2022年

本研究之反應產物Chromeno[4,3-b]pyrrolidine之衍生物含有吡咯烷及二氫苯并哌喃的骨架，而此二者存在於許多藥物及天然物中，例如：尼古丁及蛋白質中的脯胺酸皆為吡咯烷的衍生物，含有二氫苯并哌喃骨架的藥物則通常被應用於消炎藥物中。本研究主要反應是以對甲基苯醌衍生物與亞胺葉立德前驅物在相轉移催化劑及無機鹼的催化下進行(3+2)環加成反應與oxa-1,6-加成反應，合成出Chromeno[4,3-b]pyrrolidine之衍生物。利用改變不同的相轉移催化劑、溶劑和無機鹼的種類及各反應物的當量數，篩選出進行本反應的最佳反應條件。在此優化條件下，進一步使用不同的掌性相轉移催化劑，以探討本反應之光學活性。並利用無機鹼的篩選，以排除背景反應發生的可能性。希望最後能於起始物上替換不同種類的取代基，以探討本反應之反應活性，並增加其未來應用的多樣性。

核塌縮超新星(Core-Collapse Supernova，CCSN)，又名II型超新星(type II supernova)，是宇宙中最重大的爆炸現象之一，在天文物理學上有許多探索與應用。核塌縮超新星被認為源自於大質量恆星的死亡，但是目前尚不清楚大規模恆星演化及有關核塌縮超新星的物理學，為獲取有關核塌縮超新星的知識與應用，我們使用一維程式碼Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (MESA)執行大質量的恆星演化模型。對於此次研究中我們模擬大質量恆星從零齡主星序(zero age main sequence，ZAMS)演化為核塌縮超新星，並透過考慮不同質量祖星(progenitor)上的各種爆炸能量、金屬量(metallicity)、角動量(angular momentum)展示其演化狀態，討論這些恆星演化的物理參數如何影響超新星爆炸及呈現的光變曲線。我們的模擬結果與觀測數據相當符合，可解釋其祖星的起源及物理意義。

此研究由2020的IYPT中的其中一題的題目中發現，當兩根以上的蠟燭擺在一起時，蠟燭火焰會產生穩定的耦合震盪，於是本研究將深入探討此現象。我們將兩組蠟燭束以不同的距離由近而遠擺放，發現其會產生同相震盪、轉相序、反相震盪的現象。除了觀察蠟燭火焰不同的震盪的模式，也分析了其在各個模式下的相位差與頻率。接著我們以理論模型來探討蠟燭火焰在不同的間距時的理論相位差與頻率，並與我們得到的實驗數據進行比較與討論。再來為了觀察蠟燭周圍氣流流動的情形，我們使用紋影攝影觀察並使用線香煙霧與PIV技術來分析周圍氣流的流動速率與氣流產生漩渦的位置，與在不同的震盪模式下蠟燭火焰周圍渦流出現的特徵和渦流交互影響的情況。我們利用其得到的結果建立一氣流流動模型來解釋周圍氣流流動、渦流與蠟燭火焰震盪的現象的關聯並嘗試驗證，且希望尋找到更穩定的震盪器取代蠟燭。

過去已知敗血症患者使用β受體阻滯劑能有效改善心律、酸鹼參數、降低死亡率，在嚴重敗血症和敗血性休克的急性期，持續使用β受體阻滯劑可降低90天內的死亡率。然而，其中的分子機轉仍不明。我們先前利用健保資料庫進行大數據分析並以動物實驗驗證，發現β受體阻滯劑中的atenolol能顯著減少敗血症的致死率。此研究中，我們以LPS (脂多糖) 作為敗血症誘導劑，並利用西方墨點法及逆轉錄聚合酶鏈式反應等生物技術，來探討其中可能的保護機轉，結果發現atenolol可減緩肺部上皮細胞的EMT (上皮間質轉換)及先天免疫巨噬細胞的過度活化。因此，atenolol似乎能減緩LPS造成肺部的傷害，未來有望應用至臨床，以克服敗血症所造成的高死亡率。

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

多重抗藥性（MDR）細菌已經在全世界的範圍內成為了一個重大威脅，而像是多重抗藥性的綠膿桿菌就是其中一種對大多數療法有抵抗力的病原體。在目前的治療方案無效之前，有必要開發出一種新型機制的抗生素能夠作為對抗的手段。我們通過電腦虛擬篩選的方式，並用一個脂多糖脂質A (LipidA)生合成路徑的關鍵蛋白，LpxC，作為篩選的對象。在我們的第一次預測中，ZINC000001587011 (brequinar) 具有較低的結合能和較高的生物利用度。但由於其較高的cLogP值，使我們對其進行了官能團修飾，以期能有所改善。最後，我們在所有衍生物中找到了N11，有最大的潛力能做為抗綠膿桿菌的藥物前驅物。

Inhibitory effects of the secondary metabolite of actinomycete were examined on cell cycle of the yeasts of S. pombe and S. cerevisiae. The secondary metabolite was obtained from cultivation of the actinomycete isolated from the soil of Owakudani in Hakone, Japan. The fifth fraction of the secondary metabolite by ODS column separation (HK-T5), which was soluble to pure methanol, was used in the present experiments. The HK-T5 brought about the delay of forming colonies of S. pombe for about 11 days compared to that cultivated without the HK-T5. The delay of the colony formation was longer for the S. pombe cultivated with more amount of the HK-T5. The cultivation with HK-T5 also brought about the extension of the lifespan of the S. pombe for more than 10 weeks in a liquidus medium. The cell life recovered the ordinary manner by removal of the HK-T5, meaning that the activities of the HK-T5 is reversible. These facts confirm the suppression of cell cycle, and the delay of cell growth by the HK-T5. These phenomena were similarly observed for S. cerevisiae. Comparison of the action of HK-T5 with hydroxyurea, which is an anticancer drug inhibiting the cell cycle at S phase, clarified that the inhibitory action of HK-T5 worked at the phase earlier than S phase. The combined effects of HK-T5 on the cell cycle were evaluated with triamcinolone acetonide (TA), or aspirin, the former of which is a drug synchronizing cancer cells in S phase, and the latter keeping human cells in G1/G0 phases. The combined use of HK-T5 with TA synchronized the cells at the phase slightly proceeding from G1 to S phase without toxicity. On the other hand, the combined use with aspirin made the inhibitory effect of HK-T5 inactive. Hence, the HK-T5 is attractive as a drug for the extension of cell lifespan, and anticancer therapy.

三名弓箭手進行決鬥，每位參賽者輪流射擊一次，可自由選擇目標，參賽者一旦被射中即退出賽局，直到剩下一人。我們彙整賽局的特性，以樹狀圖判斷平衡策略，並以程式模擬得出各分支發生機率。 接著我們嘗試將研究延伸至四人以上的賽局，由於狀況過於複雜而 無法推導出勝率一般式，因此利用賽局的退化特性，歸納出n人賽局中 各參賽者勝率的遞迴式，並使用程式實作。分析程式演算法複雜度高達O(n^(n+2))，因此無法計算八人以上賽局，大量模擬也只能進行到六人以下，故本研究主要針對六人以下賽局進行實驗與推論。 在現實中，許多時候我們無法得知所有的資訊。使用程式模擬，便可得出在不完美資訊的狀況下，各參賽者策略出現的機率，並藉此得出不完美資訊下的最佳策略。

在2021年4月2日台鐵太魯閣號在清水隧道行駛到轉彎口與滑落邊坡的工程車碰撞，造成火車出軌，衝入隧道中擦撞到隧道壁，造成49人死亡和247人輕重傷!當我們看到這則新聞時，心裡充滿驚訝與心疼!為了改善這問題，我們開始討論和查資料，發現台鐵在107年12月有一個「邊坡全生命監測系統」計畫，運用AI影像辨識技術，台鐵的規格是95%以上準確率，但因為辨識準確度不夠高，所以延宕到現在仍未完成。 我們設計AI鐵道辨識異物入侵系統，藉由攝影機將鐵道周遭影像傳至台鐵行控中心，運用AI深度學習技術辨識入侵鐵道的異物，從而準確判斷，讓火車駕駛員能提前預警，達到保障人車安全的目的。本研究並建立一套科學系統的方法來訓練視覺辨識模型，從而提高準確率，目前最高的準確率是97%!

本研究藉由孔洞抽氣控制氣流邊界層，影響尾部渦流以達到減阻效果。研究主要探討的變因有:孔洞大小、抽氣速率，進而發想抽吸設計是否可運用在旋轉圓柱上。實驗與之前不同的是為抽氣孔洞加裝導管，以及創新的實驗旋轉裝置。實驗結果顯示，透過延緩邊界層分離可以有效控制阻力，在雷諾數15000時，可減阻。抽氣速率達22m/s，減阻最大值達23%。此實驗想法可有效達到減阻效果，並且可以使旋轉葉片減少旋轉阻力，在電壓6V時，轉速提升11%。未來期望能應用在風力發電機葉片上，減少旋轉風阻，提升發電效率。