全國中小學科展

2022年

Lill Path之立體圖形應用

本文主要在探討如何將二維Lill Path的性質推廣至三維。和二維Lill Path的結論相同,我們證明若有一自原點出發的射線在多項式函數f(x)的三維Lill Path進行反射(依三維Lill Path反射規則),且此射線通過三維Lill Path終點,則其充要條件為f(x)=0有一實根(-tan⁡θ ),其中θ為射線與三維Lill Path圖形所夾的角度。我們仿照參考資料[2]的方式,證明了若多項式所對應之三維Lill Path圖形是封閉的,則其充要條件為此多項式有一因式為(x^3+1);同時,我們解決了參考資料[2]中教授所提到的一個問題:當路徑夾角不為π/2,且其三維ϕ-Lill Path圖形為封閉的,則其充要條件為多項式有一因式為 [x^3-(cos⁡ϕ ) x^2-(cos⁡ϕ )x+1]。

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。

銠金屬催化劑應用於不對稱環化與chain walking之研究

本研究使用實驗室自製的配基與銠金屬結合為催化劑後,在一次使用銠金屬催化劑下,同時催化烯炔類與苯硼酸進行加成、不對稱環化、chain walking、以及消去反應,在保持鏡像選擇性下獲得具有末端烯的產物。透過改變鹼的加入方式、催化劑的種類等變因,篩選適合的反應條件。 實驗結果顯示,銠金屬催化劑能催化烯炔類與苯硼酸進行不對稱環化反應,最高產率可達88%且e.e.值可達86%。未來希望能將此反應路徑應用於其他不對稱合成,使銠金屬催化劑的應用達到省時、高效的目的,有助於天然物和藥物的研究發展。

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.

壓電-摩擦感測器配合CNN進行步態分析及身分識別

我們設計了一款透過壓電片與摩擦片收集資料的智慧鞋,壓電片嵌入在鞋底,摩擦片安裝在前腳掌,兩者並聯。當人行走時,感測器會被擠壓變形,藉由DAQ(數據採集)收集感測器的電壓輸出,可顯示出正常步行、快走、慢跑和漫步等活動的訊息,利用時變電壓形式的輸出數據,與能夠識別時域信號的CNN深度學習(卷積神經網絡)進行不同類型步態辨識。 實驗結果顯示此方法可以辨檢測這四種步態,其辨識率高達95%。訓練好的CNN可同時辨識個人身份與步態。結果顯示,識別快走時辨識率極高,識別正常步行和漫步時辨識率為90%,識別慢跑時辨識率僅達49%。因此,我們未來預計將提高同時辨識不同受試者與不同步態之辨識率,並透過壓電能量擷取器為藍牙模組供電。

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。

2、3、4 進位Kaprekar變換的性質

非負整數的各位數字重新排列後,由大到小減去由小到大的運算稱為Kaprekar運算。若原數和結果相等,則此數為Kaprekar常數。在此條件下,Kaprekar變換最終定會進入循環(包含循環節為1的情形)。本研究探討Kaprekar常數與循環的結構,以及其與混沌之間的關聯。 結果如下: (1)參考[1]和[4]中的一些數學符號,將二進位分為五類,得到二進位常數的形式和規律。 (2)在三進位時,我們利用g(x)來討論三進位的變換形式,得到能判斷其結構和循環節及數量的規則。 (3)g(x)有混沌的性徵,即在任何有理數區間中必有任意的n-循環點,其中n是任意正整數。 (4)關於四進位,我們發現將任意非負整數運算四次後必符合某一形式,且其結果與三進位有相似的結構。

Lill Path之立體圖形應用

本文主要在探討如何將二維Lill Path的性質推廣至三維。和二維Lill Path的結論相同,我們證明若有一自原點出發的射線在多項式函數f(x)的三維Lill Path進行反射(依三維Lill Path反射規則),且此射線通過三維Lill Path終點,則其充要條件為f(x)=0有一實根(-tan⁡θ ),其中θ為射線與三維Lill Path圖形所夾的角度。我們仿照參考資料[2]的方式,證明了若多項式所對應之三維Lill Path圖形是封閉的,則其充要條件為此多項式有一因式為(x^3+1);同時,我們解決了參考資料[2]中教授所提到的一個問題:當路徑夾角不為π/2,且其三維ϕ-Lill Path圖形為封閉的,則其充要條件為多項式有一因式為 [x^3-(cos⁡ϕ ) x^2-(cos⁡ϕ )x+1]。