全國中小學科展

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2022年

槭樹翅果成熟過程中單、雙翅差異性探討

具翅植物是一種成功適應散播的果實。槭樹果實會成對的在樹上生長,並在成熟後分開單獨落下。本研究欲了解槭樹果實成熟過程中的各階段變化、以及探討翅果單、雙翅在傳播效率上的差異性,並配合物理方面的分析。實驗結果發現單翅果之水平位移量、滯空時間、角速度皆較雙翅果大,且會受到康達效應作用,以終端速度掉落,雙翅果呈等加速度運動,故在傳播效率方面單翅果優於雙翅果。而在成長過程中槭樹翅果一開始是由合生心皮雌蕊發育而來,在成熟後產生離層,只透過心皮間柱與枝條相連,之後當心皮間柱斷裂時,雙翅果分離形成單翅果。由雙翅果較低的角速度推測其在生長過程中較為穩定。本實驗了解了槭樹翅果單翅及雙翅在不同時期對繁衍的優勢。

Susanito, autonomous robot body temperature meter: support to reduce infections in rows

A variant of the coronavirus (2019-nCoV or COVID-19) was reported in Wuhan, China on December 31, 2019, spreading rapidly around the world. Owing to a plan to reactivate the economy, the Mexican government, requested to implement protective measures to enter establishments with confined spaces: wear a mask, provide alcohol-based hand rub and the measurement of body temperature, allowing problem when not have a fever; however, these measures cause long waiting lines, causing contagion risk. To support this problem, applied and experimental research was used, generating as a result, the creation of a robot that moves autonomously thanks to a line follower sensor. Dispenses alcohol-based hand rub and determines the temperature by means of an infrared sensor, checking that the distance is adequate, with an ultrasonic sensor, using a buzzer that emits a sound of half a second when it performs a normal detection, but, if it is equal to or greater os 38 ° C, emits a sound for 10 seconds asking the person to leave the line and go to a medical service, helping to reduce problems infections in lines

國、高中階段對於漢字辨識歷程之認知與發展

本實驗藉由操控目標字鄰群大小及是否最高頻兩項變因,研究國、高中生在是否具有「聲旁規則性」與「鄰群發音一致性」的情況下,兩群漢字的辨識歷程,由實驗可知: 一、 國、高中生對於具有「聲旁規則性」及「鄰群發音一致性」,與不具有「聲旁規則性」及「鄰群發音一致性」兩種情況下的漢字辨識歷程中,大鄰群目標字的辨識時間較小鄰群目標字長,即「大鄰群」因素在其漢字辨識歷程中產生了「抑制作用」。 二、 本實驗中,「非最高頻」鄰群目標字的辨識時間較「最高頻」鄰群目標字長。即「最高頻」因素在國、高中階段的漢字辨識歷程中未產生「抑制作用」。 三、 國、高中階段受試者雖皆呈現出「大鄰群」的「抑制作用」且未顯示「最高頻」因素的「抑制作用」,但兩者相較之下,可由Naming之實驗發現,高中生的漢字辨識歷程已更趨近於成人。

利用麵包蟲腸道菌降解聚丙烯並探討其優化策略

塑膠對環境危害甚深,雖已有研究證實部分昆蟲可降解塑膠類的聚苯乙烯(PS),但關於聚丙烯(PP)的生物降解研究很少,也沒有進一步透過腸道菌相分析,鑑定出負責降解的菌種。因此我們希望利用麵包蟲生物降解PP,透過16S rRNA定序分析找出可降解PP的潛力菌種,解決塑膠垃圾對環境造成的傷害。我們的實驗結果顯示,麵包蟲能攝食PP並生長,且加入濕料及利用糞便移植腸道菌相能增加麵包蟲對PP的消耗量,證明麵包蟲能攝食PP與腸道菌相有關。利用次世代基因定序分析腸道菌相,麵包蟲攝食PP後腸道菌相有極為顯著的變化,其中腸道菌Pseudomonas stutzeri顯著增多,經實驗證實此菌可降解PP,且在37oC、中性環境的降解效果較佳,一星期約降解3.4 %的PP。我們所使用的方法可快速篩選出能降解PP的菌種。

探討 Kaempferol 3-O-β-d-xylopyranosyl-(1→2)-α-l-rhamnopyranosyl-7-O-α-l-rhamnopyranoside 對人類小細胞肺癌之功效

肺癌為全球最常被診斷的癌症之一,主要分為非小細胞肺癌與小細胞肺癌,其中小細胞肺癌是最具侵略性、致死性且預後最差的肺癌。目前針對小細胞肺癌仍未有有效的療法。 本研究探討花生外皮萃取出之山奈酚醣苷衍生物 kaempferol 3-O-β-d-xylopyranosyl-(1→2)-α-l-rhamnopyranosyl-7-O-α-l-rhamnopyranoside 對小細胞肺癌的抗癌功效。我們發現細胞株H1688經藥物處理後細胞存活率明顯降低,以流式細胞儀細胞週期分析,隨藥物劑量增加時 sub G1 期細胞數明顯上升;以 Annexin V 觀察發現藥物劑量增加時細胞逐漸走向晚期凋亡,此外,隨劑量增加 c-PARP、caspase-3、-3和 -9 的蛋白表達都有增進,同時也造成粒線體膜電位下降與 cytochrome c 釋放,另外我們透過西方墨點法分析發現隨著藥物劑量的增加,p53蛋白的表現量下降且有磷酸化的現象,並且在經過咖啡因的處理後藥物對細胞株的毒殺作用更加明顯,由實驗結果可知kaempferol 3-O-β-d-xylopyranosyl-(1→2)-α-l-rhamnopyranosyl-7-O-α-l-rhamnopyranoside能夠良好的誘導H1688細胞凋亡,有潛力成為治療小細胞肺癌的藥物。

Introduction of Omed-Omedan Tradition Through Augmented Reality-Based Card Games To Increase The Love of Local Culture

This research is motivated by the differences in the people's perceptions, mainly youth about the omed-omedan tradition. The difference is that many people think that the omed-omedan tradition violates the norms of decency and is also called the pornography tradition. The purpose of this study is to, 1) describe the mechanism of applying omed-omedan tradition recognition attitudes through augmented reality-based card games, 2) analyz the impact resulting from the application of omed-omedan tradition recognition attitudes through augmented reality-based card games, and 3) analyze about the feasibility of application resulting from the application of omed-omedan tradition recognition attitudes through augmented reality-based card games. This research is a type of R&D research conducted at Bali Mandara State High School from July 1-September 6, 2021. The subjects of this study were the teenagers of Kaja Sesetan Indigenous Village and the object of this study was the omed-omedan tradition through augmented reality-based card games. The data collection method used is the literature studies, questionnaires, interviews, and validation questionnaires. Data is processed based on qualitative descriptive approach and quantitative descriptive approach. The results showed that the mechanism of implementing the omed-omedan tradition originated from the download of assistive devices, namely android studios and applications from AR, the impact of augmented reality-based card games was seen as very helpful in the introduction of the omed-omedan tradition and was seen as able to help increase the love of local culture, besides that the media used was also very popular by players because it was seen as interesting and very helpful. Based on the feasibility tests that have been calculated, this game is considered very feasible to implement and researchers hope that the innovations that have been created can effectively provide understanding to help out the local community about omed-omedan tradition.

以磁性Fe3O4分離微塑膠的成效與機制探討

微塑膠因為其密度小、表面積大之特性可吸附有害物質,並傳播至各地,而對人體和環境造成危害,故回收微塑膠是科學家研究的重要主題。本實驗發現:在中性50 mL水樣品中回收以砂紙磨製的微塑膠時,加入0.050克的Fe3O4和1~2 mL乙酸乙酯或正己烷後,微塑膠、有機溶劑和Fe3O4可互相吸附,再用磁鐵將三者同時吸出而與水分離,可達到清除微塑膠的效果,不同微塑膠(PP、PET、HDPE和PETG)的清除效果皆可高於89%以上。 而在中性的50 mL水樣品中,回收較大顆粒之微塑膠(顆粒大小介於0.500 mm~2.380 mm)時,加入微塑膠0.5克、水50 mL、0.5克Fe3O4¬和不等量正己烷時,會有不同回收效果,但普遍以不加入正己烷,微塑膠(PP、HDPE、LDPE和PS)回收效果最佳,皆約85%以上。 推測此清除機制為微塑膠可吸附有機溶劑,有機溶劑可吸附Fe3O4,三者混合後即可用磁鐵以磁力將此混合物和水樣分離,達到清除微塑膠的效果。但當為塑膠顆粒較大、重量較大時,則會停留在有機層中,反而難以用磁鐵分開,故以Fe3O4即可達到回收微塑膠的效果。

以隨機噪音生成技術為基礎的驗證碼對抗式攻擊防禦機制

網路上常常會使用驗證碼(CAPTCHA)防止自動化程序取得網站資源,而一般而言,若驗證碼是可以輕易取得,十分容易被深度學習網路破解。然而,對抗式攻擊(adversarial attack)可以騙過許多深度學習網路。因此,本研究目的為建立能夠破解對抗式攻擊的深度學習網路。主要包含三個部分:建立Captcha breaker、使用對抗式攻擊影響breaker、防禦對抗式攻擊。Captcha breaker的部份使用模擬的目標驗證碼作為訓練資料,以解決訓練資料不足以及人工標籤的問題;而破解adversarial attack會使用adversarial training以及random noising的技術進行。

程式語言學習系統

『程式解題系統』是提供不同難易的題目給學習程式設計者使用的系統,主要透過測試資料來驗證程式碼的正確性和效能姓。然而,這類系統大多為私人用。台灣著名的程式解題系統有台中女中程式解題系統及高中生解題系統(Zero Judge)等,題目雖然繁多卻分類雜亂,不能讓教師客製化題目給學生,只能從眾多題目中,零散的挑出適合學生的題目,給學生練習。基於以上理由,此研究目的是做出不同於一般程式解題系統的功能,希望能讓教師彈性增刪題目。使用Python為基礎語言,後端採用Django框架,已經架構出系統的原型,並上架至Heroku(zeaf.herokuapp.com)。希望循序漸進地讓學習者有成就感,也讓教師能監督每一個學生學習狀況。

車用開門快速預警裝置

由於台灣汽、機車數量逐年攀升,且人口密度高、道路窄小和停車位不足,使得人、車爭道和兩車併排等現象層出不窮,導致汽車駕駛人或乘客在開啟車門時,未注意後方來車造成碰撞的傷亡事故屢屢發生。有鑑於開啟車門不當事故頻繁,本研究提出一個基於達靈頓電路(Darlington Circuit)的快速且成本低之車門開啟預警系統,當汽車駕駛人或乘客碰觸車門內把手內側的軟式觸控薄膜開關時,系統即會啟動欲開啟車門側的門外警示燈和車後方向燈光閃爍,以提早預警行人或機車騎士,同時,汽車A柱內的警示燈、蜂鳴器會同步閃爍和鳴響,以提醒汽車駕駛人或乘客注意後方車輛避免碰撞,保障用路人安全。