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邁向頂尖大學
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第二期頂尖中心

低碳能源研究中心奈微米科技互動研究中心神經網路體研究中心

前瞻物質基礎與應用科學研究中心 先進製造與服務管理研究中心

‧低碳能源研究中心 

京都議定書生效後,氣候變遷的成因與威脅加速地贏得全球各界的重視,「節能減碳」或「減緩與調適」的濟世倡議、意識文藝、規範管制、政策措施等,逐漸風行全球,對國家經濟發展、產業競爭力、及個人生活型態的影響逐漸呈現,舉凡影響所及的範圍與程度,均攸關政府的施政決策,而未來的產業轉型與社會結構變遷非但可以預期,其願景與可能情境更是現世代國民所不可忽視的重要課題。

為因應溫室效應及全球能源短缺的危機,發展無碳或低碳能源並推動綠色能源科技研發與產業已成為目前國際上最受重視的主要議題之一。我國缺少自產能源,人口密度又高,發展低碳能源對於能源安全與環境永續非常重要。增加低碳能源之比例目前已列為國家的既定政策。行政院於2008年8月再通過「能源安全策略報告」,明確說明將自產再生能源與準自產核能由2007年之9%提高至2025年之18%;並擬定二氧化碳減量目標為2025年回到2000年排放量。國立清華大學一向是國內能源研究與教育的翹楚,而在是綠色低碳能源領域,根據最近的調查,本校約有100位教授積極從事低碳能源相關的教研活動。本計畫擬成立之「低碳能源研究中心」將立基於此一豐沛的研究能量之上,研發前瞻能源科技與政策,包括綠色能源科技、核能科技、智慧型微電網及低碳能源科技政策與產業發展等四個主軸(如下圖1)。其中綠色能源技術之燃料電池部分,並依教育部之指示,將積極與元智大學燃料電池研究中心進行合作。本中心的目標是研發低碳能源科技與策略,以提昇能源安全、減少溫室氣體排放、並促進綠能與核能級產業之發展,對國家之永續發展做出具體貢獻,並努力促使本中心成為國際頂尖之低碳能源研究重鎮,成為本校邁向國際頂尖大學之重要基石。

 

 

更多內容請見:http://lcerc.nthu.edu.tw/main.php

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‧奈微米科技互動研究中心

清華大學擁有國內雄厚的理工資電研究基礎,也是第一個成立專研生命科學之學院,為國內各種重要科技研究與產業機構環扶的研發重鎮。過去十餘年,本校致力於奈微米科技的研發工作,已建立了在世界上名列前茅的堅實研究成果,並深切體認到奈微米科技的卓越成果,有別於傳統學科的研發方式,須仰賴於交叉學科領域的密切整合及全方位應用領域的開發。有鑑於此,本中心(Interactive Nano-X Research Center, INX)成立的重點即在於提供能培育跨領域、互動合作的研發環境,產生能有重大學術突破之成果,並能藉以開發前所未有之新技術及新產品,以期能對社會福祉及產業經濟能有貢獻。本中心之規畫,係配合既有之研究優勢及未來開發奈微米科技產業之趨勢,涵蓋有奈米材料、奈微米機電、奈米光電與電子元件及奈米生物醫學四個主要領域。本中心各領域間未來將更加強現有的密切互動與合作,中心整合的規畫概念請參見下圖R2-1,我們將從奈米材料與檢測的基礎上出發,開發奈米材料合成之關鍵技術,掌握前瞻之合成製備能力與新穎之臨場檢測技術,並引伸至奈米光電與電子元件、奈微機電系統及奈米生醫系統的相關應用,強調各個領域彼此之間的互動和合作,並整合開發新穎的下世代奈微米元件和系統,以加速我國奈微米產業之生根拓展。本中心規畫的四大研究領域,清華大學目前皆居國內領導地位,且在世界上名列前茅,加上本校位處我國科研樞紐-新竹,鄰近國家同步輻射中心、國家奈米元件實驗室、國家衛生研究院、工研院、新竹科學園區等研究機構,本中心將能聯結國內與奈微米科技有關之研究資源,以擴大台灣在奈微米科技之研究能量,帶動相關研究與高科技產業的發展,並發展成為亞太地區奈微米科技及產業之重鎮。

 

更多內容請見:http://inrc.web.nthu.edu.tw/bin/home.php

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‧神經網路體研究中心

神經網路體研究中心(Connectomics Research Center, CRC)為整合清華大學與交通大學共約25個實驗室的跨領域研究團隊,結合兩校在生物學(biology)、遺傳學(genetics)、神經科學 (neuroscience)、生物化學(biochemistry)、行為科學(behavior science)、計算生物學(computational biology)、生物導向工程(bio-inspired engineering)、資訊科學(computer science)、影像處理(image processing)、理論物理(theoretical physics)、及人工智慧(artificial intelligence)專長及特色,以果蠅為單一研究模式生物,探討腦神經網路與其基因表現處理資訊與操控動物行為的基本原則。

神經網路體(connectome)是神經科學領域之新觀念,代表分析大腦內所有神經元網路之連結與交互作用,進而能理解神經網路對各種複雜行為或生理疾病之影響。然而,在基因體 (genomics)、蛋白體(proteomics)和代謝體(metabolomics)的時代,神經科學領域至今仍缺乏全面且詳細的腦神經網路體圖譜。近年來由於操控基因表現的遺傳工具及監測神經細胞活動技術在時間與空間準確度的進步,神經科學家已逐步解開神經網路操控動物的複雜行為的奧秘。 目前急迫需求一個完整的生物全腦神經網路圖譜,以便整合神經科學家所有已知及未來發現的分子與網路,方能全盤理解操控神經活動及基因表現的機制。果蠅的腦由約100,000個神經細胞構成,其使用的神經傳導物質包括acetylcholineGABA、glutamate、dopamine、serotonin、histamine、octopamine和tyramine等。儘管在解剖學的層面人腦與昆蟲腦的細胞數目及構造差異甚大,但兩者皆以神經網路為基本構成單元,並且皆具備同一群掌管感覺及複雜行為等常見功能的基因產物。目前已知掌管生物視覺及嗅覺系統發育的機制都具備相似的分子及神經網路結構,簡單的果蠅腦神經網路仍可表現出諸多如人類細緻又複雜的行為。由於果蠅具備各式操控基因的工具及完整的基因體和蛋白體資訊,相關研究已證實果蠅的研究有助於理解人腦發育、運作、老化與疾病的基本機制,因此成為研究腦部功能的理想模式生物。

本中心研究方向包括:建構國際第一個果蠅全腦神經網路圖譜,作為操控特定神經元活動及基因表現的導航(核心計劃一);建構長期記憶神經元細胞內之基因互動網(衛星計劃一);研究腦神經資訊的擷取、傳遞、運算、儲存、及維護機制(衛星計劃二);發展生物導向工程技術,進行高通量神經遺傳與行為的功能性分析(衛星計劃三);發展基因轉殖技術,追蹤、觀測及遙控腦神經的連結與活動(衛星計劃四);研究腦的老化、病變與治療(衛星計劃五);建立與維護FlyCircuit資料庫,成為第一個以雲端運算(cloud computing)方式提供3D神經影像與分子儲存、搜尋及分析的資料庫中心(衛星計劃六);轉譯研究與技術移轉,將科學發現及創新技術轉譯為智慧財產並技術移轉至產業界(衛星計劃七)。

更多內容請見:http://brc.life.nthu.edu.tw/
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‧前瞻物質基礎與應用科學研究中心 

物質是建構一切應用科學與工程的基本建材,而基礎科學對於物質之基本物性與化性的突破性瞭解,都能帶動相關應用領域的躍進,其後續的經濟效益極為龐大,故世界上的頂尖大學都設有堅強的物質科學基礎研究團隊。本計畫以清華大學及交通大學之前瞻物質基礎與應用科學豐沛的研究能量及傑出的成果作為根基,經由前一期的頂尖大學計畫各自之蓬勃發展後,深切體認到要更進一步提升,需藉兩校相連地利之便及研究專長之互補,設立一跨校、跨領域之「前瞻物質基礎與應用科學中心」,整合兩校各方面之人才,全力發展原子、分子、及材料層級之物質尖端研究,使本中心成為世界級的物質科學研究重鎮,並為我國培育具跨領域思維與國際觀之優異人才。

本中心涵蓋以下三大研究主軸:

主軸A.功能性有機材料(functional organic materials,包含以下三個核心領域:

A1 尖端機能性有機與生化分子之合成、功能設計與生醫探測研究

A2 有機光電分子與高分子材料及其相關元件

A3 石墨烯(graphene)與多聯苯之化學、物理與應用-合成與奈米結構

主軸B.量子系統之基礎研究(fundamental studies of quantum systems,包含以下三個核心領域:

B1石墨烯與多聯苯之化學、物理與應用-物理特性與奈米電子及光電元件應用

B2超冷原子尖端研究

B3前瞻介觀物理及量子操控

主軸C.前瞻光源之發展與應用(advanced light sources and their applications,著重以下領域:

C1 前瞻光源與物質作用之基礎與應用研究

本中心各研究主軸間的整合與互動:主軸A之研究重點除發展機能性有機與生化分子及光電之基礎科學,亦具有應用導向。主軸B將挑戰物理當前之前瞻課題與創新現象,並針對材料在奈米尺度之介觀量子現象進行深入研究。主軸A所發展之有機共軛分子及有機金屬之材料與相關化學基礎可提供主軸B作為研究模型系統,而主軸B所發展的量子物理與特殊量子現象可為主軸A在光電機能性分子設計與相關元件機理之瞭解提供重要指引,特別是理論團隊可提供實驗結果之解釋方向,並可共同開創新穎的應用。主軸C將運用同步輻射光源、中子源及超快雷射等發展最尖端之偵測技術,可提供主軸A與B分析所探討之原子、分子和材料之靜態與動態結構、能量及電子轉移。而主軸A與B可將其關鍵結構分析之需求回饋給主軸C,進一步設計、發展新穎分析技術和方法。

本中心的整合將使我國在物質之基礎及應用科學的學術研究水準大幅躍升。在有效的跨領域整合架構下,預計在本期計畫結束時,本中心三大研究主軸下的核心領域的學術成就將能達國際一流水準,使本中心成為世界級的物質科學研究重鎮,並為我國培育具跨領域思維與國際觀之優異人才。另外,本中心亦將進一步配合我國在光電產業之優勢與基礎,建立相關有機分子與高分子材料和多用途奈米元件生醫感測平台之製程及產品開發所需的核心技術,促進相關產業達到高值化與材料自主開發之效益。

 

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‧先進製造與服務管理研究中心

盱衡世界逐步邁向服務經濟,原有的農業與工業將逐漸從服 務的面向來創造價值。台灣具有卓越的產品研發與製造基礎,同時在服務業占GDP比重不斷的增加的經濟發展趨勢下,如何透過先進的製造與服務管理促進台灣的 永續發展和成就美好的社會,成為學術研究與產業發展的核心議題。本校率國內各校之先,分別於1980年和1985年成立國內第一個工業工程碩士班與博士 班,不論學術成果或產學績效,皆居國內領導地位,並培育優秀製造管理人才。在2000年,成立了國內第一個科技管理學院,並在2008年,成立了國內第一 個服務科學研究所,與世界各國並駕齊驅推動服務科學,期許能透過服務導向的研發、製造、管理,發展服務經濟。本研究中心匯集了校內外相關領域傑出的學者, 分別在先進製造與服務相關等五個次領域:策略、製造與品質管理、服務管理、創新與設計、綠價值鏈,發掘重要研究議題,進行具有學術與產業有影響力的研究。 各次領域相互的關聯:製造與品質管理和服務管理分別面向實體產品和服務的製造、品管、遞送、和客戶服務等企業活動;策略則指導製造與服務的市場競爭與科技 研發;而新的產品與服務有賴創新與設計的持續提供價值給客戶;整個價值網絡的形成與強化,在永續與環保的基本訴求下,為綠價值鏈研究的首要任務。本研究中 心具有整合各次領域的研究成果,作為國內外學術合作與產學應用的重鎮。

為使本研究中心之多元研究能量能具體發揮實務效益,於未 來五年中,本先進製造與服務管理研究中心在「研究議題」與「應用產業」皆有具體的聚焦目標。在應用產業部分,本研究中心未來將我國政府重點發展的綠能產業 (光電雙雄:太陽能光電產業及LED產業)為第一階段之研究主軸。在研究議題部分,將以「先進製造與服務管理」之整體性策略,針對產業價值鏈所涵蓋之策略 發展、設計、製造與品質管理、供應鏈管理、服務管理等面向進行重點研究,研究主軸設定為「整合策略、設計與製造之生態設計鏈(eco-design chain)」與「整合供應端與需求端之綠色供應鏈(green-supply chain)」。

 

 

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