2023年

此研究想探討影響掌聲大小的原因有哪些？進而思考掌聲的發音機制與物理原理。 我們透過壓克力板貼合矽膠片以模擬人的手掌、再以強力衣夾作為力量的來源並量化控制，依序探討拍手方式、拍手面積、擊掌力道、手掌間的空隙等因素對掌聲大小的影響，最後發現拍手的產生的聲音是源自於手掌間的空氣被快速壓縮、釋放而產生，而且有類似線狀排列音源的效果，因此聽到的掌聲大小和與手掌的相對位置有關聯、拍手面積和掌聲的聲音強度成正比、擊掌力道和掌聲大小的關聯則是源自於擊掌速度而非力量－在相同擊掌距離下，聲音強度要變為2倍(也就是增加3dB的音量)，力量需增為4倍；最後手掌間空隙造成掌聲大小的差異，是源於空隙的被壓縮程度而非空洞大小。

大花咸豐草(Bidens pilosa L.) 為主要的入侵植物之一，菲島福木(Garcinia subelliptica Merr.)能否作為生物除草劑，抑制大花咸豐草的危害。以最佳萌發條件培養三種作物與雜草-大花咸豐草種子，福木葉萃取液皆能抑制種子萌發，且對大花咸豐草的抑制效果最顯著。進行幼苗測試，福木葉萃取液可抑制萵苣主根長、小麥草植株與不定根生長，亦能抑制大花咸豐草植株與主根生長，並促進大花咸豐草過氧化氫酶的活性。本研究認為福木深具發展成生物除草劑的潛力，但考慮福木相剋作用與大花咸豐草和作物競爭有下列兩種情形：(1)萵苣：相剋<相剋+競爭競爭(2)小麥草：相剋+競爭<競爭<相剋，故建議在兩種萵苣播種前使用5%福木葉萃取液，抑制大花咸豐草種子萌發；小麥草需等大花咸豐草叢生後再使用10%福木葉萃取液，可促進小麥草的生長；單獨生長的大花咸豐草則使用10%福木葉萃取液能夠有效抑制其生長。

鐵路時刻表排點直到目前為止仍十分仰賴人工作業，且排班優劣對於乘客服務品質有顯著的影響。本研究採用啟發式最佳化演算法以及模擬器進行旅客列車鐵路時刻表排點，希望能夠找出一份針對旅客需求，能夠提升旅客運輸成功率且降低旅途時間的時刻表。我們提出一種班表編碼機制，可依此機制產生班表草稿。我們研發的模擬器可將班表草稿轉換為合法無衝突之班表。最後，透過登山演算法來搜尋班表草稿，並以模擬器評估班表優劣，我們實現了一個自動化排班系統。實驗結果指出我們的模擬器能夠有效率地產生無衝突之班表，且所提出之演算法操作有助於提升運輸成功率和降低旅途時間。

本研究研發出「能用池塘等高氨氮廢水來發電的新式微生物電池行動循環系統，搭配程式進行智能監控」。為了達成減碳的能源目標，我們設計了一個新式小型微生物電池。利用塑膠針筒連接常見的中藥塑膠罐，配合石墨棒加以改良，中間使用質子交換膜當鹽橋。串聯第14個微生物電池，電壓可達到7.53V，配合USB降壓板模塊，將放出的電能順利充入手機及行動電源儲存。首先將學校池塘水中的菌加以篩選出適合高氨氮環境中生存之菌種當成陽極微生物，能將含氨氮廢水以及葡萄糖氧化，配合傳統的魚菜共生形成新式微生物電池行動裝置，不僅達到綠能環保，還能行動自如地移動到不同水域進行發電。最後結合Arduino Uno程式監控水質，利用Arduino Uno程式搭配TDS感應器及繼電器，可以監測魚池中TDS雜質並啟動馬達抽水循環，Python程式回報水質。 本研究可解決環境汙染與能源缺乏的問題，期望達成水資源循環利用、永續發展。

本研究針對以往跳躍數列進行1人的討論延伸至多人的跳躍數列；多人跳躍數列規則為「同一個時間點手上最多只會有一顆球回到一位小丑手中」、「需連續、規律的接及丟出球，並且無限持續下去」、「丟球前可以有準備的時間」以上三項規則，因此此研究和以往多數文獻的題目假設有所不同，也比較貼近現實可能的情況。 多人跳躍數列的討論較為複雜，因此採用有向圖的概念進行討論，該圖的點元素代表當下每一顆球在幾秒中回到手中的狀態、邊元素則為每個狀態轉移時的丟球方式；接著將有向圖轉換為鄰接矩陣，並將點元素用類似2進位的形式進行分類以便整理成規則一致的分塊矩陣，接著由Cayley–Hamilton定理及多人跳躍數列的性質得到將鄰接矩陣的n次方求跡即為多人跳躍數列方法數。最後為了將不同狀況的方法數有一個好的整理，我們採用生成函數表示方法數並得到一定的成果。

本研究想透過能分解石油的嗜油菌加速同為碳氫構成的塑膠分解。本實驗採用參雜一般塑膠的生物可分解塑膠片。從含有油污的土中經過DNA分離與純化後透過NCBI比對出主要菌種為Pseudomonas citronellolis和Achromobacter。菌種與經實驗室紫外光照射24小時的塑膠片反應時重量下降幅度最大，經約含7%紫外線的太陽光照射3天的塑膠片次之，無前處理的塑膠片最小。本實驗透過三種堆肥方式研究塑膠片分解的情形，在加入菌種和碳基生物復育劑的土中反應的塑膠片重量下降幅度最大，加入碳基生物復育劑的土中的塑膠片次之，加入自來水的最小。從塑膠片殘留重量比與實驗天數畫出的折線圖中可看出若維持經實驗室紫外燈照射24小時且在加入菌種和碳基生物復育劑的土內反應的塑膠片重量下降趨勢便能在883天後完全分解。此外，在探討不同酸鹼值的實驗中，可知pH10的分解最快，而含沙量實驗中則可得知含沙量0%對分解對有利。未來預計長期研究嗜油菌與一般塑膠的分解及不同有機質對塑膠分解的影響，期望解決塑膠過量的問題，使環境不受影響。

觀察2020東京奧運會徽，發現圖形是由矩形組成，且矩形可經由三種元件（30°與150°的菱形、60°與120°的菱形、正方形）的各邊中點連線而成，本研究旨在利用這三種元件，探討平面鑲嵌。首先，找出利用元件拼貼一圈的組合個數，進一步向外擴增成正十二邊形，計算面積、對角線的長度，觀察旋轉之幾何變換，藉此得出拼貼成線對稱圖形時對稱軸上元件的擺放情形。接著，探討奧徽鑲嵌背景圖中不同大小正十二邊形的面積關係，並將線段變成曲線，推廣至拼貼成正n邊形的四邊形元件探討，得出如果n為偶數，則圖中的四邊形皆為菱形，且菱形的圈數為n/2-1，種類個數為⌈n/4-1/2⌉。最後，觀察類似奧徽之非平面鑲嵌頂點相接圖，改成用正方形貼接圖形，計算出邊長有1:√2的關係。

本研究提出一款新型硫化氫偵測之螢光探針，我們選用BTIC作為探針螢光主結構並藉由修飾上疊氮達成偵測硫化氫之目的。帶入設計上，利用PPH3形成與粒線體的電位差使其將探針帶進粒線體，最終進行粒線體內硫化氫之偵測與顯影。 目前本實驗已合成出螢光探針基本結構與側鍊結構，並初步檢測探針對於硫化氫的偵測能力，確認其能夠與之反應並有顯著螢光變化。另外，目前已成功接上側鍊，待純化出目標產物後將進行進一步的性質檢測，包括選擇性、靈敏性、及持久性。 最後，我們預計將探針實際進行生物顯影，做多個結構顯影的比對，確認本研究之成效。此外，我們希望此款螢光探針除硫化氫偵測外，還能夠進行生物機制探討或疾病細胞篩選的應用。

本研究從日本Subaru天文台 Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program （HSC-SSP）及Hyper Suprime-Cam Legacy Archive （HSCLA）計畫網站下載公開的可見光觀測影像，撰寫程式進行彗星軌跡擬合（trail fitting）與孔徑測光（aperture photometry），分析已知彗星在遠日軌道時的光度並初步測量其彗核大小，進行後續討論。

藉由鋼球撞擊繃緊於塑膠杯口之彈力膜作為發聲裝置，並利用音訊分析軟體進行錄音、分析，探討發聲的成因與相關參數對聲音的影響。實驗結果顯示聲音隨時間而演化，我們利用並聯彈簧機械模型解釋單膜與腔體間的交互關係，聲音取決於振動體間交互作用的強弱，頻率與膜張力成正相關、和杯子容積成負相關。此外，我們延伸探討兩端開管皆套膜的影響，研究結果顯示此實驗上膜與純膜頻率相近，符合兩質量三彈簧的振動模型，且一邊膜頻率>純膜=上膜頻率，綜合各個實驗變因可知彈簧振動模型之有效性。