2023年

將兩個相同的n角齒輪重疊後，再砍去若干個特定重合的角，欲使上層齒輪在繞公轉軸旋轉一圈的過程中，兩齒輪皆有重合的缺角，在這個目的之下探討砍去的角數量，使其最小化，將其最小值稱為n角齒輪的最小可行數，以符號記為f(n)。我的研究是考慮自然數 ，對於砍去角的位置，制訂設計方法，在數量上求得f(n)較好的上界與下界。我將這個問題代數化，運用集合與數列的概念進行研究，進而轉換為組合設計的最佳化問題。特別的，若齒輪中任意兩個缺角在圓周上的最短距離皆相異，則表示砍去重合角的位置為最緊緻的狀態，將這些特殊的缺角位置稱為完美集合，我也試著探討缺角為最緊緻的特殊情形，分析完美集合的存在性。

因為我們一開始對電腦程式語言有濃厚的興趣，所以去學習了python程式語言，後來發現到世界三大益智的華容道遊戲，似乎可以加以運用，又從文獻中發現了人工智慧之重要性和增強學習的各類法則。剛好於國中時期寫出了讓電腦產生並解決3*3數字華容道之程式。但發現4*4的遊戲竟有20兆種組合，該無法用3*3之程式思維。後來用了增強學習的Q-Learning技術，不僅完成任務，而且還可以發展出人與電腦的比賽，造成轟動、受到小朋友的喜愛~最後我們還希望自己能設計出不同的華容道加以測試，並研究深度增強學習（DRL）的原理與應用，來解決更高階的遊戲，達到增進人工智慧學習的發展。

本研究主要針對多種參數對「無扇葉風力發電機」的影響進行研究，並且提出一個新的發電機構設置UBA（Universal Bladeless Aerogenerator），其利用萬向接頭作為支點、擷取各方向的風能轉換為電能。研究中共提出了兩種不同的UBA機構設置，分別為磁力線垂直於地面的VUBA（Vertical Universal Bladeless Aerogenerator）與磁力線平行於地面的HUBA（Horizontal Universal Bladeless Aerogenerator），針對上述兩種UBA，本研究運用田口方法（Taguchi Methods）進行測試，並得出了較佳的參數水準組合，藉以提升UBA之發電效率。 本研究透過六組獨立變項實驗，得出直徑較大的阻流體在風速較大的情形下發電效率較佳、負重與發電效率呈負相關等，各參數對UBA發電效率之影響。 根據實驗結果，本研究針對影響輸出功率之各參數進行了因次分析，並從結果得知，UBA輸出功率與雷諾數和斯特勞哈爾數有關，藉此進一步提出自然頻率與最適風速之關係式，可用於求得不同結構之UBA產出最高功率之特定風速。

本研究主要研究冰棒棍骨牌在崩解時波峰的軌跡，並且逐步分析物理原理。首先，討論冰棒棍的基本性質，接著拍攝崩解時的影片，並分析產生眼鏡蛇波的原理，過程中發現了不同的排列順序會分別產生眼鏡蛇波或Ｃ波，以及當以眼鏡蛇波結尾時，波峰都會有一個旋轉的現象我們使用了Tracker程式來追蹤冰棒棍骨牌崩解時的波峰軌跡，且發現大部分冰棒棍軌跡都呈現相同的函數關係，並建立模型來研究其性質。 本研究已有初步的結果，我們計算出了冰棒棍的楊氏係數，並且做出了冰棒棍波形的擬合。另外也從不同觀察角度觀察出冰棒棍的運動情形，分析出單一冰棒棍的整體受力與運動情形。根據單一冰棒棍的轉動狀況，觀察出類似於進動現象，並對此深入討論。 未來我們希望能夠結合楊氏係數、冰棒棍波形疊合以及冰棒棍受力情形來建立專屬於冰棒棍波的物理模型，並研究其轉動互換模式。將其利用在工程學上。

因應氣候變遷碳，國際興起碳中和與循環經濟熱潮，而廢棄電子垃圾就像是一座城市礦山，蘊藏豐富的回收價值。本研究運用深度學習物件偵測來辨識廢棄PCB電路板上的有價值零件，以YOLO物件辨識方法建了一個AI影像辨識電子零件模型程式、常見PCB電子零件的金屬成分含量、紅外線影像處理，以及運用PID控制和圖像處理來控制傳送帶。實作出一個能估算廢棄電路板回收價值的原型機。其結果顯示對於鋁金屬和銅金屬有相顯著的回收效果。本研究希望讓大眾意識到廢棄家電的潛在價值，增進電子廢棄物意願，促進再生金屬產量，實現碳中和終極目標。

搖蚊幼蟲棲息於暫時性水域，面臨乾旱、暴雨和天敵等逆境。本研究探討其與斑蚊的互動及逆境下的行為和基因表現。田野調查觀察到搖蚊的棲地常有其他蚊蟲共存。使用線翅搖蚊進行實驗，發現蚊蟲偏好於搖蚊棲地水產卵，次世代定序 (NGS) 顯示線翅搖蚊幼蟲優勢腸胃菌為 Novispirillum sp.；幼蟲競爭中，白線斑蚊優先捕食搖蚊；生長於搖蚊棲地水使白線斑蚊延遲化蛹，且羽化之成蟲多為雄性。搖蚊幼蟲築繭巢固定及禦敵，低水位、土砂和高溫會促進築巢，低溫則會降低搖蚊的存活率。光照使黏液繭中的搖蚊幼蟲 hsp 表現量增加，令土繭中幼蟲大量表現血紅蛋白；溫度上升則使幼蟲血紅蛋白表現增加。本研究顯示，搖蚊族群在氣候變遷下可能的存活策略。未來可以針對搖蚊腸道菌挑選吸引蚊蟲之菌種，評估應用生態友善管理淡水域棲地及病媒生物防治。

隨著人們對綠色能源的日益重視，具有乾淨、無污染優勢的氫能源被寄予厚望。光電化學水分解被認為是一種新穎且有前景的產氫策略。然而，光電化學水分解受到載流子分離效率低、載流子界面傳輸速度慢和可見光吸收差等因素限制。FeOOH曾被報導能有效進行表面改質，並提升活性位點的手段，尤其β-FeOOH具更優秀的電化學表現，且具豐富的氧空缺，其可以輔助電洞轉移並與Fe2+結合[1]，因此本研究使用β-FeOOH奈米粒子修飾WO3奈米板的表面，且因為它具有較低的能隙，可有效提高其在可見光區域的光吸收。光電流密度在1.23 V vs. RHE(可逆氫電極) 時可顯著提高至1.41 mA /cm2，比純WO3奈米板高約2.3倍。特別是FeOOH @WO3奈米板的雙電層電容值更是提升至472 μF/cm2，並且在太陽光的吸收比純WO3奈米板都更有優勢。未來，我們將結合儲氫技術開發成套供能裝置，不斷提高太陽能製氫系統的效率。

科技不斷進步對 CPU 等電子設備有更高效的需求，而高效的運算也提高用電量及散熱的需要，這促使我們尋找增強熱通量和熱傳遞的方法。透過惰性介電流體直接對電子部件進行液體冷卻，已成為複雜電子系統中熱傳遞的解決方案之一。 浸沒式冷卻是將電子元件浸入介電流體中，透過介電流體的池沸騰和相變化將熱帶走，而介電流體由冷水循環冷凝回原系統。本研究旨在透過設計仿浸沒式水冷的機台，來探討它如何影響電子元件。加熱站模型是用電腦輔助設計軟體（Creo, AutoCAD)進行圖面設計，然後進行CNC加工製作而成，本文記錄測量效率的值並繪製圖表，以討論傳熱的速率。

在暖雲的形成過程中，吸濕性凝結核佔有舉足輕重的位置且在大氣層中常會有不同種類的凝結核。本研究以自製的減壓雲室瓶模擬絕熱膨脹情況，並探討不同凝結核之成雲效果。減壓使凝結成長的效果在消光量的測量上符合比爾定律。而且利用絕熱膨脹估計出本系統在0.85 atm環境下每立方公尺的液態水含量LWC大約落在1.9~2.1公克，0.93 atm環境下每立方公尺的液態水含量LWC大約落在0.3公克，表示本實驗方法能擬合絕熱膨脹過程。且0.85大氣壓下，氯化鈉與線香粒子的成長可以達到1.68至1.94μm；硫酸銨粒子成長則達到1.01~1.12μm。而0.93大氣壓下，硫酸銨粒子成長則是0.77~1.04μm。另外，比較水溶性粒子與固態微粒化學性質，發現水溶性粒子如氯化鈉和硫酸銨的確較適合做為水氣之凝結核。

本研究以三膦酸酯配體、2-(2-吡啶)-苯并咪唑和 Cd(ClO4)2、CuCl2，合成[Cu2 (H6tpmm)2(Hpybim)2]⋅H2O和[Cd2 (H6tpmm)2(Hpybim)2(H2O)4]·2H2O兩種膦酸錯合物，分別稱之為Cu-Complex和Cd-Complex，錯合物與重金屬結合後會產生螢光，藉此可量測是否水樣中含有重金屬離子。實驗結果發現，Cu-Complex會和Cd2+和Zn2+離子結合並產生明顯的螢光反應，Cd-Complex則會和Zn2+離子結合產生明顯的螢光反應，且能偵測到極微量的水中重金屬Zn2+達0.0086ppm，遠低於環保署的排放標準5ppm。經由測定工廠的流放廢水能確定將此錯合物運用在現實生活中的可行性。此外，我們合成的Cu/Cd-Complex提供一另類化合物檢驗水樣重金屬的方法，有別於用傳統昂貴精密儀器檢驗法，有運用於檢測生活中水質特定重金屬的潛力。