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108年度成果亮點整理(第二部分:全校型計畫)
■交大成立臺灣首座「國際高教培訓暨認證中心」 讓大學教師與本土博士更具國際競爭力
英國Advance HE首次與臺灣高教合作推出「國際高等教育認證暨培訓」課程。作為臺灣唯一一所加入英國AdvanceHE的大學,交大成為該高級高等教育組織的第50個國際合作夥伴。在教育部高教深耕計畫的支持下,交大率先引入國際上先進的高教培訓模式,積極探索高等教育人才培養的多元途徑。
今年交大正式成立國際高教培訓暨認證中心籌備處,並由7位完成第一期培訓並取得Fellowship的教師志願擔任今年的種子教師,於此次培訓中觀摩並協同教學,累積培訓能量,共同肩負2020年起正式由交通大學主導之高教培訓與認證任務。
交通大學在臺灣率先引進AdvanceHE培訓課程,希望經過持續性培訓課程,發展出適合交大及台灣高教的教學認證模式與培訓項目,並且獨立培訓、頒發認證,提供教師及有任教意願的博士生取得國際教學資格證明,為臺灣高等教育提供符合國際標準也適合在地需求的教學認證系統。

■五年可獲美國名校碩士學位 交大材料與美國伊利諾大學香檳校區共推3+2雙聯學程
交通大學材料系今年首度與美國伊利諾大學香檳校區(UIUC)材料系共推3+2雙聯學程。大學生能夠五年取得美國伊利諾大學香檳校區材料「碩士」以及交通大學材料「學士」雙學位。此學程為目前全臺頂大材料系中,唯一能與美國最好名校之一合作的雙聯學程。
交大與UIUC合作之3+2雙聯學程於2018年底正式簽約完成。108年材料系上推薦的三名學生,全數獲得UIUC的入學許可。三名大學部學生完成交大材料3年的課程後,並達UIUC材料系入學標準,於108年8月赴美兩年,修讀完大學部要求的學分以及研究生課程後,即可取得「美國伊利諾大學香檳校區材料碩士」以及「交大材料學士」雙學位。畢業後也可直接申請攻讀美國的博士學位。

■交大全球首發室溫操作可撓式鈣鈦礦雷射及其在影像顯示的新應用
由國立交通大學光電系盧廷昌特聘教授所領導的研究團隊,近期提出了對於鈣鈦礦材料品質的改進方式,並成功地在可撓式基板上製作出可在室溫條件下操作的薄膜雷射。未來鈣鈦礦雷射光源波長範圍將可擴充至涵蓋可見光波段,且因其輕薄、製作簡易及可製作於各式介面等元件特性,所以可實際應用於如內視鏡、智慧型穿戴裝置或是直接承載於無人機上,進行各種特殊環境下的照明、影像顯示或是生物數值量測等等應用。
此外,研究團隊更進一步地利用對於薄膜雷射的主動調控,探討其在高品質成像上的應用。這項對於鈣鈦礦晶體材料應用於發光元件的研究,獲得突破性成果,並於108年4月22日在奈米科學的標竿期刊「ACS Nano」發表「可撓性有機金屬-鹵化物鈣鈦礦雷射於降低於投影成像散斑之應用(Flexible Organometal-Halide Perovskite Lasers for Speckle Reduction in Imaging Projection)」。
交大光電系盧廷昌教授表示,近年來科學家發現有機金屬鹵化物鈣鈦礦晶體材料(organometal-halide perovskites)表現出極高的光電轉換效率,並具有許多特殊且有趣的光電材料特性,在發展新穎光電子元件如太陽能電池、發光二極體或是雷射發光元件上極具潛力。同時,鈣鈦礦晶體材料可經由簡易的溶液調配過程大量製作,因此具有低製作成本、可大面積製作及高幾何結構相容性等等特性,近來在太陽能玻璃及可撓式發光元件發展中引起了廣泛地興趣。

■全球VLSI國際會議京都登場 莊紹勳講座教授團隊大放異彩
108年VLSI技術及電路頂尖國際會議6月10至14日在日本京都盛大舉行,參與人數超過1200人,創歷史新高。此會議一直扮演半導體VLSI高科技電子IC相關產業火車頭的角色,今年臺灣共有16篇論文被接受,獨霸亞州,其中交大入選4篇論文,大多由莊紹勳講座教授團隊研究發表。
交通大學今年表現亮眼,與台積電篇數相同,並列第三,僅次於第一名IBM與第二名IMEC(比利時微電子研究中心)。莊紹勳講座教授研究群總共發表三篇論文與一項晶片展示,堪稱世界級的研究團隊,更優於近二十年VLSI論文發表中屬領先群的東京大學及史丹佛大學的表現。三篇論文主題分別是:用14奈米鰭式電晶體(FinFET)建構人工智慧神經元架構、可用於5G世代高密度不可複製功能(PUF)的記憶體、與先進邏輯技術相容的嵌入式單次讀寫記憶體,可分別用於手機、攜帶裝置、人工智慧、物聯網等用途。。

■交通大學於越南開設半導體碩士專班 培育半導體產業人才
交通大學國際半導體產業學院與越南河內國家大學下屬自然科學大學合作,將於108年8月開始招收首屆「國際半導體產業學院越南境外碩士專班(NIMPH)」,此專班為全臺第一間半導體領域碩士境外專班,預計2020年春季班正式開班授課。
交通大學張懋中校長偕同張翼副校長、程海東教授和呂志鵬教授等人赴越南河內,出席駐點辦公室揭牌典禮,透過成立境外碩士專班,將深化加強兩校於先進半導體研究方向上合作交流。在教育部高教司支持下,議定每年招募30名境外碩士班學生。同時強化鏈結越南當地半導體公司,讓越南學生加入臺灣半導體培訓系統。
張懋中校長表示,全球化導致人力資源在全球流動,人才不再侷限於一個地區或國家。本次與越南河內國家大學下屬自然科學大學設立「半導體產業境外專班」,將共同培育半導體菁英,打造能為臺灣及越南所留用之國際人才。

■交大首創膜蛋白癌症追蹤地圖 掀起抗癌新革命
癌症連續37年蟬聯國人十大死因第一名,為了提高癌症標靶治療的精準度,交通大學生物科技學院藥物設計及系統生物團隊與台北醫學大學乳癌研究團隊合作,研究近兩千種膜蛋白對應於十五種癌症之生化調控網路,開發「癌症膜蛋白調控網路(Cancer Membrane Protein-regulated Networks, CaMPNets)」,大規模建立膜蛋白與癌症的關係,創下全球首例,更找到抑制乳癌移轉的新制藥物,目前向多國申請專利中。
研究成果於7月16日發表於國際頂尖期刊《自然通訊》(Nature Communications),團隊成員包括交大生科院楊進木教授(通訊作者)、吳妍華院士及林峻宇助理教授(第一作者),以及北醫醫學科技學院何元順教授(共同通訊作者)、李嘉華教授(共同第一作者)等人。
楊進木教授表示,膜蛋白是目前疾病診斷及治療最重要的標靶,但也是最困難的研究議題,同時「膜蛋白已被認為與諸多癌症息息相關,如果解開膜蛋白如何透過蛋白質交互作用,進而調控生化途徑導致癌症形成,有助於從根本找出治癌方法。」對癌症診斷與標靶藥物發展,有重大的影響。
楊進木教授研究團隊近期在科技部AI計畫及高等深耕計畫中,積極提出精準醫療相關技術,並推出「華陀精算(AIP4)」平台,為全球唯一能提供疾病檢測、疾病亞型分析到藥物開發的全方位整合平台。去年獲得科技部未來科技展「未來科技突破獎」及「最佳媒體關注獎」。「癌症膜蛋白調控網路」即為該平台核心技術之一。

■臺灣首度出賽 交大團隊挑戰美國國防部DARPA地下機器人競賽
交通大學團隊Team NCTU參加美國國防部高級研究計劃局八月中旬舉辦的地下機器人挑戰賽(DARPA SubT Challenge),與全球頂尖大學同場較勁。此次競賽依照地底環境分成隧道、地下城市、地底洞穴三個階段,參賽團隊將運用最新的機器人技術,進行地下環境的地圖建構、自動巡航以及搜索變動。競賽為期三年,將於2021年總決賽頒贈獲勝團隊兩百萬美金之高額獎金。
DARPA機器人競賽為全世界科技工程類競賽之最高殿堂。Team NCTU為臺灣首度參與DARPA機器人競賽的團隊,將與全世界最頂尖之學校與機構相互切磋,包括瑞士蘇黎世聯邦理工學院、美國加州大學柏克萊分校、卡內基美濃大學、加州理工學院、麻省理工學院等。
Team NCTU成軍於107年,在2018 Maritime RobotX Competition國際無人船競賽自15個參賽團隊中拿下第五名佳績。本次參與DARPA競賽持續開發AI機器人系統,研發自主(Autonomy)、感知(Perception)、移動(Mobility)技術,並進一步將機器人技術與通訊產業結合,透過宏碁基金會之贊助,以及與智頻科技和中科院團隊進行企業合作,將中科院升級後的Super TaiRa遠距通訊導入此次競賽中,預計其高穿透性、遠距、低功耗之特性,能使機器人在地下環境順利通訊、相互溝通合作,打造在地底嚴苛環境進行探勘之機器人系統。
指導老師王學誠助理教授表示,團隊主要成員為交大碩士生,雖然已在107年培養出良好團隊合作與默契,然而參與DARPA競賽的頂尖大學團隊多為博士級研究員與博士生,更有公司企業與新創團隊聯軍組隊,「交大團隊能參加DARPA競賽已經是一種榮譽!」他很驕傲學生的初步成果通過DARPA資格審查,學生也願意走上國際舞臺挑戰最頂尖的團隊,更有團隊成員表示未來將繼續深化AI機器人技術,成立新創團隊,在全球AI浪潮下勇敢築夢,持續在國際舞台發光發熱。

■交大光電系以鈣鈦礦光伏元件回收室內照明光 為地球節能減碳
交通大學光電系陳方中教授領導研究團隊,利用新興鈣鈦礦材料製作光伏元件,回收室內照明光能量,團隊以理論計算評估後發現,最高可回收近六成的室內照明能量,為節能減碳目標指引出明確研究方向。鈣鈦礦光伏元件的高效率與低成本特性,也可運用於物聯網的低功耗感測器或致動器之上。此研究成果「以能帶間隙工程提升混和陽離子鈣鈦礦於室內光伏應用的性能(Bandgap Engineering Enhances the Performance of Mixed-Cation Perovskite Materials for Indoor Photovoltaic Applications)」在10月4日刊載於國際權威能源材料期刊《Advanced Energy Materials》,並獲編輯青睞選為當期封面內頁。
室內照明一向是家庭用電的主要耗電來源,因此對發展低碳以及碳平衡的未來建築來說,如何降低室內照明的耗電或回收能源損耗成為重要的課題。現今常用的矽太陽能電池,在弱光或室內光照明下的表現並不優秀,因此不論是家庭用電或是物聯網應用,全世界的科學家都不斷尋求永續性的解決方案。陳方中教授研究團隊的成果即明確指出有適當能帶間隙的太陽能電池,將有機會回收大量室內照明的能耗。
陳方中教授表示,此項研究成果有兩個非常重要的訊息。第一是目前世界上對於以光伏元件回收室內照明能量的研究並沒有明確指引,像是瞎子摸象,因此團隊套用1960年代對於太陽能電池效率的理論計算,也就是現今已被太陽能電池研究界奉為圭臬的蕭基-奎伊瑟極限(Shockley-Queisser limit)理論於室內光源(如螢光燈管或白光發光二極體),得到最佳半導體的能帶間隙理論值,此結果明確指出常見的矽太陽能電池的能帶間隙在室外太陽光照射下的應用情境是非常合適的,但對於室內應用情境卻不是好的選擇。其次,新興的鈣鈦礦太陽能電池的優點之ㄧ是非常容易能調整能帶間隙,因此團隊藉由控制鈣鈦礦材料的成份,將能帶間隙加大,確實發現在室內照明下有較高的效率,驗證了預測結果。

■對應用科學領域貢獻卓著 李遠鵬講座教授榮膺總統科學獎
總統府九月公布「2018-2019年總統科學獎」得獎名單,應用化學系李遠鵬講座教授榮獲「數理科學組」獲獎人。
李遠鵬教授是台大化學系學士、美國加州大學柏克萊分校化學博士。2004年進入交大服務,曾任理學院院長,在物理化學、雷射化學、光譜學的領域有非凡研究成果。李遠鵬教授在時間解析傅氏轉換紅外光譜法,以及使用順式氫之間質隔離光譜法之研究居世界領先地位,並以這些方法研究在大氣化學、燃燒化學、星際化學上極重要之自由基之光譜、反應動力學及動態學,共製造及鑑識了一百多個新的自由基或不穩定之分子及其光譜。2008年獲選為中央研究院院士,2011年榮獲發展中世界科學院(The Academy of Sciences for the Developing World, TWAS)化學學門院士。
李遠鵬教授長期深耕基礎科學領域,並不斷進行科學創新突破,成就非凡,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,榮膺總統科學獎可謂實至名歸。

■獨步全球!交大研究團隊開發智慧隱形眼鏡
Google投入上億美元開發的智慧隱形眼鏡計畫4月宣布失敗,時隔不到半年,電機系邱俊誠教授帶領微系統與控制研發團隊,成功研發可應用於健康照護與視聽娛樂的智慧型隱形眼鏡系統,可即時偵測乾眼症、眼壓狀況,提供醫生診斷投藥,邁向精準醫療。
智慧型隱形眼鏡是將感測器、天線、處理晶片等電子元件,整合至輕薄的軟式隱形眼鏡中,可應用於健康照護、視聽娛樂或視力矯正等領域。邱俊誠教授指出,近年投入智慧隱形眼鏡研究的公司,皆使用硬式隱形眼鏡材質,團隊為目前唯一使用水膠的智慧型隱形眼鏡系統,具涵水、透氧、柔軟優勢,適合長時間配戴。
「團隊成功的關鍵在於材料和整合技術。」邱俊誠教授表示,智慧型隱形眼鏡最重要的就是配戴的舒適性,團隊耗時兩年半解決材料問題,以矽水膠當作主體,請台積電以CMOS製程製作微感測晶片,壓合天線、晶片與感測電路,像三明治夾層一樣,把感測器夾在矽水膠之間,「所以眼睛不會接觸到感測器,對使用者而言,感覺就跟一般隱形眼鏡一樣。」
「這是目前市面上唯一真的可以長時間戴上的智慧型隱形眼鏡,長達24小時。」邱俊誠教授說,透過24小時監測溼度計、滲透壓感測器及溫度,可觀察眼淚濃度變化與淚膜蒸散速率,有效解決乾眼症不易量化評估的缺點;而透過眼壓監控系統,可掌握病患眼壓高低變化,提供醫生評估給藥時間點及給藥正確性,邁向精準醫療。
團隊在實驗室裡努力不懈9年,終於在今年9月完成動物實驗,並通過相容性、毒性、敏感性、刺激性測試,將於明年進入人體實驗。邱俊誠教授表示,許多實驗室只做出樣品,無法進入臨床,團隊試量產上百件成品,經歷過數百次測試,終於進入人體實驗,一路走來很不容易。