(一)提升學術能量,創新技術研發

1)智慧建康照護-慢性病研究中心

        本子領域除與多所醫院有多年正式研究平台外,從2015年起引進大量如神達電腦,華聯生技,美爾敦等企業資源,開發智慧與精準醫療技術。另外值得一提為本團隊協助壢新醫院於平鎮地區多年經營之世代族群檢體收集(10年共投入1億元資源),該資料庫配合病歷追蹤,為世界鮮有之珍貴研究資源,將有利於了解慢性病發展病理機制及未來風險評估。本領域亦有桃園市政府參與為伙伴,由桃園市政府提供經費共同解決醫療及相關社會問題。各研究主題之執行策略概述如下:

A.「慢性病研究管理」

  •  聚焦於糖尿病,心血管疾病,腎臟病,癌症之共病相關性。
  • 運用「壢新世代研究」收集之數萬人次歷年病歷資料及歷年檢 體。透過共病網絡分析與基因分析技術將可了解相同疾病卻有不同共病之族群遺傳基因變化,達到精準醫療的目的。預計執行項目: 市民生理樣本建置、世代資料庫建置、生物樣本保存建置、基因圖譜建置、慢性病理分子基因及後天生理機轉研究,篩選風險(或保護)因子,達到預測預防目的。

B.「微型健康檢測器材研發」

  • 改進既有穿戴式器材技術,如醫療影像收取及分析判讀(2D進階3D,靜態進階到影片),並以腦波控制週邊裝置的技術,協助中風者,重傷者等。
  • 與哈佛大學醫學院(系統生物研究中心主任Ralf Weissleder)合作開發可攜式體液病源檢測機。針對感染病源進行可攜式檢測系統的發展與研究。
  • 雲端運算(Cloud computing),含聯點成線的長時間生理數據分析。現有統計方法和已商品化的技術多半對時間這個維度束手無策。在醫療資訊(含橫向及時間序列)此二者異常重要,將是本團隊研究重點。
  • 人工智慧:因參與XPRIZE競賽,本團隊已利用人工智慧技術開發一套相對成熟的問診互動式人機介面。本領域將對此議題作深入研究。
  • 認知智能研究:本校認知與腦神經科學研究所為國內外知名團隊。其 fMRI,跨顱電波,智能監測及刺激、語言認知、視覺認知等研究將用於老化相關神經系統疾病之預測與管理。另外電機系開發之小型腦波檢測器(EEG),亦將整合到以上「生醫感測器」,以將受照護者之心理壓力,疲勞狀態列入檢測,以提升照護之深度。此概念為其他居家照護設計者所無。

C.「智慧健康照護雲端網路建置」

  • 與地方衛生局、醫院合作社區醫療實踐,建置雲端網路。將進行不同族群、生活習慣、醫療指標、生活區域、經濟狀態等相關環境資料相對照相關疾病的疾病網路進行資料收集與分析,進行下一階段精準醫療的資料準備。
  • 與地方衛生局合作,建立智慧健康照護資料庫。可以整合衛生局的資料庫,例如衛生、戶政資料、稅務資料。此外,將運用前述病理資訊,居家檢測器材收取之健康數據,建立客製化醫療所需要的資料,建制有效率之醫聯網,達成無圍牆醫院之新世代智慧健康照護系統建置。

2 智慧製造

        智慧製造子領域在學術研究及創新研發方面,將整合機械系、資工系及管理學院能量,以上述目標做為超越東工大之努力方向,研究課題之執行策略概述如下:

  • 建立整體產品生產流程之智慧製造系統整合研究,將先在工學院建立符合國內電子資訊產業特性的智慧工廠,並與管理學院 SAP/ERP軟體系統連結後,結合跨工、資電、管理等領域教師與學生,共同營造跨域之教學、研究場域。在具體做法上,由管院教師、學生團隊從生產供應鏈的角度,著重需求定義生產系統規格,並提供相關資料、數據分析,資工、機械團隊成員則提供解決方案。應用智慧製造之人工智慧技術研究,進行最佳生產參數自動生成研究,發展新穎參數量測技術;進行預測式及主動式維護研究;解決主動式維護問題;智慧使用者介面之研究。將以非傳統加工法的智慧製造系統為主軸,精微模具及零件為載具,發展放電加工、雷射加工、積層加工、複合加工等設備的智機化及其智慧製造系統技術研發,未來將可引領台灣在非傳統製造產業具備產線智能化的生產效能。規劃以精密金屬加工(慶鴻機電)智慧工廠、精密電子零組件製造(湧德電子)智慧工廠、天然氣火力發電(大潭電廠)智慧工廠為技術驗證應用場域,預期達成智動化、高效率、低汙染、低耗能的目標。
  • 智慧製造大部分的重點是放在如何連結公司的企業資源規劃(ERP)系統、工廠的MES系統與產線的機器人(機器手臂);但從營運流程的觀點,製造是整個供應鏈的一環,智慧製造如果沒有智慧的物料供應鏈,即使製造部分的系統無縫連結,智慧製造仍然無法實現。本子領域將考量有利於系統導入之產業特性及供應鏈體系的智慧製造因素,在管理學院的ERP基礎上,不只是串聯機械系、資工系的研究成果完成智慧製造系統的開發。因此在研究團隊之整合下,可建立具備完整生產流程特性的智慧製造系統整合研究,此一優勢不只國內其他大學無法超越,東工大也不易領先本校。一般而言,開發應用於智慧製造之相關人工智慧技術包含三個技術議題: 最佳生產參數自動生成、預防式以及主動式維護與智慧使用者介面。達成目標技術的方法主要為使用深度學習(deep learning)演算法及演化演算法(evolutionary algorithm),並搭配其他機器學習(machine learning)演算法及最佳化(optimization)演算法。另一方面,在設備端之控制也必須對應地配合。因此將採取以下三個策略與執行方案,說明如下:a、開發應用於智慧工廠之人工智慧技術。b、開發非傳統加工法的智慧設備和建構智慧平台系統:透過團隊發展人工智慧共通性技術,開發智慧設備和建構智慧平台系統,以深根台灣的先進製造技術。c、以在地重要產業做為技術驗證應用場域。

(二)與國際鏈結,延攬人才,培育智慧系統跨域人才

1)智慧建康照護-慢性病研究中心

A、延攬優秀教師/研究人員:以開展創新研究計畫,延攬高階人才。配合教育部延攬人才方案(玉山、哥倫布、愛因斯坦),聘任5位教師級人才。另用衍生研究計畫經費,延攬5位博士級,及10位碩士級研究人員,以提升研究能量。

B、補助尖端科技、實驗方法使用經費,以提升研究層級:現今具影響力之論文必需具備兩大因素:a.題材創新,b.使用先進技術。在鼓勵創新題材層面,本領域將持續推展與醫院合作之研發平台,落實以臨床為導向之研究,補助創新構想。另,生醫研究日新月異,生醫器材製造,教學均需添置設備,且先進技術往往耗費甚巨。為協助研究人員在研究計畫經費日益縮減的情況下,也能引進先進技術及實驗法,本領域將擴充核心設備並核撥貴儀使用費,強化執行中之研究計畫,以期能更上一層樓。以上二項補助均由校內外特別評審委員嚴謹審查。

C、與國際鏈結之教學創新

  •  本領域之研究課題及過程及設計為實作課程。
  • 社會問題之關懷(如解癮防毒)設計為自主服務學習課程。
  • 以本領域研究所需之學理設計為5項專長課程模組以推展跨領域、第二專長教育:系統分子醫學,資料科學,材料科學,生醫電子,腦心智科學。
  • 補助年輕學者出國進修,論文發表,以增長國際視野。配合本領域之「生醫產業與新農業學產研鏈結人才培育計畫」,補助優秀同學出國參加國際競賽,出席國際會議。同時生醫理工學院已與美國麻省大學簽定學碩雙聯學位協定,與日本熊本大學簽署交換學生協定。

D、拓展國際鏈結

  • 與哈佛大學醫學院(系統生物研究中心主任Ralf Weissleder)合作開發可攜式體液病源檢測機。本領域團隊針對感染病源進行可攜式檢測系統的發展與研究。
  • 建立臺美英三國“Health Innovation Cities Alliance”。與美國愛荷華州立大學及英國蘭卡斯特大學合作,成立跨國「創新健康城市聯盟」(Health Innovation Cities Alliance),建立全球串聯之社區醫療照護實踐場域(如圖44)。愛荷華州立大學執行美國國家衛生研究院補助之大型“中老年美國人獨立健康生活研究中心“(Older American Independence Centers)計畫,而蘭卡斯特大學執行「創新健康校園計畫」[Health Innovation Campus (HIC) Initiative],與本領域宗旨不謀而合。將與之合作,共享研究經驗成果,並加入哈佛大學(波士頓)合作之微型檢測器材,以國際三城 [Ames (愛荷華州立大學所在地), Lancaster, 桃園市]為核心,結合三洲不同人文經濟環境經驗,開發未來國際智慧照護之標準模式。

 智慧關懷科技平台基本概念圖

智慧照護平台基本概念圖

2)智慧製造

A.延攬優秀教師/研究人員:

        以開展創新研究計畫、延攬高階人才。配合教育部延攬人才方案(玉山、哥倫布、愛因斯坦),聘任3位教師級人才,並透過衍生的研究計畫,延攬3位博士級,及6位碩士級研究人員,以提升研究能量。

B.補助尖端科技、實驗方法使用經費,以提升研究層級:

        智慧製造之研究首重在實務的實證結果,因此為支持研究團隊之創新研究計畫之開展,除持續推動與國內產、研等業者、機構之合作,亦擴充相關自動化設備,強化相關研究計畫與人才培育之所需。

C.與國際鏈結之教學創新

  • (a) 透過SAP與FESTO之合作,除由FESTO公司所引進智慧製造之各種實作教案,亦利用於2016年6月22日由SAP大學聯盟全球總裁Ann Rosenberg女士以及本校校長周景揚於本校揭幕啟用全台唯一的「SAP Next-Gen人才創客空間」,同時也引進SAP所推廣的設計思考(Design Thinking),協助學生學習如何跨域解決問題。
  • (b) 教師將透過國際企業所提供之教學資源,以問題與專案導向學習模式(Problem & Project Based Learning, PBL),藉由師生產學培訓、開設智慧製造相關課程等方式,活絡學術界與企業端的連結,將實務問題帶入學術研究討論,從中找出解決方法。此類型的教學模式極適用於跨域教學,因此將會優先導入於本校即將招生的工學院、資電學院以及管理學院之不分系學士班之教學中。

D.拓展國際鏈結

  • 與國際企業合作建立智慧製造人才培育平台:為能使智慧製造人才培育平台能涵蓋完整的供應鏈體系並能符合國內產業特性,本校在2016年5月25日由本校周景揚校長與FESTO大中華區總經理Nagel先生共同簽署合作備忘錄,雙方將在現有SAP ERP軟體的基礎上,結合FESTO 虛實整合系統智慧學習工廠,以建構一個完整的智慧生產系統,做為在大學之實作教學與研究驗證場域。未來將更進一步與德商SAP(ERP軟體巨擘)共同建構完整、符合工業4.0精神的智慧生產系統國際合作研究平臺(NCU-Festo-SAP-Alliance)。而此人才培育平台同時也可以做為與在地產業鍵結的媒介,培訓不同產業需求之高階技術人才,並協助相關企業導入智慧製造系統,以提昇其生產力,以落實社會責任。
  • 提供學生海外實習交流機會,拓展學生國際移動力:德國SAP與FESTO等公司與本校合作,皆允諾協助本校學生至相關海外企業、工廠實習或進行相關計畫。例如本校許秉瑜教授已與日本駒澤大學(Komazawa University)的中繼光昭教授進行跨國合作專案,以日本企業個案作為兩校學生研究主題,參與人員需提出具體辦法,使用系統改善企業營運。

(三)協助產業發展,善盡社會責任

1)智慧建康照護-慢性病研究中心

  • 持續技轉創新發展技術,目前研發之穿戴式手環已在國內外上市、益生菌多醣類於皮膚保健醫療運用亦期望帶動新興生技產業。
  • 推展社區照護,預防醫學,回饋社會需要:以遠距醫療技術至偏鄉義診,並以研究項目為藍本,設計大學、研究所教學課程,投入社區,參與中學科普教學,及解癮防毒宣導 (與USR計畫合作)。

2)智慧製造

  • 結合在地產業,促進產學研合作鏈結:本團隊除在前述的精密金屬加工與精密電子零組件製造兩個產業的研究計畫外,將再針對桃園在地的PCB廠,以及大潭火力發電廠等兩個重要的在地產業投入產業研究。
  • 研究成果擴散,促進產業升級:除持續參與桃園市經發局推動之「產學研智慧智造輔導團」,積極參與地方產業服務,輔導桃園市在地廠商解決各種智慧製造問題外,並開授各種培訓課程,培養廠商所需之智慧製造人力,以協助業產業轉型與升級,善盡社會責任。

目標