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研發通訊 第二期

專案研究

校卓越計畫追蹤報導

落實「研究群專題計畫獎勵辦法」,鼓勵整合性群體研究

   本校於86年3月訂定「逢甲大學研究群專題計畫獎勵辦法」,並於89年5月修訂,以鼓勵跨領域群體性研究計畫。由本校每年編列二仟萬元,鼓勵教師整合資源,進行具有前瞻性及產業價值之群體研究,獎勵之重點置於:一、基礎建設計畫研究;二、特色發展奠基計畫。;三、產學合作發展奠基計畫。自86年實施至91學年度止,共核定總計畫20件,子計畫93件,投入金額約六千萬元;研究群專題計畫達成階段性任務後,91學年起更擴大研究經費補助規模,並配合本校91~93學年校務發展計畫追求研究卓越,由各學院提出「逢甲大學卓越計畫」,經審訂通過「智能設計與節能生產系統之研究與開發」、「多功能生理量測智慧衣研製」及「建設學院E-Design計畫」及「唐代研究室」等四項校卓越計畫,總經費達四仟餘萬元,多項計畫衍生專利已於台灣、大陸申請中,參與計畫研究之合作廠商亦不在少數,未來三年,將大舉帶動建教合作、產學合作、研究能量、技術授權、技術轉移、創新育成的質量提升,成果可期。92學年度,除延續91學年核定審訂補助之四項校卓越計畫,再核定「環保能源技術之開發與應用」及「前瞻性CRM發展與其e資料庫建置」兩項新增之校卓越計畫。

 

資訊電機學院-可穿戴式多功能生理量測系統

  進入二十一世紀,現代資電科技與生醫科技的密切結合是主流趨勢,而結合奈米科技和高科技纖維的智慧衣(Smart Shirt)方興未艾,我們所研發之「可穿戴式多功能生理量測系統」為整合個人的生理量測、無線通訊等技術,以可穿戴式平台來蒐集與傳輸個人生理資料。此系統之特色,在於整合資訊、電機、電子、通訊、自控、生物科技、醫學工程以及纖維、紡織、材料等領域的專業知識,成果可應用於運動、保健、居家看護與醫療等用途。本系統主要有五大關鍵技術,包括: 一、功能性生理感測元件,包含ECG、呼吸、及跌倒偵測等,提供心律不整、心肺及心血管功能與體質分析等評估。 二、無線資料傳輸,包含(a)近距之行動醫療資訊處理模組:透過藍芽或射頻(RF)技術將信號傳給個人數位助理(PDA)做處理及分析;與(b)遠距之終端醫療資訊處理模組:透過GSM將信號傳給健康看護中心(Health Care Center)做即時醫療處理與分析。 三、個人數位助理分析系統,包含個人可穿戴式生理功能及跌倒偵測與警示系統。 四、可穿戴平台技術,包含電子電路纖維化、生理偵測系統織品化、與多功能生理量測系統服飾化。 五、電源供應系統,包含電池模組及電壓調整器、薄膜電池、與太陽能與熱電奈米電池之技術。

心電訊號及跌倒偵測可透過無線傳輸
心電訊號及跌倒偵測可透過無線傳輸包含:
1.近端PDA的諮詢分析 2.遠端看護中心監測分析

訪歐心得:
  由於學校支持我們進行「多功能生理量測智慧衣研製」卓越計畫,隨著這個計畫的進行,我們利用2004/3/26~2004/4/5這段期間到智慧衣的發源地之一—歐洲進行實質參訪,由衷感謝本校研發處的經費協助,使我們得以成行。此次我們組成團隊共有四人,包括資訊電機學院邱創乾院長、纖維與複合材料學系石天威教授、電子工程學系施仁斌教授及通訊工程學系朱嘯秋助理教授,所選擇參訪的地點有位於芬蘭的Clothing+ Research Lab,位於蘇格蘭的Heriot-Watt University (由Professor Stylios所領導的團隊)及位於倫敦近郊Surrey的飛利浦研究中心Philips Research Lab,這是荷蘭Philips公司設在英國的研究中心,希望分別從這三個單位去了解智慧衣研究的過去、現在和可發展的未來。 Clothing+ Research Lab依照其發展的歷史,約略可分為下列三個階段: 研究期:最早Clothing+的主要成員為大學研究生,屬於一個以可穿戴技術的研究計畫。 產學期:在研究計畫結束之後,主持的老師開始尋找其他的經費來源,此時由Reima提供主要的經費,繼續進行一些研發,但是方向開始朝向商品化前進。 獨立期:當產品的知名度打開之後,Clothing+的主要客戶就不只是Reima,而且已經有辦法平衡開支,產生盈餘。 因此,該公司就獨立於Reima之外,成為Reima母集團名下的子公司之一。不論在哪一個時期,該公司一直與學校的研究生、老師,維持的非常密切的合作關係,而且該公司主要負責人就是學校的老師,因此,學校的研究計畫持續進行基礎的研究,然後由Clothing+進行商品設計以及行銷,生產則由大陸所設廠房進行,三者各司其職,相輔相成。 Heriot-Watt University、School of Textiles and Design研究方向與內容,有下列重點: 1. Shape memory(記憶形狀) 2. Conducting fiber(導電纖維) 3. Intelligent textile and garment manufacture (智慧織品製造) 4. 3D電腦模擬。 值得我們學習參考的有: 一、學校強調hand skill的做法,“做中學”的模式值得學習與改進自己。 二、研究方面除基本功力外,強調創意是值得學習之二。 三、國際研究合作或學術交流各展所長是值得推展的。 Philips Research Labs之Wearable Electrons部門約有十位研究員,內含三位服裝設計師。主要之研究方向在於電子資訊技術與紡織材料科技方面之整合研究,有著很好之研究成果。目前著重開發市場,將研究成果商品化。他們的研究方向與本校相似,但是他們對於電子資訊技術在服裝上的設計與產品開發,有著令人深刻之印像,值得學習。 Philips公司以IT和IC技術起家,結合紡織設計發展智慧服,發展的方向朝向休閒運動與遊戲方面,現階段依賴Nike公司的行銷網路進行全球銷售。 以Clothing+和Philips兩家在全球具代表性的智慧服技術研發,並推廣應用至市場行銷的角度來看,本校智慧服研發團隊在技術研發的成果與這兩研發團隊接近。 為區隔技術研發成果,可朝向健康保健與養生的領域發展,在智慧服使用者可朝向銀髮族及工作壓力大的都會型家庭經濟主要供應者思考,以為研發成果發展與應用的區隔。 同時建立智慧服功能的實驗平台,確保智慧服功能的可操作性,並建立市場可接受的智慧服,包含功能、舒適性、與價格。另外可思考研發成果的推廣,Clothing+和Philips兩家的發展模式值得借鏡。

工學院-智能設計與節能生產系統之研究與開發

  工學院卓越計畫「智能設計與節能生產系統之研究與開發」進入第二年研究階段,經過團隊的努力已成功開發出許多產品與先進技術並申請多項專利,而且與業界簽訂多項建教合作案與技術轉移案,簽約金額至目前為止已達715萬元。
   在先進技術與專利方面:子計畫一「電致色變材料製備之智慧型遮光窗戶」已有一件獲得美國專利,大陸專利申請中。在低溫氧化製程上,亦有一項台灣專利申請中。另外在高分子離子傳導層相關之二氧化矽奈米中空球之製備技術方面,目前也在草擬專利之申請。子計畫二「智能設計與虛擬生產系統之研發」所建置的軟硬體與分析設計能量,可支援節能生產系統研發所需,目前所開發的技術包括各型風扇流場與應力分析及模流分析、塑膠射出模具或五軸加工流程建置、各工業級套裝軟體的電腦輔助技術能量建立、eM-Plant虛擬生產系統套裝軟體用於製造自動化與工廠自動化能量建立、運動型力轉換器相關產品開發。子計畫三「高性能複合材料避震系統之智能設計與開發」目前正申請國內外專利中。
  而在建教合作案與技術轉移方面,戴國政教授主導的五軸加工技術已與SGS台灣檢驗科技公司談妥「安全帽測試頭型設計與製造」建教合作案,並與協銳公司簽訂「手機模具加工技術」先期技術移轉,趙魯平教授主導的電腦輔助設計與立感測器製造技術已與美德威光電科技公司簽訂「夾爪力回授分析與裝置」建教合作計畫,同時與多如公司簽訂「並聯式六分量力感測器設計」技術移轉。鄭仙志教授主導的專業軟體操控與應用技術已與坤瑞公司簽訂「富瑞凸版印刷部結構分析」建教合作計畫。邱長塤教授主導的複合材料避震系統開發技術已技術轉移給聯榮材料科技公司。
   在國際交流方面,本計畫將於7月初組團至加拿大、美國等大學與研究中心訪問,除了能了解並參考其學術發展方向及規劃外,預定與卡爾頓大學進行雙邊研討會與座談,並與內華達大學工學院簽訂合作備忘錄。同時更進一步尋求與國外相關單位雙邊之研究計劃,期望能推廣本校之卓越計劃成果,並建立長久合作關係,以達成實質的國際交流,提昇本校學術地位與知名度。

五軸加工機加工技術衍生產品1五軸加工機加工技術衍生產品1五軸加工機加工技術衍生產品1
五軸加工機加工技術衍生產品

重要產品簡介-手機蓋版模具加工1重要產品簡介-手機蓋版模具加工2重要產品簡介-手機蓋版模具加工3
重要產品簡介-手機蓋版模具加工

重要產品簡介-高爾夫球揮杆週期足部受力測驗
重要產品簡介-高爾夫球揮杆週期足部受力測驗

理學院-環保能源技術之開發與應用

  本計畫內容是以環保能源材料為主軸,分為「燃料電池」、「奈米環保技術」兩個子計畫,分別研發奈米相關研究課題,其中「燃料電池」計畫包含碳電極之改良與性質測試、以磁控濺鍍法製備燃料電池之鉑觸媒層、以機械球磨法製備非晶質粉體與鑭鎳系儲氫合金、金屬雙極板之合金設計與表面改質研究、使用溶膠披覆技術研製電極組(MEA)等五個主要研究方向;而「奈米環保技術」計畫則包含奈米二氧化鈦薄膜之EPD製備與特性研究、奈米二氧化鈦薄膜之AIP備製與特性研究、奈米多孔玻璃與光纖濕度感測單元之研究、二氧化鈦薄膜之CVD製備與特性研究等四個研究子題。
   理學院之校卓越計畫共有12位老師參與,分別來自「材料科學與工程學系」(9位)、「環境工程與科學學系」(1位)及「光電物理研究所」(2位),參與本計畫之研究生約有15位。各子計畫的參與研究師資皆定期討論,相互支援與合作,充分發揮「整合性計畫」的精神。透過跨系所的研究人力整合方式,本計畫均如期完成預定進度,預期可有效增進理學院未來的研究發展績效,並以更豐碩的研究成果和合作基礎,增加獲取校外研發資源的機會。

圖1:奈米二氧化鈦薄膜之EPD製備
圖1:奈米二氧化鈦薄膜之EPD製備,600度熱處理後鍍層之SEM觀察(300X),塗層完整性良好。

圖2:拉制fiber taper之小型高溫爐爐心結構圖,最高爐心溫度可達1300度
圖2:拉制fiber taper之小型高溫爐爐心結構圖,最高爐心溫度可達1300度。
 
圖3: 以磁控濺鍍法披覆Pt觸媒
圖3: 以磁控濺鍍法披覆Pt觸媒


 

理學院燃料電池計畫-獲國科會補助

  大自然在人類過度開發下,能源恐有接續不足之窘境,以原油供需為例,預估將在20-25年間失調、40年後消耗殆盡;而天然氣60年、煤炭100-200年的可用年限也令人怵目驚心。中研院院長李遠哲也大力呼籲,未來全球是燒「氫」的時代,台灣應儘早開發使用氫能燃料電池。
有鑑於台灣缺乏天然能源,無法自給自足,若全面實施核能發電,卻又得為核廢料處理問題傷腦筋,本校材科系因此進行一系列奈米技術研究計畫,以開發燃料電池所需之奈米材料,期能以效能高的氫做為發電的燃料,解決未來必須面對的能源危機與環境保護問題。
主持燃料電池計畫的材料系陳士 教授解說,將太陽能、風力、地熱等天然能源經由電化學反應,可獲得取用不盡且適合輸送儲存的氫燃料,氫氣再經由燃料電池發電,便可得到電能。他並強調,氫是一種很好用的能源,以奈米材料技術做成的氫能燃料電池深具潛力,因它有潔淨之特性且為非耗竭性的一次能源。
陳士 教授表示,國內外學術與產業界等研究單位相繼投入氫能燃料電池的研發,例如:質子交換膜燃料電池(PEMFC)、直接甲醇燃料電池(DMFC)、及固體氧化物燃料電池(SOFC) 等。未來,氫能燃料電池的應用,小至取代一般乾式電池以做為可攜式電源、大至提供電動汽車所需電源等,都有其潛在市場;未來技術進一步成熟後,還可開發成大型發電站。
有鑑於氫能燃料電池在推廣方面的最大瓶頸是材料成本太高,因此本校的相關研究團隊從奈米材料及其製程技術著手研發,氫能燃料電池計畫共分多個不同子題同時進行,預計在2006年完成氣體擴散層奈米碳材及奈米披覆雙極板的研發,2008年完成奈米碳材的觸媒改質及奈米儲氫技術的開發。除了校內校卓越計畫經費支援外,燃料電池研發團隊也獲得國科會之經費補助,補助金額達3,337,000元
   陳教授指出,未來氫能燃料電池有可能取代一部份的鋰電池,使用於手機電池、數位相機電池等3C產品,或家庭備用電力等方面,因此將與人們日常生活息息相關。由於尋找傳統能源的替代方案關係到人類未來的命運,陳士 教授希望加速達成計畫目標,早日為台灣的新能源開發做出貢獻。

中部科學園區專案計畫

資訊電機學院開發第四代無線通訊『基於OFDM調變技術之無線通訊系統開發』

  本計畫整合資訊電機學院內的自控、電機、電子及通訊等系所,由在通訊系統上極具研發能發能力與經驗之教授群共同合作,以目前國內外最新的技術及發展趨勢為準,發展具可傳送行動通訊多媒體之OFDM 無線收發機系統模組,並與中部科學園區之廠商密切配合使理論更加實際化,並協助提升中部無線通訊產業在系統整合與研發無線通訊產品的競爭力,以便提升中部科學園區研發能量促進中部無線通訊產業之蓬勃發展,進而使中部成為台灣無線通訊產業重要研發生產基地。同時,藉由本計畫之執行,可整合校內無線通訊研發及相關技術,同時所訓練之人力能成為下一世代無線通訊網路建構之中堅份子。
  本研究團隊由邱創乾院長負責統籌,何滿龍、廖和恩、曾憲輝、王建仁及王壘等多位教授共同負責執行,計畫之技術包含:接收發射天線陣列、射頻、中頻電路、電磁干擾、信號解編碼、射頻訊號處理、基頻晶片設計等多項技術。

計畫之研究成果與未來發展:
子計畫一:
應用於OFDM調變技術之無線通訊機暨模組之研製
已完成初步成果,包含假隨機產生碼、鎖向迴路、低雜訊放大器、功率放大器等電路之實現。未來將持續進行混頻器在發射機與接收機之前瞻性研究。

子計畫二:
應用於OFDM之無線通訊系統之天線研製
成功地設計出適用於OFDM調變技術之微帶槽孔天線。完成兩種新型雙頻微帶槽孔天線及一種修改型三頻微帶槽孔天線之開發,兩種新型雙頻槽孔天線操作頻段分別為WLAN之2.4/5.8及2.4/5.2 GHz頻段,而三頻槽孔天線則涵蓋2.4/5.2/5.8 GHz三個WLAN頻段。未來期望能完成自動化天線遠場量測系統之建置。

子計畫三:

OFDM基頻信號處理技術之研製
已完成MATLAB/SIMULINK建立及模擬整體系統架構,目前正在使用RIDE建立系統模組。未來期望將基頻電晶片系統電路完整實現。

子計畫四:

基於OFDM調變技術之無線通訊系統開發-基頻晶片設計
已完成MATLAB/SIMULINK建立及模擬整體系統架構,目前正在使用SPW/HDS建立系統模組。未來期望將基頻電晶片系統電路完整實現。

子計畫五:
植基於多媒體移動通信之行動無線區網設計
發展完成能任意移動之IP層協定、利用Agent的代理技術以達到Route Optimization之方案、由校園網路為基礎,完成Mobile WLAN環境之架設。未來期望在接續計畫中,再採購若干設備,並與學校溝通,完成原始計畫的理想,將所開發之系統移植於校園網路中。

模擬環境
模擬環境

 

 

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