1. 小晶片的無垠世界 生醫感測晶片 生醫感測晶片:醫院使用的傳統生醫感測儀器,是藉由光學的原理來測量,雖然準確,但是卻有著設備昂貴和檢驗時間長的缺點。而生醫感測晶片則是採用玻璃材質的試片、運用光學原理檢測,速度和效率比傳統的方式還要快。
2. 小晶片的無垠世界 Mor Sensor 無線感測積木 MorSensor 無線感測積木:Mor,是取英文 more 以及 Morphing 的意思,是一套像積木一樣,可以自己組合、變化的感測系統。是一套可以偵測、並且分析揮棒動作的感測系統。
3. 小晶片的無垠世界 雲端電子鼻 雲端電子鼻中的雲端二字,代表著它是具有上網功能的物聯網產品。一旦一氧化碳超出標準,雲端電子鼻會自動透過團隊設計的雲端監控系統,第一時間把訊息快速地傳遞到個人、警察局、消防局或保全公司,讓相關單位能迅速處理。
工善其事。先利其器 活體動物光學影像系統 光動力療法:在患者的皮膚表面塗抹光感藥物,再使用630奈米波長的光線照射,就可以有效殺死癌細胞。除了應用在治療,光動力療法也可以用來做早期的診斷。張漢釗博士團隊花了三年時間,反覆測試、研發出來的上皮組織取向儀,利用特製的LED,發出405 nm波段的光,搭配光感藥物,可以即時發現肉眼看不見的皮膚癌細胞。
欲善其事。先利其器:活體動物光學影像系統 國研院儀器科技研究中心的李龍正博士、張漢釗博士,和林明瑜博士,研發了各式儀器,讓人類能透過光解讀出新的訊息。高光譜儀可以輕易的從一大片樹林中找出外來種,甚至能在海中監測水下的環境;上皮組織取像儀,可以在皮膚癌發展初期,便令所有肉眼看不見的癌細胞無所遁形;而透過活體小動物螢光影像系統,可以直接觀察活體小動物體內的用藥變化。儀器科技的研究與開發,不僅能支援前瞻的學術研究,更能促進許多科學上的新發現。
雲端上的新視界 算圖農場、惡意程式資料庫 算圖農場:國網中心二十多年以來,透過計算、網路以及儲存技術,打造高速計算的共用平台,提供國內理工科系的學研界使用。2012年左右,開發並把平台延伸提供給藝術創作者及內容業者運用,因此而產生超級電腦,可以協助創作者很快的生出故事和動畫來。 惡意程式資料庫:駭客的攻擊行為是持續而且密集的,在臺灣每一天還是會收到來自世界各地上百萬筆的網路攻擊,國網中心透過誘捕系統,可以分析勒索軟體是針對哪一些電腦的漏洞做攻擊。
雲端上的新視界 溫深儀與水下攝影機、智慧城市 設置溫深儀與水下攝影機:國網中心與愛丁堡大學一起合作一個叫Fish4knowledge的計畫,利用大量的資料,去了解到底魚類的生態是如何,魚類種類的分布,魚類的行為提供給科學家一個很好的研究素材,對於生態保育有相當的貢獻。 智慧城市:一個智慧城市在道路、街道與建築物嵌入感測器。每個感測器都會持續將資料傳送到中央控制中樞,舉凡建築物的電力需求、道路交通狀況、室外和室內溫度等資料,都能夠彙整分析,高效率的使用能源。
雲端上的新視界 防災研究平台、iFlyover飛行導航 災害管理資訊研發應用平台,由國網中心與科技部災防科技中心合作建構,統整學研界以及部會署的監測資料與分析模式,由災防科技中心設計應用情境,透過國網中心的高速運算與大資料儲存建構而成。 iFlyover 飛行導航:是災害管理資訊研發應用平台中的一環,透過飛行導航,可以直接發現旱象等等的問題,可以讓各部會去研擬計畫提早整備解決。
與地震共存:地震預警、建築物補強 台灣處於歐亞板塊和菲律賓海板塊交界處,地震頻頻,921大地震後,國研院國震中心極力推動地震減災三部曲,希望能降低地震的危害。三部曲分別是:震前推動建築物的耐震評估與加固,保障居住安全;震時利用地震預警系統,在強震來臨前提早預警;震後運用災損評估系統,即時將受災情況通報給相關人員。此外,橋樑安全在近年也成為國震中心研究的重點之一。本集介紹國震中心研發的相關技術,讓觀眾對地震、防災有更深入的了解。
與地震共存 橋梁感測儀器系統 為了要收集水流和沖刷的資訊,必須在橋柱下埋設監控的儀器。國震中心張國鎮主任帶領研究團隊,自製研發出感測儀器系統,這個系統可以整合氣象資訊,上游下雨時,能預先判斷洪水對橋梁沖刷的影響,如果洪水超過預估值,就可以進行封橋,保護用路人的安全。
與地震共存 救災輕便橋 橋對很多偏遠地區,經常是對外唯一的通道,地震或風災,常常讓這些地方變成孤島。 大部分的橋梁都是必須從河岸兩側來施工,國震中心葉芳耀博士研發出ㄧ座以『玻璃纖維複合材料』製作的災難輕便橋。 這座橋採斜張橋的特性,單邊施工,從橋的一邊搭建鋼製主梁和橋塔,並用鋼索來連接,一節一節懸空向河流對岸搭建玻璃纖維做的橋身。
1. 科技小尖兵 積層型 3D IC 3D IC技術,是用堆疊的方式,將不同功能的晶片像千層蛋糕一樣堆疊起來,變成一個獨立的多功能晶片,節省不少空間。然而,由於所有的訊號傳輸全部要靠矽穿孔通道來處理,效率並不好。奈米中心研發的「積層型3D IC技術」,直接在第一層IC的絕緣層上製作第二層IC,並以專屬的導線連接上下層,不但把兩層IC間的距離縮得更短,還能增加訊號傳輸的效率。
2. 科技小尖兵 鰭式電晶體 近年半導體產業開始出現「摩爾定律將亡」的消息,原因是電晶體的微縮是有極限的,當閘極長度縮小到 20 奈米以下的時候,對電子的控制力會不足,電子開始溜過去,產生漏電。胡正明教授提出的「鰭式電晶體」概念,解決了這道難題。奈米中心就此概念延伸出的「多重鰭高鰭式電晶體」,更進一步提升電晶體的效能。
小生命的大貢獻 動物模式&無菌化小鼠生產技術 任何藥物的研發,我們必須先創造與人類相同的疾病在動物身上,讓動物成為人類的替身,稱為動物模式,有了它們才能進行後續的動物實驗,找到能夠治癒疾病的藥。 得到和人類疾病狀況很像的替身後,就可以開始進行藥物測試或疾病研究了。目前科學家已經發現腸內微生物的變化和肥胖及代謝症候群有很重要的關聯性。但是正常動物的腸道內有約上千種不同的微生物,要研究腸道微生物和疾病的關聯性,需要仰賴一種特殊的技術- 無菌化小鼠生產技術。
小生命的大貢獻 CRISPR/Cas9 CRISPR/Cas9技術的靈感來源於細菌的一種原始的免疫系統。細菌在抵抗病毒的過程中,會將敵人的基因片段留在細菌自己體內,記憶該病毒的DNA,可用來抵抗該種外源遺傳物質的再次入侵,往後若有相同的DNA出現時,便會啟動防禦機制攻擊入侵者的DNA。
航向太空 · 看見臺灣 福衛二號的貢獻 運轉超過十年的福衛二號,為臺灣留下許多珍貴的影像。因為繞行軌道的特殊性,它可以在每一天的同一個時間,對同一個地點重複取像,這個特性對救災的幫助非常大。汶川大地震、美國加州大火,福衛二號參與了非常多救難行動,對全球災難防治盡心盡力,更提升臺灣在國際間的能見度。
航向太空 · 看見臺灣 福衛五號 太空領域是先進國家兵家必爭之地,各國大多會立法限制衛星零件的出口,為了不受制於人,多年來,國研院國家太空中心一直以培養能夠自主做衛星的團隊為目標,福衛五號達成了這個里程碑,內部有百分之七十六的元件出自台灣人之手。自主研發的過程困難重重,太空中心的團隊是如何克服難關,完成挑戰的呢?
航向太空 · 看見臺灣 衛星整合測試廠房 考量到發射時火箭產生的噪音與振動,以及太空中的惡劣環境,人造衛星必須經過一系列的測試才能送上太空。國研院國家太空中心的衛星整合測試廠房,設有多項精密的檢測儀器,通過工程師們的認證,意味著人造衛星獲得保證書,在年限內保證不會故障。
決策的引擎 數字會說話 「數字」不能決定一切,卻可以是你做決策的關鍵依據。國研院科技政策研究與資訊中心所扮演的就是政府的幕僚。主要支援國家政策的規劃與制定;有的同仁負責指標資料的蒐集處理分析,也有的同仁利用數據做出結論,讓數據能夠說話。
決策的引擎 PRIDE,大數據統計的能量 科技政策研究與資訊中心像是一個科技政策研究的智庫,提供政府前瞻的趨勢研究,比較像是一個社會科學家。他去觀察過去跟現在的一些事情,瞭解為什麼會發生,也藉由我們收集到的一些資料,分析探討未來會發生什麼樣的事情跟趨勢,把這些成果提供給政府單位作為政策擬定的一些依據。
海底出發。航向未來 海底地形&震測槍 & ROV 海底地形:海底的樣貌其實和陸地上的樣貌很像,也是有高低起伏。海底地形主要包含大陸邊緣、洋底盆地以及洋脊。 長支距震測系統:一種利用聲波來進行探測的儀器。人工震波所引發的聲波,穿透海水,抵達地層後,會反射回來,分析反射波的波形,就可以得知地層內部的結構。 ROV:海洋中心ROV系統,是一套可以下到三千公尺深的水下無人載具,駕駛員只需在研究船的控制室裡內,就可以在海底航行、海底攝影或者是採樣。
海底出發。航向未來 海氣象浮標&雷達測流 海氣象浮標:是量測一些氣象參數像是風速、風向、溫度、濕度、光照之類的環境參數,水下部分有一些各個不同的水層裡面放置溫度計,可以收集這些水溫的資料做表水溫偵測。 高頻雷達測流系統:過去海洋觀測是靠研究船佈放觀測儀器,只能取得單點的海流資料,而且如果海上天候不佳,如冬季東北季風盛行時或是颱風來臨時,就無法進行相關的測量作業,但是,高頻雷達測流系統能不受天候限制,能24小時不間斷地監測大範圍的海流資料。
海底出發。航向未來 海洋沉積物收集器 海洋沉積物:是沉積在海底的物質總稱,它可能是各種微小海洋生物的殼體,也可能是來自陸地的岩石碎屑、或火山噴發物等等。 海洋沉積物收集器:收集器長得像一個大漏斗,從頂端的大開口將收集到的沉積物樣本導至下方的收集杯中。漏斗最上方有一個蜂巢板,除了可降低水的擾流,也可用來防止魚群在此定居。
風雨生信心 系集預報、無人飛機、蝴蝶效應、都卜勒效應 系級預報:一次多個不同預報,多個而且不同的預報,讓整個預報的參考價值提升。氣象雷達其實是利用都卜勒效應去看這個雨滴接近或者是雨滴離開的速度,也就是所謂的徑向速度,都卜勒效應的呈現基本上類似像比方說有救護車或者是消防車疾駛而過的時候你會聽到聲音逐漸變得急促然後之後會慢慢變得緩和,那這是所謂的都卜勒效應,雷達就是靠這個物理的反應去估算雨滴遠離或者是靠近的速度。
風雨生信心 雙偏極化雷達觀測 傳統的雷達去估算雨量的方法是利用背向散射的原理,利用這種原裡去估算降雨量很容易受到地形遮蔽效應的影響。而雙偏極化的雷達,可以利用雙嬰差這種新增加的觀測量來估算降雨量,而且這種觀測並不會受到地形遮蔽效應的影響,所以可以把這個雷達蓋得比較靠近山區一點,能夠提早了解山區這邊降雨的變化。
風雨生信心 洪水數值模式、試驗流域計畫 颱風的威力驚人,常常對台灣的民生造成嚴重的傷害。如何提升氣象預報的準確度,降低颱風的殺傷力,一直是氣象研究人員的目標。國研院颱洪中心引進國外技術,使用無人機飛進颱風,蒐集相關數據,再利用各種數值模式,以及統整式的系級預報,加以分析,希望能提高對颱風的掌控度。而另一項危害台灣的災難–洪水,中心則透過氣象雷達以及水文模擬,一方面提高預測降雨量的準確度,另一方面建立洪水相關的數值模式,在洪水來臨前提早預警,減少損害。