2022年

本研究探討改善冬季養殖廢水中亞硝酸降解不良的問題。潘朵拉菌Pantoea sp.可在冬天生長並降解水體亞硝酸，不同於其他菌其在低溫時生長較好但降解較差，顯示兩者非正相關。進一步得知溫度會影響Pantoea sp.細胞內代謝機制，也發現氨濃度降低時降解能力上升，西方墨點法及酵素活性實驗得知MDH表現量和活性在低溫較高。水體中添加葡萄糖可使冬季亞硝酸降解能力提升6倍，且不影響其生長，與文獻添加碳源會促進益生菌生長不同。比較各式糖類後得知單醣和雙醣皆可提升降解能力，其中單醣較雙醣好，且此做法適用各鹽度環境，而碳源可提升降解能力，推測因其影響細胞內TCA cycle運作。最後實際到戶外採集養殖池水研究，結果顯示成本低的擴培方式可有效降解亞硝酸，對改善台灣冬季養殖廢水水質有高度應用價值。

本研究為開發可適用於染整廠去除有機偶氮染料使用的自動化淨水設備，於設計設備前先探討奈米零價鐵（NZVI）去除化學染料效率，並針對不同操縱變因進行實驗，了解其化學反應性質。 在淨水設備的設計上，運用區域網路間Webduino Smart開發板、行動裝置、Webduino Blockly進行串聯，進行手動同步操作或自動化控制，使染整廠不僅降低人事成本及環境負擔，也避免染料外洩產生不可逆的環境嚴重汙染，同時節省染整過程使用的水資源。 操作部分選用Webduino Blockly來直接操控Webduino，使設備能在短時間內作動，避免第三方平台問題，也可提升設備的適地性。為了使染整廠能夠以最低成本達到類實驗室環境來處理廢水，特將模組與超音波清洗機調整成物聯網模式，以公式將光照度轉換為染料濃度，進而控制NZVI投加量並上傳雲端資料留存；超音波清洗機用以模擬超音波震盪機，使NZVI投加前均勻分散，發揮最佳降解效果。 本研究亦切合聯合國17項永續發展目標（SDGs）第六項：清潔飲水及衛生設施、第十二項：確保永續消費和生產模式。

樹突細胞在免疫系統中扮演關鍵的角色，不論是活化其他免疫細胞，或是產生細胞素調節免疫系統，都與不同種類的樹突細胞具高度相關。雖然目前已經了解成熟樹突細胞在免疫系統的重要性，但是樹突細胞由前驅幹細胞發育及分化的過程目前仍不清楚，且過程中若遭受刺激，其所造成的影響也有待研究。 本研究採用一種TLR-7作用劑R848刺激尚未分化的前驅幹細胞，觀察其發育過程及分化後之成熟細胞的影響。結果顯示在低濃度R848刺激下，漿狀樹突細胞的分化比例增加且功能增強，傳統型樹突細胞的免疫活性也上升。相反的，高濃度的R848則能顯著降低漿狀樹突細胞的比例及干擾素基因表現，傳統型樹突細胞的活性也顯著下降。綜合以上，我們發現不同濃度的R848有助於引導不同趨勢的免疫反應。另外，目前實驗結果支持了其作用機制可能為控制轉錄因子的活性，後續將更深入研究此機制。

本研究對磁攪拌子的懸浮做出一連串的實驗探究與數值模擬法的建模。透過觀察實驗，分析磁攪拌子與驅動磁鐵的互動，提出磁攪拌子跳起與穩定懸浮的原因。建立運動方程式，並使用數值模擬法預測各種變因的影響，也編寫程式語言使模擬的結果以動畫呈現。依照理論的預測，設計實驗驗證數值模擬法的適用性；探討懸浮的動能，發現耦合性質。 在應用方面，懸浮運動是攪拌與懸浮的結合，應可為黏度差異大之化學反應提供穩定反應的攪拌系統。本研究為增進「懸浮式攪拌」的實用性，以數值模擬法測試多極驅動系統的可行性，並成功達成；探討長度對攪拌效率的影響，提供在弱驅動系統中達成懸浮的辦法。為了在應用層面上有更好的發展，透過理論模型提出控制懸浮高度的方法，而實驗結果指出此方法的可行性。為尚不明確有何應用的「磁攪拌子懸浮運動」提供明確的發展方向。

本研究旨在研究一款自創棋類遊戲「梅花棋」，找出效率最佳的演算法及分析AI的適用性。遊戲規則如下：雙方玩家輪流在19階的棋盤上下棋，先手執黑子，後手執白子，任一方形成梅花即獲勝。隨著棋子的增加，肉眼判斷勝負愈發困難，因此希望借助電腦的力量完成它。我們透過C++編寫程式，持續改良優化演算法，提升電腦的精確度與流暢度。過程中依序提出了平均演算法、畢氏定理演算法、向量演算法、以及網狀編碼演算法。目前最新版本中，我們使用含有螺旋編碼表的網狀編碼演算法，這可使電腦快速正確地判斷勝負。得到最佳的演算法後，我們嘗試運用撰寫Minimax演算法編寫AI，並且不斷增加演算法的深度，從而提升電腦的實力。透過Victory notion的概念分析兩者間的相似度，判斷其對於梅花棋的適用性。透過不斷與Minimax演算法測試遊戲，將梅花棋規則中，先後手的優勢差距逐漸縮小。目前本研究已可順利進行單純的雙人對戰與複雜的人機對戰模式。

本報告研究台灣地區閃電與雷達回波強度的關係，期望了解雷達回波資訊成為閃電多寡代言人的可能，以及是否存在閃電活躍區及寧靜區。方法為將台灣附近區域分別以不同空間尺度 0.125 度、 0.25 度及 0.5 度、 1 小時的時間視窗將閃電及雷達資料分割。再利用 R 程式將雷達回波圖的不同像素轉化為強度數值，分析不同時間及空間下，第 95 百分位的回波強度和閃電個數對數資料的關係。 我們選取2019 及 2020 年中 8 個閃電個數高的氣象事件進行分析，發現相同時間移動視窗下及固定 空間網格點內的雷達回波強度較小時，閃電個數的對數值偏低 相反的，當雷達回波強度增加，除可能發生較少閃電個數的情況，會出現較多的閃電個數。當我們將各雷達回波強度階層對應到閃電個數對 數值大約的最高 門檻，進行線性迴歸分析，結果呈現三種不同空間尺度的網格得到的判定係數均接近 1 ，斜率稍有不同，但都約為 0.1 ，顯示此關係 可以利用雷達 回波強度進行閃電在空間時間分布的估計。 以上述經驗公式為基準，將各雷達回波 強度階層所對應到的閃電可能個數以 25% 分為低標及高標，繪出閃電寧靜區及活躍區比較，發現台灣西南部及其海域為活躍區，本島為中間區，而寧靜區的分布較不規則，但多在台灣西南、東北海域。

我們的感官不斷地提供超過大腦可以處理的信息，所以需要注意力來選擇性的處理重要的感官信息。雖然研究指出，人類有能力處理在同時呈現的不同感官刺激中集中注意力在一種感官，但對於這樣的跨模式注意力如何快速移轉在感官間仍不理解。要回答這些問題，首先要建立良好的行為派典，我們才能夠從中研究跨模式注意力的轉換歷程。在本研究，我們設計了一個新的派典，允許自由行為的老鼠在同時呈現的聽覺和視覺刺激間動態地轉移注意力，並透過老鼠的行為選擇反映出他們當下的注意力焦點。我們觀察到老鼠面對同樣的聽覺與視覺刺激時，能在不同的狀況下，將注意力焦點專注於其中一個感官刺激，並忽略另外一個; 且能在單一次刺激呈現之間快速的移轉注意力焦點。這些結果證實我們建立了一個新的跨模式注意力派典，我們能在未來的實驗中研究背後的神經迴路機轉。

本研究首先設計一5公斤級之聚甲基丙烯酸甲酯—氣態氧混合式火箭引擎，搭載軸向注入器(axial injector)進行水平推力測試，控制氧化劑流量，改變燃燒時間，量測氧化劑截面通量與燃料耗蝕率，探討其燃燒特性、推力、比衝值與各項引擎參數，並評估該引擎作為混合式火箭推進系統之可行性。引擎成功研製後，本研究設計兩種渦漩注入器(swirling injector)，幾何渦漩係數(SNg)分別為3、5，將推力目標提升至10公斤，並進行地面推力測試，探討幾何渦漩係數改變對於混合式火箭混和效率與引擎表現之影響。經實驗後證實渦漩注入器能有效提高引擎推力，且引擎推力及燃料耗蝕率會隨幾何渦漩係數提高而上升。未來希望能以本引擎為基礎，將推進系統放大後，將其裝載於小型火箭之上，進行探空及技術驗證之任務。

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及阻尼係數。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。另外，複合磁體中受硬磁磁化的鐵磁體在頻率到達一定區間時才能觀察到渦電流的影響，而此區間受複合磁體排列、磁化強度等變因控制。

過去許多文獻報導胰島類澱粉蛋白(islet amyloid polypeptide；IAPP)在體內的不正常聚集的現象，會造成分泌此賀爾蒙的β-細胞凋亡，間接導致胰島素分泌的下降，因此被認為與第二型糖尿病有高度的相關性。本研究利用不同官能基之香豆素(Coumarin)衍生物，測試其對胰島類澱粉蛋白之作用；實驗中成功合成高純度IAPP胜肽，再與香豆素衍生物(其光學特性已被檢測)進行混合，爾後進行硫磺素-T動力學試驗及穿透式電子顯微鏡觀察，我們發現某幾個香豆素衍生物確實會影響IAPP的聚集，再藉由圓偏光二色性光譜進一步瞭解有機分子對於IAPP聚集結構之影響，也利用分子模擬的方法來探討其如何與IAPP作用。 本實驗首創以香豆素作為基本骨架，探討官能基結構與IAPP間之交互作用，期待此研究成果可提供第二型糖尿病病症治療之契機與方法。