2021年

本文先針對直線L和三定點A、B(線外)、P(線上)，探討△ABP的尤拉線平行(AB) ⃡的公式，透過函數凹性判定和對函數最小值N和3的比較，提供是否有解的依據，並找到了漂亮的判斷公式4ab/h^2 。接著在確定尤拉線平行(AP) ⃡、(BP) ⃡的存在性及解的公式後，發現最多有三解。 對於前文的P點，作者利用先前發現的一系列定理，設計了能以尺規作圖達成△ABP的尤拉線平行(AB) ⃡、(AP) ⃡、(BP) ⃡的兩條直線，當在那兩條線上分別取A點和B點之後，可用尺規作圖找到P點，甚是有趣。 針對首段P點，兩平行線，尤拉線和△各邊，交角可作為0°，作者推廣至△ABP的尤拉線與¯AB達成交角為指定角的方法。 在探討藉多邊形各邊與分割點連接的子△中，作者發現任意三角形不存在能使各子△尤拉線平行原多邊形與其共用邊的分割點P；但四邊形、五邊形可能存在符合此條件的分割點P，且能利用前文定理創造出這樣的多邊形。

此研究主要在開發可包容藥物、可客製化且可黏著在皮膚上的液體繃帶的新方法。我們將脈衝雷射光聚焦於混有光感物質的血清蛋白，利用光化學交聯原理，在玻璃基板上製作出微米尺度的蛋白質膠體。我們先最佳化溶劑、焦距及照射時間。接著利用配有精密移動平台的光學顯微鏡，控制照光位置及照光時間。光學顯微影像清楚呈現膠體之形貌，展現可製作成微米尺度之蛋白質膠體陣列或設計之文字圖案。接著以綠色螢光分子模擬藥物，嘗試製作包容藥物的蛋白質膠體。穿透光影像顯示模擬藥物不會改變膠體之形貌，而綠色螢光影像則證明模擬藥物已保留在蛋白質膠體上。最後我們將蛋白質膠體陣列製作為液體繃帶，並成功將蛋白質膠體轉移且黏於模擬人類皮膚的豬皮上。本研究展現進一步發展為大面積、可客制膠體陣列、可摻入藥物的液體繃帶之可能性。

本研究以仿生微飛行器為標的，選擇以蝴蝶為仿生對象，期望妥善發揮其低振翅頻率、高靈敏度等優點，製作拍翼機，並觀測其拍翼動態與流場進行設計改良。 首先對8種蝴蝶進行動態分析，經過拍攝、標點、程式撰寫等步驟分析其飛行動態並呈現在三維空間中，觀察得到拍翼振幅、拍頻、上下拍時間比等數據，作為拍翼機設計之依據。接著以大鳳蝶為設計基礎，使用3D列印並結合生活材料，經過六代的改良，製作出與大鳳蝶拍翼動作相近的拍翼機。最後以PIV可視化技術，使用氧化鋁粉末與綠光雷射紀錄流場的變化，並利用matlab的套件PIVlab進行分析，接著觀察到昆蟲飛行的特色：翼前緣渦旋貼附與夾翼造成的射流。 本研究整合了生物觀察、機械工程、流場分析等領域，並已完成雛形的設計與製作，而我們希望動態與流場分析的數據能夠作為未來改良之依據。

植物病原菌為造成台灣農業生產損害的一大威脅，近年來隨環保意識抬頭，生物防治更顯重要。本研究旨在探討芽孢桿菌FZB42 (Bacillus velezensis FZB42)中，影響對植物病原菌拮抗作用的基因序列，主要選取馬鈴薯瘡痂病菌(Streptomyces scabies PS07)做為本研究植物病原菌的受試對象。 研究中以跳躍子TnYLB-1隨機插入FZB42之基因體，破壞基因的表現能力，並以對峙培養實驗(dual culture experiments)分析其對植物病原菌的抑制圈半徑大小，觀察其拮抗效果的變化，後續以反向聚合酶連鎖反應(Inverse PCR; iPCR)技術確認跳躍子插入所破壞的基因序列，進而探求其對於植物病原菌拮抗的分子機制。 本研究初步篩選出五株FZB42突變株(mutant)，於對峙實驗中分析得知其對S. scabies PS07的拮抗效果較FZB42野生株顯著降低，推測該突變株內受跳躍子插入破壞的基因與其拮抗作用相關。再透過iPCR確認該基因的序列，經資料庫比對，推論此基因最有可能為「可產生蛋白質LoaP以促進菌體內基因簇(difficidin gene cluster)產生抗細菌物質的基因」或「藉光遺傳學控制調控菌體生長的基因」。本研究探究FZB42拮抗病原細菌S. scabies PS07的機制，得證抗細菌基因與芽孢桿菌FZB42拮抗馬鈴薯瘡痂病菌Streptomyces scabies PS07之分子機制具有一定關聯性。 期望透過本研究對此拮抗機制的結果，應用於抑制馬鈴薯瘡痂病菌對作物的威脅，提供未來生物防治領域的參考。

本研究目的是為了更了解海藻膠製成的膠膜於食品包裝的應用。我們將此膠膜命名為新型環保非塑性保鮮膜。實驗顯示，環保非塑性保鮮膜的成功取決於甘油和醋酸的關鍵比例成份。我們以適當比例的甘油，醋酸和海藻膠糊液，能夠控制薄膜的流動性和柔軟性。藉由透明度、穿刺強度、拉伸強度和伸長率的物理性能測試，我們的研究證明，新型保鮮膜具有初步商品化之水準。環保非塑性保鮮膜之水活性值遠小於0.6。在實際應用上，「自製新型保鮮膜」包裝功能特性、包裝視覺效果甚佳，並具備優良的冷藏保鮮效果，而且不用擔心因保鮮膜接觸油脂、蒸煮或微波加熱處理所衍生的食安問題。「自製新型保鮮膜」之水活性值遠小於0.6，因此，常溫下具有相當好的貯藏性。最後，經3週掩埋測試，證明「自製新型保鮮膜」之腐敗性甚佳，是一種對環境十分友善的環保材質。

核糖核酸干擾 (RNA interference, RNAi) 被廣泛應用在以渦蟲為模式生物的相關研究，其中一種進行RNAi方法是利用餵食渦蟲雙股RNA (dsRNA) 的方式達到 RNAi 的目的，但所餵食的dsRNA只在渦蟲腸道中存在餵食後的4天內。dsRNA究竟如何從渦蟲腸道進入組織中以及RNAi於渦蟲的詳細作用機轉尚不明確。 tgs-1的表現限定於渦蟲成體幹細胞 (pluripotent stem cells, PSCs) 中的前驅幹細胞— cNeoblasts中，可利用 RT-qPCR (Reverse Transcription-Quantitative Polymerase Chain Reaction) 來定量檢測渦蟲tgs-1基因的表現差異。tgs-1基因的產物是一種膜蛋白，為cNeoblasts的標記 (marker) 之一，因此選擇其作為探討RNAi基因緘默 (gene silencing) 效率的目標基因，未來可以應用於渦蟲幹細胞與再生相關研究。 本研究利用RT-qPCR檢測tgs-1的表現量，探討餵食dsRNA在東亞渦蟲Dugesia japonica的RNAi作用機制與效率。實驗發現，六次的dsRNA餵食比餵食2次或4次有更好的效率、餵食不同長度的dsRNA對RNAi 效率沒有顯著影響。tgs-1的基因緘默作用也會影響其他基因的表現，包括少量增加Ago2的表現量，明顯提升gata的表現量，然而piwi-1表現量明顯降低。除此之外，透過胺基酸序列比對發現渦蟲與線蟲SID-1同源基因具有相當高的相似度。 由實驗結果結論多次dsRNA餵食可提高基因緘默的效率和dsRNA 的 3' 序列在RNAi中的關鍵角色。tgs-1 RNAi也影響Ago2、gata 和piwi-1的表現，這些基因與RNAi的機制和dsRNA的攝入量有關。未來將進一步探討dsRNA是如何通過渦蟲腸道、是否透過SID-1蛋白攜帶進入體腔中、dsRNA在渦蟲體內的切割與作用位置和胞吞作用在RNAi所扮演的角色等問題，相關實驗仍在進行中。 本研究結果將有助於了解餵食渦蟲dsRNA經由渦蟲腸道進入體內細胞引起RNAi現象的機制，除了能比較扁形動物RNAi系統與其他物種，例如哺乳類細胞、果蠅、以及線蟲RNAi的作用差異之外，更能有效應用於於探討基因參與渦蟲再生與體軸形成的發育的研究上。

預防醫學與健康管理是高齡社會的重要課題，生理或認知能力的退化皆會展現在步態變化上。本研究將利用步態參數的量測分析，以篩檢初期的老化。傳統的步態分析系統多為實驗室評估用，且需專人操作。為了可大量臨床與居家自行使用，本研究開發可攜式系統，搭配助步車硬體，利用（１）力敏電阻做成鞋墊型的足底開關，（２）加裝在鞋上之ToF測距模組，量測左右兩腳跨步的時空參數，並完成即時步態分析。本系統精簡且方便，可攜性佳而且不受環境光源干擾與誤測旁人。穿上鞋子走幾公尺即可得知使用者的步態特性。本研究發現透過受測者「空間不對稱步伐之自動恢復時間對稱」指標，應可用於初期老化篩檢。目前將邀請更多人使用本系統進行即時步態時空特性偵測，收集更多數據建立初老指標，促進預防醫學與優化健康管理。

塑膠微粒常見於自然環境中，若攝入塑粒是否會對生物生存造成威脅？本研究以塑粒及小球藻餵食大型蚤(Daphnia magna)，以螢光顯微鏡觀察大型蚤腸道並監測小球藻濃度以推測大型蚤攝食情形，並監測新生水蚤個體數。 研究發現大型蚤在濾食中會攝入塑膠微粒，在含0.08 mg/L塑粒的培養環境下大型蚤攝食量顯著減少。在含0.01mg/L的塑粒環境下大型蚤開始抱卵天數有延長、第一子代個體數會減少，且平均體長亦減少。若子代出生即放回無塑環境，可恢復生長情形。 在含0.01mg/L的塑粒環境下，族群大小有顯著減少且在0.08mg/L濃度下的族群在第七天全部死亡，也就是有塑環境對大型蚤生殖及生長確實造成影響。

2019年新型冠狀病毒的大流行，佩戴口罩已成為全球防止飛沫傳播病毒成本最低且有效的方法，目前雖已有團隊針對口罩有無正確配戴提出解決方案，但根據收集的資料，目前針對口罩有無正確配戴解決方案通常是使用類神經網路YOLO進行實作，YOLO使用於口罩辨識雖可達到有一定的效果，但對口鼻密合度不佳的細微狀態常有一些誤判的現象，就算民眾有配戴口罩，但若未與臉部、口鼻密合，仍有50％的空氣洩漏機會，無法有效阻隔飛沫傳染，形成防疫破口。 而本研究在這樣的基礎架構下再整合目前最強大的姿勢辨識之一的OpenPose，針對口罩與口鼻密合度不佳的細微狀態進行更深一步地探討，以期達到更好的偵測判斷效果。本研究針對的改善的方向為當神經網路YOLO判定為有配戴正確的資料時，再利用OpenPose以及本研究開發出的鼻心物件演算法，就鼻部密合度做細部偵測，進行誤判修正，最後證實出本算法能篩出56.25%被神經網路YOLO誤判為有戴好口罩的資料，可顯著提升口罩配戴辨識精準度，減少形成防疫破口的機會。

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體，觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場，發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響，進而改變磁振盪振幅。本實驗也利用了磁場的橫向位移帶動轉動中的磁浮體，藉此觀察磁浮體轉動對磁浮穩定的影響。研究結果得知磁場的交變頻率越大，會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。而磁浮體的轉速越快，周圍磁路分布越平均，越容易穩定隨載具移動。