致命的擁抱-以Arduino結合壓力感測器初探蛇類的纏繞力

專題名稱致命的擁抱-以Arduino結合壓力感測器初探蛇類的纏繞力

專題描述我們因校園裡觀察到蛇纏繞青蛙的捕食行為而產生好奇,想知道蛇的纏繞力有多強?是否受到種類、體型與溫度而影響?
於是,我們設計了以 Arduino 結合壓力感測器的測量裝置,製作誘食器誘發蛇產生纏繞行為,並進行90秒的纏繞力測量。後續,也加入了體型和溫度條件來探討之間的關係。
研究發現,不同蛇種纏繞力確實有差異,佛州王蛇的纏繞總力最高,肯亞沙蚺的最大纏繞力最強。蛇的體長與纏繞力無顯著相關,但體積與纏繞力呈正相關。溫度則影響玉米蛇與佛州王蛇的力量表現,而肯亞沙蚺在不同溫度下仍能保持穩定。

隊伍名稱蛇寶探險隊

指導老師謝尚晉 方亞蘋

參賽學生潘霓詠 鍾欣怡 鄒燁葆 

序號檔案內容上傳者最後修改
5作者 潘霓詠 鍾欣怡 鄒燁葆
來源 參賽學生寫作
描述 一、脊椎動物研究切結書
二、小論文學習相關附件
1.研究動機心智圖-為什麼要研究蛇?
2.研究日誌(日記)
3.閱讀心得單
4.野生蛇與圈養蛇實驗評估討論記錄
5.實驗觀察繪製圖
方亞蘋2025/9/24 上午 09:39:26
4作者 Andréaz Dupoué et. al
來源 ELSEVIER
描述 這篇研究主要是研究歐洲腹蛇 (Vipera aspis),探討牠們在不同生理狀態(懷孕、蛻皮、消化)下的水分散失、代謝率以及對微氣候環境的選擇,並分析歐洲腹蛇如何透過行為來調整之間的恆定性。其中,學者利用非侵入性的方式來計算蛇的體積和表面積。他們將蛇身體分為六等份,分別測量各區段的長度與直徑,並以複合形體(圓柱體+圓錐體)進行模擬,最後加總各區段的表面積與體積以估算蛇的總體表面積與體積。我們的研究也參考這個方法,並加以改良,用簡單的方法來大概知道蛇體積有多大。
鄒燁葆2025/9/22 上午 08:38:07
3作者 金磊
來源 台灣碩博士論文知識加值系統
描述 這篇研究主要在探討菊池氏龜殼花和龜殼花及赤尾青竹絲在不同溫度之下的行為表現(攻擊速度、反應時間、攻擊相關行為、攝食率、攻擊成功率)。在 7℃到36℃ 的不同溫度下測試三種蛇,結果發現,菊池氏龜殼花在7~17℃之下的攻擊速度、反應時間等行為表現最好。三種蛇的最佳表現溫度大致一樣,都在 22~27℃。不過,菊池氏龜殼花在熱天(32~36℃)表現乃能維持,而龜殼花反而表現最差。
由此可知,溫度確實會影響蛇的行為表現,而不同種類的蛇對溫度的適應能力並不相同。
謝尚晉2025/9/12 上午 09:17:03
2作者 P. B. WHITAKER、 K. ELLIS and R. SHINE
來源 Functional Ecology
描述 這篇研究主要是在探討東部擬眼鏡蛇(Pseudonaja textilis)在不同溫度下的行為表現:
1.東部眼鏡蛇身長可到 2 公尺,毒性很強,是澳洲造成最多人死亡的毒蛇。本研究用高速攝影記錄牠在被人騷擾時的反應。
*2.將東部眼鏡蛇體溫控制在 18–36 ℃ 時,對牠的攻擊的速度、距離、準確度影響不大。平均攻擊速度大約 1.1 公尺/秒,最快可約 3 公尺多/秒。
3.東部眼鏡蛇其實不太愛真的咬人,即使被逼到,真正可能造成嚴重中毒的機率只有大約 15%。
鍾欣怡2025/9/4 下午 12:30:19
1作者 吳侑邦
來源 西湖 Arduino 計畫
描述 這份資料主要在教我們怎麼在 Arduino 內輸入程式。Arduino 本身不會自己想事情,要我們用電腦打指令,它才會動。我覺得 Arduino 很像機器人,我們只要一步一步下命令,它就會照我們的指令做。雖然程式碼有很多符號和規則,但其實就像玩積木一樣,把它一塊一塊拼起來,就會出現我們想要的東西。
潘霓詠2025/9/2 下午 02:55:26

序號封面照內容說明上傳者最後修改
7類別 youtube影片
名稱 小論文的活動記錄
說明
主要記錄我們這次研究的過程
連結:
https://youtu.be/Bo0N-_2DTVY
鄒燁葆2025/9/30 下午 02:47:16
6類別 相簿集
名稱 書籍閱讀與分享
說明
在學校的圖書室裡我們順利找到幾本關於蛇類比較偏研究的書。老師要我們閱讀之後並寫閱讀單。我們除了閱讀蛇獵食的行為和纏繞行為之外,其實裡面也有很多關於蛇題外的知識。除了書之外老師也協助我們找了網路上關於蛇類的一些學術資料,收穫真的非常多!
方亞蘋2025/9/24 下午 09:07:33
5類別 相簿集
名稱 蛇的身體測量與體積概算
說明
這次實驗中,我們先學習如何測量蛇的身體,由於蛇身體常常動來動去,不容易直接測量,所以老師教我們利用 ImageJ 軟體來測體長,然後,為了估算蛇的體積,我們把蛇的軀幹當作圓柱體,尾部當作圓錐體,再用游標卡尺測量直徑和長度。這次的實驗也讓大家做了數學的複習還有預習,收穫真的很多!
方亞蘋2025/9/24 下午 08:26:58
4類別 相簿集
名稱 實驗器材討論-誘發器的測試與改良
說明
誘發器的製作讓我們花了不少時間,因為前後遇到不少問題,像是誘食器的粗細和形狀等等,弄不好的話蛇就沒興趣纏。一開始我們先用泡棉筒把誘發器給做好,做好以後我們再把誘發器上面塗小白鼠的味道,然後再看看蛇到底會不會去獵食而纏繞?但……似乎沒有我們預期的順利。後來不斷修改長度和形狀,還有放食餌在誘發器上面的方式,最後終於順利定案了!
鍾欣怡2025/9/23 下午 05:44:50
3類別 相簿集
名稱 Arduino 壓力感測器製作
說明
第一次接觸arduino和FSR壓力感應器,感覺很陌生,但其實不難,上網找了路線圖之後我們很快的就合作完成了。
鍾欣怡2025/9/23 下午 05:38:15
2類別 相簿集
名稱 野生蛇圈養蛇的測試和評估
說明
我們一開始想用野生蛇來做實驗,可是遇到很多困難。後來就決定把野生蛇和圈養蛇都拿來測試。結果發現,野生蛇很怕人,幾乎不會去吃東西,但圈養蛇已經習慣了人工環境,比較敢獵食。
最後老師要我們討論看看拿野生蛇跟圈養蛇拿來做實驗的優點跟缺點到底有哪些?
鍾欣怡2025/9/23 下午 05:33:34
1類別 相簿集
名稱 實驗操作-蛇的纏繞力測量
說明
我們利用 Arduino 壓力感測器來測蛇的纏繞力,如果蛇纏得不完整,就必須重做。不同蛇的纏繞方式都不一樣,有的纏得緊密,有的交錯不整齊。還有,蛇的身體前端常因咬住獵物而懸空,導致部分力量無法被感測到,這也是我們實驗中需要克服的挑戰。
潘霓詠2025/9/23 下午 05:22:47

序號內容上傳者最後修改
8作者 潘霓詠(114.09.19)
標題 參加小論文競賽心得
內容
這次是我第二次參加太平洋盃小論文競賽,我很期待有新的研究。這次的小論文是在研究蛇類的纏繞力,並且用了arduino壓力感測器來做實驗。在這次研究讓我認識了arduino壓力感測器是什麽,還有寫程式碼真的很神奇,可以依照自己的需求給指令。在這次的研究過程中我們也有遇到一些困難,像是我們要如何做出一個讓蛇會纏繞上去的誘食器?有困難我們都會一起討論並解決。在這次的研究我學到很多東西,除了操作arduino 壓力感測器之外,還學習如何製作小論文的表格和長條圖等,撰寫小論文部分也非常感謝老師的指導跟修改。做研究不只要細心還要有有耐心,這次的小論文競賽我們算是完成一半了,希望決賽時可以拿到不錯成績。

潘霓詠2025/9/22 下午 03:36:07
7作者 鄒燁葆(114.09.17)
標題 第一次參加小論文競賽心得
內容
第一次參加小論文競賽我有一點緊張,因為我們學校人數不多,所以當老師詢問有沒有人想參加時,我鼓起勇氣主動跟老師說我想參加。老師沒有拒絕,反而很支持我,那時候我非常興奮,回到家就不停的跟家人分享這個好消息。
在比賽的準備過程中,我看了很多種類的蛇和各種相關的實驗器材,覺得非常新奇。老師還特別幫我找一本有關蛇的書,讓我回家閱讀,閱讀完之後,老師還要我們寫一份閱讀單讓我們深入理解,然後還要把閱讀過的書上傳到小論文網站。
這次參賽經驗不只讓我對蛇有更多的認識,也讓我學會了如何主動搜尋和閱讀相關的資料與文獻。遇到不懂的地方,我會先查資料,如果還是不懂,我就會主動問老師或和同學討論。
雖然第一次參賽很緊張,但經歷過之後,我發現只要願意學習與嘗試,緊張感自然會減少,反而會變得越來越有自信,並能一起學習到很多東西。

鄒燁葆2025/9/22 下午 03:35:51
6作者 鍾欣怡(114.09.13)
標題 實驗操作-蛇的體積概算
內容
日記:
今天老師要我們想想如何計算蛇的體積。老師提供了一些國外的文獻給我們看,我們看到有研究會把蛇體溫降到2~3℃後,再把蛇的身體滾墨印在紙上,藉此計算蛇的體積和表面積。不過,我們認為這樣的溫度可能會讓蛇體溫太冷,所以決定先不用這種方法。
最後,我們改用數學曾經學過計算體積的方式,把蛇的身體想像成「圓柱體加圓錐體」的複合形體。老師也拿模型給我們看,讓我們能更了解直徑和高。之後,我們用游標尺跟卷尺實際量了蛇身體前、中、後三段的平均直徑和尾長,再用 ImageJ 軟體測體長。把這些數據輸入 Excel 後,就能計算出蛇的體積,最後得到蛇的體積概算。
心得:
要計算一條蛇的體積其實真的不容易,所以我們這次只能大概去計算,跟蛇真實的體積可能還有一些誤差。也很高興可以提前練習算圓柱體和圓錐體的體積,上學期五年級的時候數學課有介紹過圓柱體,但要在六年級才會開始學體積計算。這次的實驗讓我複習和預習以前學過的數學,想不到小小一個實驗可以讓我學習到很多。

鍾欣怡2025/9/22 下午 03:34:56
5作者 潘霓詠
標題 實驗操作-蛇的纏繞力測量(114.09.01)
內容
實驗日記:
今天是星期一,這節原本是國語課,但因為要做實驗所以老師進行調課。在實驗前,我們先把電腦和壓力感測器接好。準備完成後,就開始進行實驗。
實驗時,我們先把食餌固定在有裝壓力感測器(FSR)的誘食器上,準備就緒後,把誘食器放到實驗蛇的面前,讓牠誤以為那是獵物,當蛇咬住開始纏繞時時,我們立即按下開始測量的按鈕,Adurino軟體便會顯示壓力的數字,代表蛇在纏繞獵物時所施加的力量。過程中,我們還會稍微晃動誘食器,模擬獵物掙扎,這樣蛇就會持續纏繞。實驗中也遇到一些問題,像是:要用什麼方法固定誘餌比較牢固?怎麼固定才不會壓到壓力感測器?還有蛇如果沒有卷好我們就要重做一次,想不到真的做實驗還有不少問題要去克服。
心得:
這次實驗讓我知道,原來不只是野外的蛇會纏繞獵物,圈養的蛇也同樣具備這個能力,這個過程也讓我學習到做實驗需要耐心!有時候我還覺得蛇怎麼這麼久都不咬,一直想換另一隻蛇,但老師提醒我們,做事要有耐心,其實是有技巧的,沒有耐心的話很多事情都無法完成。

潘霓詠2025/9/22 下午 03:34:10
4作者 潘霓詠(114.08.23)
標題 組裝Arduino壓力感應器
內容
日記:
在我們討論好要用Arduino壓力感應器來測量蛇的纏繞力量之後,老師先拿他組好的模組給我們體驗看看,我們發現真的很特別,用手指去壓壓力感應器的力量大小會在電腦上呈現不同數字。
接者,我們利用今天的綜合課來自己動手組裝看看。在組裝前老師給了一張路線圖,讓我們看一下線路該怎麼配置。看完老師就叫我們每人動手組裝一個步驟,在操做時我們遇到了一些問題像是線要用公公線,還是母母線或公母線?這一部分我們想了很久,老師就畫圖給我們看並介紹功能所以我們就懂了!
組裝好後老師幫我們插在電腦上幫我們測試,我們用手壓壓看,用手壓的那一刻電腦上的數字顯示會一直跳動,還有跟心電圖很像的波動圖。我們組裝成功了!
心得:
壓力感應器其實形狀有很多種,除了感應壓力之外,還有很多像是測量濕度、溫度等等的元件,也可以看自己的需求去輸入不同的程式碼,我知道後很驚訝!因為原本以為只能測壓力大小。這一次的體驗很有趣!希望以後有機會可以學到更多。

潘霓詠2025/9/22 下午 03:33:34
3作者 鄒燁葆(114.08.22)
標題 實驗前測試-誘食器的製作
內容
日記
在決定好研究對象是圈養蛇之後,我們必須想辦法讓蛇出現纏繞的行為,並且要確保牠們纏繞在壓力感測器上,這樣才能測得纏繞力的大小。
一開始,我們使用一個長方體泡棉作為誘食器的主體,但發現蛇纏繞在有稜角的長方體上時,很容易就放開了。於是我們將主體改為中空的泡棉筒,這樣更接近蛇獵物的形狀。
接著,我們嘗試把老鼠放入泡棉筒中央,再誘引蛇纏繞。然而蛇會把老鼠咬出來後,直接纏在老鼠身上,而不是纏在泡棉筒上。之後我們改為把老鼠綁在泡棉筒外側,但一開始因為綁得不夠牢,蛇仍然能把老鼠拖走,造成無法纏繞在筒體上。最後,我們改用束帶固定,才讓老鼠牢牢附著在泡棉筒上。
另外,我們注意到泡棉筒本身帶有一些塑膠味,蛇對上面的老鼠反應不大。為了讓蛇更有興趣,我們在泡棉筒上塗抹老鼠的氣味,結果順利解決了這個問題。
心得
在實驗過程中,我們發現很多問題是事先無法完全預料的,只有操作後才會知道。而每當遇到問題時,我們必須不斷討論、嘗試不同的方法,一一去解決。這讓我們體會到,做科學實驗不只是設計流程,更重要的是能發現問題,並解決問題,才能讓研究一步步往前推進。

謝尚晉2025/9/22 下午 03:32:37
2作者 潘霓詠(114.08.21)
標題 實驗前試做-要用野生蛇還是圈養蛇來做實驗?
內容
日記:
老師說在正式進行實驗之前我要測試看看蛇會不會真的如預期中的去捕食假餌。首先,我們先測試野生的紅斑蛇,先用夾子夾起解凍後的小白鼠靠近蛇的面前並晃了幾下,蛇完全沒有理我們反而跑來跑去似乎有點害怕。接者,我們把泡棉切好,再把小白鼠味道抹在泡棉上讓泡沫有小白鼠味道,蛇一樣不吃想要逃跑。由這次測試可以知道野生蛇很怕人,所以比較不適合用來做這次實驗。
而改成圈養蛇時就有比較順利,不管是夾小白鼠或是把小白鼠放在泡棉上都會去咬。可是我們還是有遇到其它問題,就是在做實驗時不知道是不是泡棉太大還是小白鼠的味道太少,蛇咬一下就放掉也不太愛纏,後來我們有討論,要把泡棉剪短跟把寬切小一點,並把小白鼠附著在泡棉上面就更逼真,這樣蛇比較會去捕食跟纏繞所以實驗比較順利。也希望這次實驗可以一切順利進行。
<實驗中遇到的困難>
1. 野生蛇很怕人不適合用來做實驗
2. 假餌只有塗味道感覺不怎麼吸引蛇,蛇咬一下就放掉了
3. 泡棉體積太大,導致跟蛇的食物大小有落差
<遇到困難的解決方式>
1. 開小組討論會議,評估要用野生蛇還是圈養蛇來做實驗比較好?
2. 在泡棉上直接附上解凍小白鼠讓假餌更逼真
3. 縮小泡棉體積

潘霓詠2025/9/22 下午 03:31:08
1作者 鄒燁葆(114.06.17)
標題 與蛇的相遇
內容
日記:
有一次我們上完輔導課正準備排路隊回家時,天色已晚,有一位同學去上廁所途中在水溝發現了一隻蛇,於是就去叫老師過來,大家也過來一起圍觀。老師跟我們介紹那條蛇叫紅斑蛇,牠正在獵食。無毒蛇會利用身體把蛇纏繞死亡之後再吃下去,每種蛇獵食方式都有差異,比較先進的蛇則會利用毒液讓蛇快速致命之後進食。講解後不久,老師請我們安靜離開,別驚嚇到蛇進食。
心得:
看到蛇進食的這一幕我感到很好奇。蛇纏繞的力量究竟有多大呢?不同種蛇的力量是不是有差異?纏繞的力量究竟可以持續多久呢?所以我們想藉由這次的小論文實驗來作探討。

鄒燁葆2025/9/22 下午 03:25:57

序號封面簡介(摘要)上傳者最後修改
5書名 蛇類圖鑑
作者 Chris Mattison
出版社 貓頭鷹
簡介(摘要)
本書完整收錄全世界449屬、近3000種的蛇類清單,是從古到今最詳盡的蛇類指南,以巨幅彩色圖片震撼透視蛇的世界!
導讀
本書分為三大部分,開篇是百科全書性質的總論,概述蛇類的體型、習性、起源、演化、分布、棲地、身體構造等,除了介紹國外的蛇種之外,也有非常多不同的蛇類主題,是一本非常實用的書。
鄒燁葆2025/9/30 下午 02:53:57
4書名 爬蟲類 兩棲類 800種圖鑑
作者 長板拓也著 林奇生譯
出版社 展新文化
簡介(摘要)
本書介紹世界上的爬蟲類─包括蛇、蜥蜴、龜,以及其他兩棲類共計800 餘種,全書不僅搭配彩圖,更有詳細養殖、照顧的重要解說。對於一般初入門飼養者較易忽略的檢疫、繁殖以及有關觀疾病和法令的注意事項,本書都有解說。讓您和您的寵物自在享受相處時光。
導讀
這本書主要在介紹國外的兩棲爬蟲類動物的基礎的飼養方法,我們這次實驗的三種蛇類裡面都有詳細介紹。
潘霓詠2025/9/5 上午 11:35:22
3書名 Arduino 智慧生活基礎應用
作者 徐瑞茂、林聖修
出版社 台科大
簡介(摘要)
本書搭配慧手科技的S4A Sensor Board互動學習板,透過簡易有趣的範例,初學者也能快速上手Arduino。
利用6P4C的RJ11 線外接各式感測元件,減少硬體接線及除錯的時間,輕鬆學會生活中的基礎應用。
使用簡單易懂的圖控式程式語言motoBlockly與mBlock編寫,可直接轉成Arduino程式碼,方便學習邏輯概念。
導讀
第一次接觸到Arduino讓我感到很驚訝!因為它有很多的功能,雖然這本書沒教我們怎麼作壓力感應器的模組,但其實方法就跟連接很多種感應元件一樣,算是很實用的一本書。
鍾欣怡2025/9/1 下午 10:16:52
2書名 Word Excele PowerPoint強效精攻500招
作者 PCuSER研究室
出版社 電腦人文化
簡介(摘要)
非常實用的一本書,裡面介紹了三項常用文書軟體500招常用的方法
導讀
非常豐富的一本書!這次參加小論文比賽,是我們第一次使用 Excel軟體,在跟著書裡的步驟操作,還有老師的指導,我們學會了用 Excel 算簡單的加、減、乘、除,我們還會作表格,甚至能自己畫出長條圖,覺得很有收穫!
潘霓詠2025/8/29 下午 01:49:27
1書名 蛇類大驚奇
作者 杜銘章
出版社 遠流
簡介(摘要)
如果你喜歡蛇類,這本書涵蓋豐富的蛇類知識。
如果你畏懼或厭惡蛇類,這本書提供一個大和解的機會。
什麼是蛇?爬行動物、四肢退化、沒有眼臉……,專家絕對可以繼續羅列一連串的特徵,但是這些字義恐怕都不及「令人驚慌尖叫的生物」寫實。
長久以來,蛇備受誤解,背負著過於沉重的罪名,事實上牠不邪惡、不濕黏,也鮮少主動攻擊人,你怕牠,牠或許還更怕你呢!何妨鼓起勇氣看蛇一眼,你將發現,蛇的花紋如畫,身段優雅,可以上天下海,甚至潛遁地穴,其生態適應令人嘖嘖稱奇!
本書透過55個令人目瞪口呆的認識主題,加上55種台灣蛇類圖鑑,邀你共享蛇類帶來的驚奇體驗。
導讀
在看過這本書之後,我發現蛇並不像一般人想像的那樣可怕,其實蛇不會主動攻擊人類,反而很害怕人。牠們的身體花紋非常美麗,動作也十分優雅,山上、海裡,都有蛇的蹤跡。
這本書讓我改變了對蛇的印象。牠們並不是恐怖的怪物,只要鼓起勇氣去觀察,就能看到蛇帶來的驚奇與美麗。
潘霓詠2025/8/29 下午 01:43:00

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 我們在校園看到一隻蛇用身體纏住青蛙正在獵食,讓我們對蛇的纏繞行為引發好奇。於是我們用 Arduino 和壓力感測器自製測量工具,研究三種蛇在不同體型、溫度下的纏繞力表現。結果發現,每種蛇的纏繞力都不相同,蛇的體積越大纏繞力會越強,而溫度也會影響牠們的纏繞力表現。謝尚晉2025/9/30 下午 05:01:14