步反應成功合成目標的分子工具後，我們以不同的方式測試其在葉片萃取液中大量化合物下的效果，證實分子工具能跟其中的特定成分產生反應，並被氟相溶劑分離出來，具有我們想要的部分功能。 在進行其他更進一步的測試之後，其可能可以成為一種新的方法，用於分離天然物中的一些目標化合物。

在理想狀態下，由一個圓形且開口面平行於地面的水龍頭開口中流出的水柱會呈現一以 z 軸對稱、切面積往 z 軸負向遞減的圓形疊合曲面。此曲面形狀受到下列三種物理量值影響： 一、水流在水龍頭開口瞬間速度(在此稱之為初速度) v0 二、水龍頭圓形開口半徑(在此稱為初半徑) r0 三、重力加速度 g 為了更清楚瞭解此曲面性質及在不同狀況下(三種物理量值改變情況下對曲面的影響)，故提出下列問題在研究中探討： 一、這三種物理量值，對曲面形狀的影響為何？ 二、這三種物理量值，對曲面曲率影響為何？

渦蟲黏液仿生應用評估，首先評估渦蟲黏液仿生材料黏著劑可行性，結果發現搖晃刺激能提高渦蟲黏液運動黏度 (5.17 mm2/s) 及承受正向應力程度 (3.25 ± 0.74 kPa)。不同收集渦蟲黏液方法，利用蛋白質電泳並以過碘酸硝酸銀染色法分析，皆可發現245 kDa醣蛋白，推測為黏液中黏性蛋白，未來將以LC-MS分析渦蟲黏液中245 kDa醣蛋白種類並推測其功能。第二部分為渦蟲黏液誘導抗菌分析，實驗發現爬行組、搖晃組及受傷組渦蟲黏液不會產生抑菌環，進一步將渦蟲置於大量環境細菌D (Staphylococcus haemolyticus) 中，一天後渦蟲自體分泌具有抗菌能力的黏液。最後進行渦蟲黏液細菌分析，發現黏液細菌編號M030 (Stenotrophomonas maltophilia) 能對環境細菌H (Staphylococcus haemolyticus) 產生抗菌能力，未來將使用API ZYM分析黏液細菌分泌酵素，與渦蟲黏液分泌酵素比較已推測其與渦蟲交互關係。

本研究探討兩種五苯荑氟鏈取代衍生物(簡稱F5及F9)的刺激響應之特性及應用。F5及F9化合物粉末受到外力研磨以及蒸氣薰致時會產生力致螢光變色(Mechanochromism)及薰致螢光變色(Vapochromism)反應，我們選擇使用F5，利用放光光譜及PXRD對這兩種反應的機制進行探討。 再者，我們利用揮發法把F5及F9粉末製成晶體，以螢光顯微鏡照射340–390nm的紫外光，觀察F5及F9晶體的光致機械螢光變色(Photomechanofluorochromism)及F9晶體的光機械運動(Photomechanical effect)，並利用放光光譜對其機制進行研究。 另外，我們將F5粉末長時間照射紫外光製備光二聚體(Photodimer)，接著透過加熱使光二聚體熱回復回單體。再利用NMR測得各加熱時間下光二聚體與單體的比例，並由此推算出光二聚體熱回復性的反應速率常數。 此外，我們將F5混摻PEDOT:PSS，用drop-casting製成薄膜，觀察螢光變化，並討論其機制。 最後，我們結合力致螢光變色、薰致螢光變色和光致機械螢光變色，應用於多彩螢光繪圖。

情緒辨識是增進人際溝通的重要能力。如生命線、電話客服等應用情境缺乏表情、肢體語言等輔助時，單以語音進行情緒辨識有極高的實用價值。 本研究探討比較支持向量機（SVM）及卷積神經網路（CNN）兩種機器學習方法於訓練「AI語音情緒辨識」分類器模型的表現。我們採用SAVEE和RAVDESS兩個英文語音資料庫，並自行製作與標註「逼逼中文情緒語料庫」。研究結果顯示SVM對SAVEE資料庫單一情緒的辨識正確率達84~94%，個別錄音員正確率達75%，超越官網紀錄的73.7%。同時，實驗顯示深度學習的模型在訓練資料不足的狀況下，反而相對遜色。