活躍而踏實的研究--研發長 曾永華電機講座教授
成功大學引以為榮的工程學門基礎紮實、且包羅萬相,學術產出在全世界排名第18名,歷經78年努力,如今已發展成由工學院、電資學院、理學院、醫學院、生 科學院、設計規劃學院、管理學院、社會科學學院、文學院九大學院,1千2百多位教師、及2萬多名學生(大學生及研究生各約一萬人)組成的台灣兩所最優秀的 綜合性大學之一(另外一所大學為教師及學生數比成大多約50%的台大),也是台灣中南部,學術成就最傑出且對台灣產業及經濟貢獻最大之學術重鎮,每年教育 出數千位最受台灣產業界歡迎的優秀人才。最近三年多來更因獲得教育部選為台、成、清、交等十一、二所大學,以發展世界一流大學及頂尖研究中心為目標的所謂 「五年五佰億」特別預算的補助,在每年有效地投資l7億元經費之下,正突飛猛進加速進身世界一流大學之列。
成功大學長期與產業界緊密合作,進行產業技術等研發工作,在南臺灣傳統產業及台南科學園區扮演研發火車頭之重要角色,產學合作表現向居全國大學之冠。97 年本校產學合作經費(除教育部補助用於本校之經費以外之計劃、檢測及委訓金額)達31億8仟萬元,佔學校總經費之34%;企業部門資助本校產學合作經費 (不含委訓計畫)為4億1仟萬元,佔所有產學合作經費(不含委訓計畫)之14%。透過各類產學合作計畫,本校於97年所獲核准之專利數與新品種數有61 件,專利授權數與品種授權數有6件,而智慧財產權之衍生收入約為2仟1佰萬元,各項產學績效均逐年穩定成長,充分顯示本校為促進各類產業發展所投入之用 心。97年高等教育評鑑中心辦理「大專院校產學合作績效評量」,本校分別於「爭取產學經費及效率」及「產學合作參與廣泛程度」兩個項目榮獲國立高教體系之 冠。
成功大學學術表現優異,近10年之全校h指數為76 (亦即所發表學術期刊中被引述次數超過或等於76次的有76篇),於臺灣僅次於台大;各學院中,醫學院之h指數為58、工學院之h指數為52、電機資訊學 院之h指數為38,與理學院之h指數為37。97年度於各學門領域排名前5%之高品質期刊論文約有245篇,排名前10%之高品質期刊論文約有340篇; 在ESI(Essential Science Indicator)資料庫中,本校於87年至97年間共發表15,902篇論文,論文被引用次數達92,268次,其中76篇為高度被引用之論文。
於ESI國際論文資料庫的22個領域當中,本校有10個領域於10年內被引用次數進入全世界研究機構前1%。依據論文被引用次數高低排序,此10大領域分 別為臨床醫學、化學、工程、物理、材料科學、生物與生物化學、環境/生態、藥理學與毒理學、植物與動物科學以及電腦科學領域,其中本校在工程及材料科學領 域均排名於世界百大之列,而生物與生物化學及藥理學與毒理學則為97年首度進入全球前1%排名之領域。就論文發表篇數而言,本校於工程、材料科學及電腦科 學領域名列世界百大,並於工程、材料科學兩領域分別在全世界排名第18名及26名,居臺灣龍頭之地位。就論文平均被引用次數而言,本校於臨床醫學 (9.25次)、環境/生態(6.57次)及植物與動物科學(7.67次)三領域於國內大學中均名列前茅。
成功大學以豐沛之學術及研究能量與多年來累積之研發成就為根基,集中人力資源、儀器設備與技術,藉由重點拔尖以造就領先亞洲,世界一流之具有特色的研究中 心,並帶動全校研究之全面提升。本校設立全球性創新卓越研究中心(Institute of Innovations and Advanced Studies)、聯合共用儀器設備中心(Joint Shared Facility Center)、三大校級研究中心(微奈米科技研究中心、生物科技研究中心、及人文社會科學中心),及研究總中心管轄下之五、六十個具特殊功能性及服務性 之中心,並依本校之研究實力與特色領域,規劃出關心未來生活之三大頂尖研究群組:健康生命研究群組、永續生態研究群組及尖端生產研究群組,以有效之橫向連 結來整合跨領域研究。
「健康生命研究群組」結合校內外醫學及生命科學相關系所之人力,設置『基因調控與訊息傳遞』與『心血管研究』兩個頂尖研究中心,以促進國人及全人類健康及 尖端生命科技之研究為主。「尖端生產研究群組」由『前瞻材料及微奈米科技研究』及『尖端光電科技』兩個頂尖研究中心所組成,以研發提升臺灣經濟所急需之關 鍵科技為主。「永續生態研究群組」包括『海洋環境及工程技術研究』、『地球動力系統研究』、『電漿與太空科學』及『永續環境科技研究』四大頂尖研究中心, 著重於地球資源與能源的開發利用,並以地球環境永續發展為研發主軸,以達到永續的人類生活環境為目標。
三大頂尖研究群組已有多項領先世界之亮麗成果, 例如:
(1)『海洋環境與工程技術研究中心』發明領先世界之魚用口服疫苗的關鍵技術,突破水產養殖產業數年來對控制魚類疾病之發展瓶頸,已與沙烏地阿拉伯 DevCorp公司簽署跨國產學合作計畫,進行魚苗及整合技術輸出,同時以弧菌作為表現載體研發免疫功能之疫苗關鍵平台技術獲得全國創新研發獎第一名;而 最近所篩得本土富DHA之藻株成果亦獲得2008年歐洲水產年會最佳壁報奬等國內外榮耀。
(2) 『心血管研究中心』發明領先全球之凝血酶調節素抗發炎反應機制,發表於重要國際知名Blood期刊。該中心使用小鼠下肢缺血模式探討Cilostazol 的血管新生效應,突破性地證實Cilostazol能透過eNOS與VEGF訊息傳遞路徑,促進血管新生改善小鼠下肢缺血。
(3) 『尖端光電科技中心』開發超高功率之LED技術,不僅大幅提升LED最大操作功率與亮度,還可加速白光LED在照明與LCD背光源應用之進程。
(4) 『電漿與太空科學中心』研發設計建置臺灣第一套太空級電漿真空腔與130 keV離子束系統,為臺灣僅有之太空電漿粒子儀器校正測試平台,並為亞洲最好之太空電漿粒子儀器測試與校正系統。這些臺灣第一、世界一流具特色之研究中 心,於未來五年內至少有一領域將可達國際頂尖之地位。
為進一步激勵三大研究群組以外教師與研究團隊從事頂尖研究,本校辦理「標竿創新暨新進學者計畫」,重點補助教師與研究團隊之傑出研究,目前已有許多領先世界、亞洲及臺灣之研究成果。領先世界的研究成果如下列舉數例:
(1)醫技系傅子芳副教授首先發現FDH在實驗動物模式中有明顯意義之生物功能研究;
(2)製造所 鄭芳田教授發明全自動化型虛擬量測(AVM)系統並成功技轉於臺灣多家指標性產業;
(3)建築系 薛丞倫老師首次結合徒手繪圖、數位模型的建構、電影導演理論手法來綜合建構了高功能動態的物質流變與空間的關係技術;
(4)理學院傅永貴院長利用全像術製作領先全世界具負折射係數非尋常光學現象之液晶-聚合物混合薄膜光子晶體;
(5)光電所 郭宗枋教授全世界首次量測到有機磁伏(magnetovoltaic)現象;
(6)生科系 黃浩仁教授發現細胞分裂在年老及年輕個體中差別受誘發能力;
(7)環工系 邱成財教授開發出領先於亞洲或世界多種水庫中藻類代謝物相關模式參數的量測方法與技術;
(8)水利系 黃清哲教授發展創新光纖感測技術,最有效率地準確量測出波浪通過潛堤碎波時,碎波區域內氣泡體積分率;
(9)水利系 許泰文教授研究團隊發明世界廣為採用之風浪預報模式;
(10)化工系 王紀教授開發獨特的電紡設備,成功製得十種以上之高分子奈米纖維,並進行導電高分子與細胞培養。
領先亞洲的研究成果如下列例子::
(1) 統計系鄭順林副教授準確地運用例如Weibull-Poisson Degradation Model 來估計奈米閘極氧化層的壽命;
(2) 政經所周志杰副教授研究小島嶼國家作為主權國家的法律與政治地位若因全球暖化而導致國家領土陸沈將產生之變化;
(3) 生物訊息傳遞所王育民老師發現CEBPD轉錄因子參與脂質生合成,協合調控重要發炎因子COX-2基因及其如何為抑癌基因並為何在癌細胞中受到抑制的分子機轉;
(4) 環工系王鴻博教授有效應用核殼材料於光熱獵殺惡性腫瘤、藥物調控傳遞、奈米反應器、高效散熱管、高效散熱膏添加劑、高效奈米熱流體添加劑、高速噴注熱觸媒、奈米核能、及富集廢水中重金屬等,成為一種新型奈米材料也兼具能源、環保、生醫、觸媒及光電應用價值;
(5) 機械系羅裕龍教授首次對散射型掃描式近場光學顯微鏡於複雜調變訊號進行定量分析,對於實驗或儀器設計者提供有根據之參數,可實現純粹的近場訊號的擷取等傑出之研究成果。
領先台灣的研究成果例如:
(1) 生化所賴明德教授首次發現NF-kB轉錄因子直接調控脂肪代謝,並對未來治療脂肪肝及肝癌有重大意義;
(2) 資訊工程系暨醫資所曾新穆教授及其研究團隊首創高功能高度整合性之資料探勘演算法;
(3) 地球科學系劉正千副教授全世界第一以高空間分辨率光學衛星影像發現冰架崩解詳細過程;
(4) 政治系楊永年教授成功地整合跨領域自然科學與社會科學學者,研究中石化
安順廠環境污染;
(5) 測量及空間資訊系林昭宏老師發明以3D模型樣版進行3D點雲資料擬合與重建之技術;
(6) 化工系劉瑞祥教授發明光學元件領域具有重大貢獻以GRIN所製得具有質優之影像傳送功能之光纖棒,可應用於影像傳送、資訊傳送、光纖偶合、以及光線傳送等領域;
(7) 化工系張嘉修教授建構生質氫氣產量高達15 L/h/L 之生物產氫反應程序。
本校於96年成立校級「人文社會科學中心」延攬戴華教授為主任、並聘請國內、外45位學者聚焦「台灣海洋文化研究」與「當代公民社會之環境健康治理」重大 議題架構起人社與科技整合的平台,積極鼓勵人文、管理、設計及社會科學領域之教師與研究團隊提出計畫。每週發行之中英文版「成大研發快訊(The Banyan)」(http://research.ncku.edu.tw/re) 亦成功結合人文社會領域及其他領域之高品質與高價值研發成果,每週將人文社會領域之專書或創作與理工科學及生醫之論文同時刊登於研發快訊上,冀能促進人文 社會領域之研究團隊與其他領域之交流互動,進而達成跨領域合作之目的。 『標竿創新暨新進學者計畫』,共補助30件人文社科領域計畫,補助總金額達2,412萬元,並有17件計畫繼續獲補助。97年度『整合型標竿創新計畫』更 加鼓勵人文社會與理、工、醫學等領域進行跨領域合作研究,共補助13件人文社科領域大型計畫,補助金額為2,547萬元。
重要研究成果舉例如下:
(1)「蘇雪林文物作品整理、研究計畫」全面整理蘇雪林教授遺物,進行分類、修復、建檔、保存及規劃等工作,蒐集蘇雪林教授之研究論文,建置資料庫並架設 網站,提供兼具藝術性之學術研究資源,籌劃蘇雪林紀念館之文物內容。亞洲目前尚未有專門獨立之蘇雪林研究資料庫,待本計畫完成後,將使本校成為亞洲地區甚 至全球唯一建置蘇雪林教授文字及文物研究資料最完整之處。
(2) 「多國語言語料庫之建構與研究計畫」建構具有跨國、跨校及跨領域特色之多國語言資料庫。語言資料庫建構完成後,除可帶動語言學相關研究向前邁進一大步外, 在各界使用語言資料庫之同時,亦可透過網路之便利性,增加本校之能見度並提升本校之學術領導地位。目前此為全世界唯一跨東方與西方語種公開之第二外語學習 者語言資料庫。
(3) 「區域文化形構與知識生產研究計畫」進行臺灣與世界文學及文化之比較與研究。在全球化之趨勢下,區域經驗及文化相關之研究成為當前國際人文社會科學之顯 學,而臺灣曾被多重殖民之歷史特殊性,讓臺灣擁有其他前殖民地無法涵蓋之歷史經驗。針對此獨特性之研究,本校已取得相當程度之成果,如能加強與國際間之學 術對話,必能對這些全球性之文化議題做出無以取代之貢獻。
(4) 「東亞漢文學與民俗文化之調查、整理與研究計畫」持續推動東亞漢文學與民俗文化之調查、整理與研究,並舉辦「東亞漢文學與民俗文化國際學術研討會」,將使本校之越南漢學研究(兼及日本、沖繩、韓國等東亞比較文化)在國際學術界獨占鰲頭。
(5) 「臺灣文化的流變與創新-全球化的在地思考計畫」突顯「在地性」文化層面之思考,企圖在全球文化關係網絡中定位臺灣,使臺灣能正面迎向全球化之文化挑戰。 在二十一世紀有關東亞崛起之呼聲中,本計畫由臺灣在地出發,探討在地文化生產之可能面貌,並從中觀察典範交替出現之現象,嘗試尋找的正是描述東亞地區文化 屬性之適切語彙。此計畫並透過學術演講、工作坊以及研討會與世界知名學者交流,建構在地與全球知識之溝通平台,並將研究成果發表於國際學術期刊,以增進臺 灣在地文化論述之能見度。
為使本校邁向卓越一流大學,推動前瞻性跨領域、跨校、跨國及整合產、官、學、研如下列例子之合作研究計畫是首要策略之一:
(1) 由本校賴明詔校長親自主導授權楊明興特聘教授擔任計畫主持人,召集結合醫、理、工、設計與電資等學院教授及臨床醫師,首度於台灣研發大型以造福病患為導向之前瞻創新醫療儀器,支持頂尖臨床醫學研究。
(2)本校莊偉哲教授成功整合跨校研究,以基因工程技術去除蛇毒蛋白對人體的不良副作用,創造改良型蛇毒蛋白,由台大藥理專家符文美教授以動物試驗證實該 改良型蛇毒蛋白對治療骨癌有明確的藥效,替台灣生技製藥研發團隊注入一股新的活力,並獲美國生藥大公司簽約技轉,預計五年內新藥上市,將能結合美國藥業加 速將台灣的科技突破,以造福人類。
(3)成功之國際合作例子無數,例如本校資訊工程學系蔣榮先教授至美國西雅圖市系統生物學研究所擔任訪問教授,進行為期一年的休假研究 (Sabbatical Leave),藉由實際地全時間參與研究交流,與ISB(Institute for Systems Biology, ISB)共同進行「前列腺癌與卵巢癌的抗藥性研究」與「MicroRNA生物標誌(biomarker)的找尋」計畫,從系統生物學的角度進行分析,以較 全面性、系統化的方法了解在化療過程中各個基因所扮演的角色及相互之間的關係,希冀藉由如此一個國際合作平台,與ISB頂尖研究團隊相互進行腦力激盪,擴 展原研究領域,與國際頂尖研究趨勢同步。
(4)整合本校强項之科技與台南藝術大學之藝術專長,由本校材料系陶瓷學者與台南藝術大學之陶藝專家合作組成陶藝教學及研究團隊,共同開課並研擬合作研究計畫。 本校電機系數位影音學者亦積極與南藝大合作發展影音修護及創作之研究。
(5)台達電及奇美電子分別捐贈成大台達樓及奇美樓以作為其工程師及科學家與成大教師及研究人員攜手研發先進前膽且有實用性之計畫的基地,其他產業亦尋此產學合作模式積極在成大發展具特色的成大-產學聯合研發中心。
(6) 國家奈米元件實驗室、國家晶片設計中心、國家同步輻射中心、國衛院、工研院、中研院等主要國家重點研究單位也在成大設立據點、引進各單位專家人才來與成大師生合作開發執行高品質研究計畫。
積極延攬國內外優秀人才擔任教學或協助相關研發及管理工作是本校發展一流大學之重要任務之一,97年本校擔任國外國家級科學或工程院院士有5位,擔任國內 院士有5位,擔任國際重要學會會士有31位,擔任國際重要期刊編輯人士有72位,整體比例均有逐年成長之趨勢。創新卓越研究中心(Institute of Innovations and Advanced Studies)成功連結全球其他大型研究中心及東亞地區卓越團隊於一體,延攬諾貝爾獎得主Dr. Aaron Ciechanover及美國國家科學院院士Dr. Britton Chance頒予名譽博士學位,並與美國國家科學院院士Dr. Britton Chance共同執行「NIR for Breast Cancer Detection」計畫,指導本校研究人員執行高品質研究計畫。藉由與國際級大師進行長期之實質合作交流,使本校跨領域國際合作研究得以提升,並落實與 國際尖端研究團隊接軌之目標,為邁向世界一流大學之願景而努力。
聯合共用儀器設備中心(Joint Shared Facility Center)之設立,有效規劃全校共用儀器設備,集中管考全校大型儀器設備之有效,方便與公開公平共用與管理,以單一窗口、清楚易了解的方式整合全校研 究資源,提昇研發能量,以達物盡其用之目標,現更進一步與校外產、官、學各機構可共用之儀器設備連線。
成功大學與日本京都大學各有互補之强與弱勢領域但亦有許多相似之處、兩校為位於台、日兩國之古都城市分別僅次於位於首都之台灣大學與東京大學之公認最好大 學、皆因地理因素較難招收首都附近之學生卻仍能發展具特色大學並教育廣受歡迎聘用之學生。京都大學基礎科學和人文科學表現卓越而成大工科世界一流,依據 ESI(Essential Science Indicator)資料,本校於87年至97年間在工程領域共發表3,682篇論文,排名世界排名第18名,比京都大學(3,414篇)略勝一籌,而在 基礎領域之表現,的確與京都大學有所差異,目前本校已積極投入基礎科學之發展。就其他領域之論文發表篇數而言,本校於材料科學(2,043篇)及電腦科學 (734篇)領域之排名皆與京都大學相近;在工程(13,227次)與電腦科學(1,273次)領域之被引用次數,以及工程(3.59次)、環境/生態 (6.57次)與電腦科學(1.73次)領域之論文平均被引用次數亦接近京都大學。
京都大學在ESI資料庫中有19個領域被引用次數進入全世界研究機構前1%,本校則有10個領域,本校97年有一篇論文發表於 Nature(IF=26.681),一篇論文發表於Science(IF=30.028),另有一篇發表於Chemical Reviews(IF=26.054),在人文社會領域方面,本校97年發表於SSCI(Social Sciences Citation Index) 及A&HCI(Arts & Humanities Citation Index) 之論文數有204篇,在台灣僅次於臺大。兩校規模雖然有差距,本校教師平均發表篇數為2.1篇,與京都大學2.09篇相近。成功大學立大志採用高目標而以 世界排名遠超越成功大學之日本京都大學為標竿期能藉用京都大學在理學及人文、法律方面之成功經驗,學習其優點並補強現有之弱點,強化本校在醫學領域、基礎 科學領與人文科學等領域之表現,並進一步結合理科與工科進行跨領域研究,成為世界一流的全方位大學。
