2015.03.31

橋梁守護者-國家發明創作獎得主王仲宇教授

文/校園特派記者張立偉

 

中央大學橋梁中心主任王仲宇,以「結構物內鋼筋尺寸檢測裝置」榮獲經濟部智慧財產局
103年國家發明創作獎之肯定。張立偉攝

以土木界醫生自居的中央大學橋梁中心主任王仲宇,最近以「結構物內鋼筋尺寸檢測裝置」榮獲經濟部智慧財產局103年國家發明創作獎之肯定,他不僅擁有多項專利,也提出許多有前瞻性的思維,鼓勵同學們掌握基本功,未來必能飛得更高更遠!

簡單的道理 就可以發明

「這幾年我在做兩件事:教學生做醫生,土木的醫生。第二就是算命,算這個結構物能夠活多久。」王仲宇妙語如珠說,土木很多結構像是鋼筋混泥土結構蓋好後,鋼筋、孔洞的位置,由於竣工圖保存沒很好,加上很多民間房子鋼筋尺寸不知道是否有按照規定做或是遇上天災產生瑕疵,身為土木醫生、診斷師,當然要想個辦法去解決。

由於傳統的非破壞檢測法在探求結構內部組成物尺寸時,有其拘限性與困難度,放射線儼然成為最後的「屠龍刀」,利用底片加上Gamma ray一照,配合幾何投影的概念反推回去,從幾張底片的交線,就能知道這個物理空間的位置、尺寸,這其實是很簡單的觀念,王仲宇笑說,「但簡單的東西最實用。」

其實王仲宇有許多專利,都是靈光乍現,用簡單的觀念或材料,運用在恰到好處的地方,例如「新型鋼筋腐蝕檢測法」就是利用光纖對於拉長應變非常敏感的特點,把光纖繞一圈在鋼筋上,若鋼筋腐蝕就會膨脹,光纖信號就會脹開,這麼一來就可以長期監測結構物的劣化腐蝕情況。「腦袋靈活一點、跳出傳統框架去看問題」是王仲宇強調的兩件事,即使是很簡單的東西,也可變成有用的發明。

謙虛獲獎 功歸學生

這次得獎的裝置需要用到放射線來檢測,恰好旗下博士生彭朋畿有檢測技師執照,對於得獎這件事,王仲宇很謙虛的表示一切都是學生的功勞。從申請獎項到發表,都是學生一手包辦,也特別讚賞學生在發表時把產品包裝得很好。王仲宇指出,行銷手段、產品表達非常重要,必須讓人相信自己的產品是有用的。王仲宇也強調自己只是順水推舟給一個想法,而好的學生會將教授的想法貫徹執行,舉一反三,他認為這是教學最大的樂趣。

橋梁守護者 積極研發新技術

中央大學擁有全台灣唯一一個橋梁工程研究中心,是民國84年時由王仲宇和蔣偉寧等幾位教授共同成立的,由於橋梁可以說是把土木工程整合的結構物,當時王仲宇向公路總局提出一個計畫:全台六十餘座橋梁需要檢查。也在那時發覺要「精確掌握數據,才有科學價值」有如此之遠見,才讓中央大學在這方面獨步全國。   
當時起步的早,扛著許多壓力,高額人事成本需要支付,到後來接下許多重要案件,包括桃園機場南北跑道連接橋梁的飛機載重實驗、普悠瑪號的測試、高鐵通車前的測試等,雖然每個工程都十分繁雜,但王仲宇提到這些事蹟,臉上堆滿笑容,以這工作為榮。

強調跨領域 基本功要扎實

王仲宇在美國德州大學奧斯汀校區就讀航空工程暨工程力學系,在當時他感受到美國教很多聲、光、電、熱、磁、力的基本物理概念,並發展成感測器、監測器來做結構物的診斷與檢測,也感受到台灣的土木系比較侷限在傳統力學,因此他回中大後,把在美國體會到土木系最需要的量測學帶進來,教學生玩電路、示波器、資料擷取器、及量測原理,讓學生開始對量測、檢測有概念。當時雖然有質疑的聲音出現,但王仲宇認為這將來一定有用,後來也證實這是很有前瞻性的想法。
王仲宇強調,跨領域就是未來,一定要能夠走出去,跟別人結合,但基本功也要做好,科技不斷演進,學生畢了業一定有新的東西出現,如果物理數學化學生物都很好的話,就可以擴展出去,才不致於被淘汰。
他特別提到有次因緣際會下幫鍾萬勰院士申請來台,進而成為忘年之交。鍾萬勰以《易經》的「中行獨復,以從道也」作為座右銘,影響他甚大。意思是有一個人走在路中間,突然獨自回走,因為發現他走得道已經不正了,必須回到原點再出發。同樣的,許多力學的理論走到一個地方是卡住的,卡住就必須重新回到基本力學再出發,放棄很多現有觀念跟框架,再重新用基本的原理再推導,衍生出來的東西是更廣更大的,就像是發現新的寶藏,這也是做為研究人的樂趣所在。

對傳統文化的反思 盼開啟跨界對談

身為科學人的王仲宇,對中國傳統文化也十分重視,他認為現在很可惜的是大家都受西方科學影響太大,其實中國古代科學文化是博大精深的的,現在科學的東西跟古人比起來簡直只是皮毛,他特別強調,做科學人,人文也是很重要的,不要只做一個無聊的工程師,對文學、藝術要多涉獵一點,自己最近在煉功、打坐外,也開始拜師學寫書法,從書法的文字結構中領悟出許多美感的道理。

王仲宇指出,從大尺度來看,中大是很有機會的,我們都是研究大環境科學,包括地球物理、遙測、太空及大氣物理、氣候變遷、防災模擬。中大另一個特色是規模適中,跨領域整合是比較容易的,他以劍橋大學的噴煙制度為例,認為應該多找一些教授,跨領域合作,大家一起想一個題目或對談,相信可以激盪出許多火花。

 

 

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2015.04.07

專精與跨領域並進-電子材料新秀李勝偉教授

文/校園特派記者邱妤平

專長在於半導體磊晶的材料所李勝偉教授,最近榮獲台灣電子材料元件協會傑出青
年獎之肯定。照片李勝偉教授提供

專長在於半導體磊晶的材料所李勝偉教授,最近榮獲台灣電子材料元件協會傑出青年獎之肯定。他認為,科技脈動快速,要有所突破,一定要借助「跨領域」合作和激盪,才能打破現有藩籬,希望未來可以繼續為台灣電子材料技術的提升有所貢獻。

台灣電子材料元件協會為了提升台灣各級電子材料原件的技術,結合產官學的學術協會,創立已有二十餘年,近年來,創立了傑出青年獎,希望對致力於電子材料領域的年輕學者有所鼓勵;由於協會在產官學界的影響力,近幾年這個獎項也成了兵家必爭之地。

 

精進:合作與新視野激盪

李勝偉的專長在於半導體磊晶技術,近幾年來則對能源或是生醫材料方面的題目頗有興趣,實驗室亦積極參與榮台聯大計畫,致力於生醫材料的研究,成果也已有目共睹。參與跨校、跨領域計畫對他來說,除了與更多來自不同領域的學者、醫生多了另一層合作與研究之外,更多的其實是學習,在跨領域合作之初,因為對於彼此領域的不熟悉,勢必會造成一些磨合,起初的確辛苦,但如他所言:「一個跨領域的研究項目有了成果之後,那份喜悅和感動也是加倍的。」 

近年來,科技脈動快速,在自己的材料科學領域上,他認為若是要有所突破也一定要借助「跨領域」研究,像是近年他在熱電材料上的研究就牽涉到了電機以及機械,他說:「單靠自己的力量難免有所侷限而顯得閉門造車,藉由跨領域的合作互相激盪,才能打破發展的藩籬」;而申請專利則是近年趨勢,畢竟身處研究型大學,外界總是期待學校內的研究可以和產業界相結合,或是大學的研究足以引導產業升級並提升技術,因此近年研究時也會思考如何提升產業技術,進而有相關專利的發明。

感謝:學校與前輩共提攜


清大畢業後,他曾在業界短暫停留,深知產業界的研究製程與步調,幾年的遊歷擴展了他的視野,然而考量到無論在選擇題目或是合作上,學校提供的是相對更彈性的研究空間和平台,經過慎思,他決定返校研究,不過他強調無論身處何處,在研究上、處事上都要以最高規格的要求來檢視自己;到了中央大學之後,他發現中大有著格外難得的校內風氣,也就是資深的教授很願意提供自己的經驗和想法,並且不藏私地在各方面全力協助年輕學者,而且在中大跨科系與領域研究團隊相對盛行,這對於他的學術研究助益頗深。 

另外,研究是一條漫長的路,投入工作時所費的時間和精力難以估量,他的指導教授便曾對他說過「作為一個研究學者不該有假日。」他把這句話奉為圭臬,一旦投入研究或任何工作,便會堅持到結束,因此他也格外感謝妻子對家庭的全心付出,讓他在研究的同時無後顧之憂,並且可以持續在研究領域中追求完美。 

在研究之中難免遇到挫折與壓力,也有遇到瓶頸而深陷的時候,這時從大學以來的運動習慣就成了他紓壓的絕佳管道,李勝偉表示自己非常享受於獨自慢跑的時間,一次大概可以跑二十圈操場,在運動的過程之中,他沉澱自己並思考困難,每每都有靈感一閃的時候,或是找回重新奮發的動力。

談及中大學生時,李勝偉認為現在的學生很有創意和想法,素質也很高,如果能對新的事物多有些好奇心和企圖心,再加上努力一定可以走向更寬廣的路;然而,近年來科技發展日新月異,學生已經無法單憑從老師身上所學,完整了解所有新興科學的學問,而缺乏的部分就需要學生個人的摸索,因此對知識堅持的「求知慾」就顯得格外重要,學術研究或科技發展待突破的領域實在太多了,這都是未來可以努力研究的方向,他也期待未來學子和學者都能繼續發揮特質,踏實求知為產業貢獻,並為未知科學發聲。

 


 

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2015.04.09

與微生物共舞 黃俊銘:研究貴在實踐與應用

文/校園特派記者曾培雅

黃俊銘教授與其創新的青春痘疫苗研究成果合影。陳如枝攝

黃俊銘,國際知名微生物專家,來自美國加州大學聖地牙哥分校,2014年受聘中央大學生命科學系教授,並榮獲傑出人才基金會傑出人才講座。他帶回珍貴的青春痘疫苗研發成果,希望能帶動國內生醫產業的發展。

創新思維 另闢蹊徑

人類的身體當中,有許多細菌跟著我們從出生到死亡,有的住在腸胃道,有的住在皮膚表面,黃俊銘教授獲獎的研究計畫即在於瞭解「為什麼這些細菌要跟著我們一輩子?」並深入研究這些細菌的應用性,包含科學、醫學以及工業價值。

黃俊銘以他專長的皮膚科為例,某些皮膚上的細菌與腸胃道中的細菌同樣會發酵。腸胃中的好菌透過醣類產生酸,就能將腸胃道中的壞菌消滅;而皮膚上的細菌也是同樣的道理,諸如此類的研究,在近年佔了相當重要的地位與研究價值,甚至有人研究出使用優格塗抹於頭皮上,以治療頭皮屑的發明。

大學就讀動物系的黃俊銘,以「生態平衡」的觀點指出,所有的疾病都是微生物的病變、微生物的不平衡。以青春痘為例,當食用許多油脂食物,即會使喜歡吃油脂的菌-痤瘡丙酸桿菌(Propionibacterium acnes)滋生繁衍,這便是青春痘不斷冒出來的原因。平時,該菌和其他菌種的比例是一比二,當我們食用大量的油脂食物時,菌種比例變成七比八,這便是微生物失衡而衍生出問題的絕佳例子。

   

關於此微生物平衡的應用性相當廣泛,由於每個人手指上的微生物菌種和菌群數量皆不同,我們可以透過微生物的篩選,來判斷出誰觸碰過某一個東西,如此便可運用於罪犯的搜索。或者人體接受輻射照射過後,皮膚與DNA可自動進行修補,但微生物並無法被清除,如此一來,便可以透過檢查人體上的微生物是否突變,來判斷是否接受過多的輻射量。

孩子的期盼 父親的動力

  雖然青春痘疫苗的研究成果,目前仍在研發抗體階段,但擁有獨特專利的黃俊銘扮演著舉足輕重的地位。這個研究起源於兩、三年前,某日在作滴管實驗時,黃俊銘發現皮膚菌也會發酵,因找到創新的契機,開啟了他漫長久遠的臨床實驗計畫。一個疫苗的產生通常要十多年,失敗是意料中之事。其中最大的困難在於人類本身就有抗體,如何克服人類的複雜系統,找出關鍵之鑰,被視為一項不可能的任務。

   

面對如此艱難的研究,連黃俊銘自己都沒有把握,但促使他繼續堅持下去的,竟是孩子單純的一句話。美國每年都會出版一本供青少年閱讀的國際紀事本,用以記錄每一年的重大科技發現,孩子閱讀時,不經意拋出「爸爸,你的青春痘疫苗何時被記在這本書裡?」此話一出,讓黃俊明對青春痘疫苗又重新燃起熱情,明知前方路途艱辛,也要咬緊牙關,為了孩子的期待繼續堅持下去。

志同道合 展望未來

受到彭仲康教授的精神感召,黃俊銘決定鮭魚返鄉,回國貢獻所學。他認為,論文不只堆疊在圖書館陳列整齊的書目當中,真正的科學,應被靈活運用在日常生活。恰巧中大新成立的生醫理工學院,與其理念相近,故黃俊銘帶回美國實驗室的資源,並與壢新醫院合作,希望能透過臨床的實驗,釐清更多皮膚上微生物不平衡的概念。

    剛回國任課的黃俊銘有相當大的感受,東方的學生似乎比較希望老師照本宣科,有步驟可循;西方國家上課,老師的任務就是讓同學在一堂課中釐清一至兩個概念,學生即能透過小小的啟發,引發內心強烈的好奇心,驅使自己「主動翻查資料」,朝更高的知識殿堂邁進。故黃俊銘鼓勵學生多向師長提問,讓腦袋不斷保持在靈活運轉的狀態下,這些都是鞭策自己進步的好方法。

   今年新成立的生醫科學與工程學系將首次招生,黃俊銘直言,生醫理工學院能夠蓬勃發展,便是他在百年校慶時對於學校最大期許!期待與世界接軌,善用國內外資源,學生能把握產學合作的環境,朝國際化的趨勢發展、日益茁壯。

黃俊銘教授專業地解說微生物平衡的概念,及可能被運用的工業層面。陳如枝攝


 

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2015.04.23

無欲則剛 順著自然的腳步-自動控制會士徐國鎧

文/校園特派記者蔡宇安

主任秘書徐國鎧教授身兼研究、教學和行政多職,並榮獲2014中華民國自動控制
學會會士之肯定。陳如枝攝

長期致力生醫輔具研發的電機系教授兼主任秘書徐國鎧,近期榮獲中華民國自動控制學會會士的殊榮,他將榮耀歸功於研究團隊共同創造的成果。秉持著客家人刻苦耐勞的精神,即使身兼研究、教學和行政等多職也不以為苦。他認為,只要順著自然的腳步、正向思考,即使無法達到最佳成果,亦能有不同的收穫。

人性關懷的研究成果

研究專長在伺服馬達控制的徐國鎧說,「馬達」是日常生活不可或缺的,只要需要電力的產品,小至手機,大至電動車、自動化設備都需要馬達的驅動,而踏入生醫輔具的研究,就是希望所學可以有更多運用,並對社會多一點貢獻或影響。在研究初期,由於偵測微弱的腦波訊號、處理雜訊干擾是前所未有的挑戰,投身多年之後,終於開發出智慧型看護系統,幫助長期卧床的重症病患,透過腦波念力,可控制病床的起降,幫助病人找回自主與自尊,在研究中注入更多人性化關懷。
 
徐國鎧笑稱,自己生活簡單,與時下流行的3C產品幾乎絕緣。當科技日益蓬勃,可能帶來正負面深遠影響時,身為工程人的使命,就是讓它越來越好,「人生的精采在於,當你回頭看時,有許多故事可以說,而且說得眉飛色舞!」

對待學生像孩子一樣

徐國鎧對待學生就像自己的孩子一樣,他表示:「父母總是百般叮嚀,孩子有天回頭看,他悟了,記得一兩句話,那就夠了。」以正確而嚴肅的心態面對學生,他認為,「習慣是平時的養成的,若是沒有即時糾正,那有可能遇到事情時,擦槍走火而惹禍上身。」 

有了紀律之後,接著就是學習放手。他認為,對學生和孩子的照顧不是無微不至,而是注意有沒有危險,適時讓他們體會「摔倒」的箇中滋味。「沒有摔過,怎麼知道痛?」放手讓學生去做,「未經思考的知識,是不會累積成為智慧」。
 
他強調,有些事情「不痛不癢」就沒什麼改變,要「痛到心坎裡」,才會刻骨銘心。對他而言,人生沒有所謂的「意外」,有些事情是「必然」會發生的。因為人喜歡給自己找藉口,原諒自己,若是自己夠努力,有些事也不會發生,就沒有所謂的意外了! 

「我是簡單生活的人」

生活作息規律而簡單,繁忙的工作不忘音樂調劑,平日生活就在辦公室、研究室和住家三點一線之間,「不疾不徐」是他的最佳寫照。帶著客家人刻苦耐勞的精神,他比一般人願意花費更多的時間在處理事務上,即使身兼多職,也能樂在其中,並且能夠在不同的位置上,學習體貼別人。
 
「順著自然的腳步」是他的處事態度,他豁達地說「人生要學著去看透一些事情,有些事,不是急就能改變的話,那就不用急了。」他認為,有時目標無法即時達成,有可能時候未到,也有可能主客觀條件尚未成熟,但只要態度積極、正向,一直向著標竿奔跑就已足夠。

 

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