全國中小學科展

2022年

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.

鐵道守護者–高準確率AI鐵道辨識異物入侵系統設計之研究

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%!

Super「鼠」跑

透過文獻探討已知高血壓會引起腦發炎,導致腦功能受損。研究結果也顯示運動能增進腦部功能。因此,在此實驗中,我們想要探討高血壓引起的腦發炎和功能退化等問題能否透過運動改善。將鼠分為 2K1C 手術誘發高血壓組(2K1C)及沒有高血壓(Sham)的對照組,並再各分為運動組(Sham-EX、2K1C-Ex)和不運動組(Sham、2K1C)。小鼠腦部切片中微小膠細胞數量顯示 2K1C 的小鼠組別腦發炎最為嚴重,且 HE 染色發現一樣為 2K1C 小鼠組別的神經細胞數目最少。接著我們以莫里斯水迷宮測試小鼠學習、記憶功能,結果 Sham-Ex 及 2K1C- Ex 尋獲平台時間皆有減少趨勢,而 2K1C 尋獲平台花費最長時間,顯示運動確實可以減緩高血壓造成的腦功能受損。

多人循環賽局策略之研究

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。

使用電漿輔助化學氣相沉積及雷射退火於玻璃基板上成長結晶鍺薄膜

單晶矽被認為是製造太陽能電池的最佳材料,因為它在地球上儲量豐富且具有優異的光電性能,但其大量的應用受限於其成本和轉換效率。 單晶矽太陽能電池通常通過將單晶矽晶柱切割成350到450微米的切片來製造。現有的技術方法無法將其縮小到更小的規模,因此其發展面臨著開發複雜製造工藝和高單晶矽片生產成本的障礙。近來,在便宜玻璃基板上製備的薄膜太陽能電池成為重要的發展方向,可以減少矽層厚度來降低成本和材料消耗,同時可以有效減少載流子的複合,進一步能夠提高轉換效率。 本研究成功通過電漿輔助化學氣相沉積在玻璃基板上生長出非晶鍺薄膜,並利用雷射退火將非晶鍺薄膜轉化為多晶鍺薄膜,接著將進一步發展控制退火過程溫度的時間空間演化,以進一步做出高品質單晶鍺與矽薄膜,並應用在超薄膜太陽能電池上

探討單位電阻排列有理數值

本研究在探討給定一有理數,如何用最少數量的一歐姆電阻串並聯使得等效電阻值為此有理數。首先我做出f函數的表格,利用程式找出分母分子較小時的值,並且依性質不同塗上各種顏色,觀察其中的規律,證明了一些定理,並找到電路圖與矩形的對應,再來是找到電阻排列一些數列的系統性構造,然後針對有理數分子和分母的特性,分析了費氏數、分母為2、3等等的情況的最小構造法,其中在分析分母為2、3等等的情況時,一開始使用了變換的概念證明,但變換過多次時會造成證明的繁複,因此後續提出了以幾何模型分割區域的概念證明,有效地提高到分母為4、5的情況,並且將證明過程擴充至所有正整數的情況,找到了f函數遞迴式的充分條件,最後計算連分數構造法的部分平均時,猜測出連分數構造法與正整數因數個數的關係。

自動X光檢測重建2.5D圖形用於非破壞性檢測:印刷電路板之應用

為了解決自動光學檢測的非穿透性檢測物體方式,使用自動X光檢測能解決此問題,因此,本研究嘗試開發自動X光檢測技術,並藉由常見的印刷電路板作為應用。作為結果,本研究能進行X光模擬理想化印刷電路板,搭配實體X光取像,藉由平移堆疊法重建出2.5D印刷電路板影像,並藉由霍夫法圓形辨識圈選錫球,輸入卷積神經網路,辨識錫球焊點之優劣。

竹片熱電流增益放大及熱電流充電器

本實驗利用竹片導熱性差的天然特性,將奈米金屬顆粒以高壓蒸氣及低壓吸入法嵌入竹片的維管束中,並將NaCl蒸煮滲入竹片組織,形成導電通道,以提升修飾後竹片的電導率。量測實驗發現以氯化鈉及銀奈米顆粒修飾後的竹片,電導率提升達11880倍,而熱導率僅提升10%,可成為常溫範圍熱電材料。NaCl在解離成Na+與Cl-導電率可提升103倍。我們將修飾後的竹片,密封在含水蒸氣的電絕緣小盒中,製作成竹片熱電裝置。LED燈泡發光度實驗,當竹片兩端溫差為45度時,燈泡發光度提升40%,為一熱電流增益放大器。串聯竹片熱電裝置在普魯士藍二次電池充電線路中,以0.015 mA電流充電,發現當竹片兩端溫差為45度時,充電電流提升到0.025 mA,飽和充電時間從原本的12小時,縮短到7小時。

等差指標的探討

在國中及高一的數學課程當中,我們都學過「等差數列」這個單元,而本文的研究著重於在某些限制條件下等差數列的產生時機。在本篇報告中,我們從給定整數範圍(如:從0到n)的條件下出發,去探索在給定的範圍當中至少要加進去多少正整數才能確保其中存在三個數字成等差,進而定義等差指標等概念。我們研究了各個數字n的等差指標,並找出其關係,進而延伸出相關的不等式,然後進行推論。最後,我們藉由發現了一些規律得到了一些可增進最小等差指標的估計,我們大略估計了其上下界,並嘗試往探討不存在三正整數成等差數列的自然數集合密度去做發展,用集合密度的角度去切入討論,以幫助我們的估計和定理推導。

地球低頻震動事件偵測

本研究主要成果爲: 一、 利用本分析法成功驗證颶風Bill (2009) 侵襲美國東岸期間沿著棚裂形成的“stormquakes” 現象(下文稱爲「風暴震」)。 二、 探討並確認近十年間10個中、強颱通過臺灣附近水域時,臺灣的地震測站沒有記錄到風暴震產生的訊號。 我們透過頻譜分析發現,0.01 ~ 0.05 Hz頻段的地震波形數據在我們研究的多數西太平洋颱風通過期間有顯著的能量增加,卻沒有產生來自海域的點源訊號。不過在2009年莫拉克颱風與2013年天兔颱風期間,波形記錄到了數十起來自陸地的振動訊號(經判定爲山崩)。我們發展了一種定位方法,成功定位颶風Bill與上述兩颱風期間的訊號;並且對比了20次已知震央的構造地震,確認定位方法的可行度。