機械產學的諾貝爾獎 –上銀科技機械碩士論文獎

2007/04/11
From:自由時報/產學專輯/A16版


機械產學的諾貝爾獎 上銀科技機械碩士論文獎【取材自: 04/11/2007自由時報/產學專輯/A16版】

 

台灣機械碩士論文最高獎項的『上銀科技機械碩士論文獎』

﹝HIWIN THESIS AWARD﹞第三屆得主已於3月31日揭曉,清華大學動力機械研究所蔡宗翰以「應用影像重建技術、數值模擬及流場觀測探討內頸動脈瘤之血液動力特性」,奪得金質獎、獎金80萬元,交通大學機械工程研究所的施畊宇以「以UP/Downmix和CCS實現3D立體環繞音效於雙聲道喇叭」獲銀質獎、獎金60萬元,成功大學微機電系統工程所葉政諺則以「極化敏感光學同調斷層掃描術量測雙折射材料光學參數之設計與研究」獲得銅質獎與獎金40萬元。

上銀科技機械碩士論文獎評審會召集人陳文華博士表示:上銀科技舉辦「機械碩士論文獎」,今年已為第三屆。三年來,對國內機械碩士人才之培育,已產生很好之引導作用。例如對工具機研究之重視,促使各大學對該項技術得以持續關注,而不會僅一味追求新穎題目。對於技職大學特別獎之鼓勵,不但是肯定我國技職體系長期以來對國內產業發展之貢獻,更是期許他們未來能夠進一步致力於國內產業技術之提昇。

今年各校共推薦參選論文73篇,篇數雖未較往年增加,但參與學校卻增加了五所,達25所,幾已涵蓋大部分學校,影響與日俱增。今年獲獎之16篇論文,素質均很高,有些甚至已有博士論文之雛型。

不論傳統之機械領域或最新之科技,包含生醫科技、聲學、工具機、光學量測、機構設計及奈米科技等等,均有可觀成績。今年三月在天下雜誌所公佈的企業公民調查中、獲得中堅企業第四名殊榮的上銀科技成立於1989年,本著『專業水準、工作熱誠、 職業道德』的經營理念,專業生產高科技、高精密、高附加值的產品如滾珠螺桿,線性滑軌、ROBOT等精密傳動元件,目前為世界線性傳動產品最完整的領導品牌。分別在德國,美國,日本,瑞士,捷克等國家設置分公司,並以台灣為研發總部,於日本東京,德國歐芬堡與俄羅斯莫斯科成立研發中心.其研發生產之產品多次獲得國家精品獎金銀質獎、國家發明獎等多項殊榮。

上銀科技董事長卓永財先生認為人才是產業發展之基,研發是產業創新之石、兩者都是台灣機械工業賴以在國際競爭的核心優勢。為了拔擢優秀機械人才,為機械產業注入新的生命,特別規劃了上銀科技機械碩士論文獎競賽、每年投注千萬元經費於機械碩士論文獎的舉辦,吸引優秀學子投身機械工業、也希望藉由學生極具創意的研究內容,未來能有機會落實研發與生產的可能性,進而提升台灣機械工業技術的提昇與創新成就!

第一、二屆入圍得獎的30篇論文中,已有十二篇分別獲得企業運用或參與國際學術與相關競賽交流活動。

去年十一月日本國際工具機展(JIMTOF),上銀科技也依原計劃地邀請21位得獎學生與指導教授、2位決審委員組成參訪團,參訪團先從名古屋進入,訪問日本歷史悠久的第二大工具機廠OKUMA,這也是HIWIN上銀的客戶,接著前往東京參觀世界第二大的工具機展,全程並由上銀科技蔡執行副總隨團協助,卓永財再引述第一屆頒獎典禮時所說的『我們深信若得獎人與得獎教授,能親自去參觀世界最頂級的大展,對其視野與今後的發展及教學會有深遠的影響。』

上銀科技董事長卓永財:『上銀科技機械碩士論文獎』第四屆名額將再增加,獎金將再提高。

上銀科技卓永財董事長指出:這三年來,藉由『上銀科技機械碩士論文獎』的舉辦及各項報章媒體的報導,增加了產業界與社會對『機械』這門學問的認識,也提升了機械相關科系學生與老師們的信心,以及受歡迎度。

機械產業也正式被政府列為第三兆元的產業,為台灣經濟帶來了一個新的希望,也深信將為機械領域的學子與老師們帶來更好的機會。 『上銀科技機械碩士論文獎』第一次有私立大學-元智大學得獎,也是第一次有科技大學特別獎得獎人,可以看到『上銀科技機械碩士論文獎』已在各大學院校擴散中,而入選的論文一屆比一屆精彩。

歷經了三屆的選拔,卓永財深深地體會到『良師興國』、『良師出高徒』的道理,除了學生的努力,其實最辛苦的是諄諄教誨的指導教授,隨著HIWIN集團營運已有相當的進展,今後將會逐漸擴大獎項,卓永財特別宣佈,從第四屆開始,佳作獎名額將增加為六名,優等獎的獎金則由24萬增加為新台幣30萬元。

同時,為了回應產業界的熱切期望,以及機械產業己然成為我國的重點產業,對於人才、新科技的需求更為殷切,卓永財特別自第四屆開始,將『科技大學特別獎』名額訂為五名、『工具機類特別獎』名額訂為三名﹝必要時可增至五名﹞,均全額予以選拔,以鼓勵所有科技大學參與,讓更多學子進修我國今日機械工業主力領域,也就是工具機與關鍵性零組件相關領域。

第四屆『上銀科技機械碩士論文獎』即將展開報名,上銀科技將會搭配『台灣製造工程與自動化科技協會』(TSMEA)即將舉辦的『自動化工程師認證考試』一起舉辦全國分區說明會,相信今年會有更多大學院校參與。

◎ 金質獎:應用影像重建技術、數值模擬及流場觀測探討內頸動脈瘤之血液動力特性​

血液動力因子普遍被認為與顱內動脈瘤之形成與破裂有關,然而部分重要的血液動力特性卻難以經由活體量測獲得,且一般體外實驗又因模型過度簡化,導致所得結果無法真實重現動脈瘤內血流情形。

因此本文旨在以影像重建技術、數值模擬及視流觀測探討顱內內頸動脈(ICA)瘤之血液動力特性,並說明其與動脈瘤發展和破裂機制之關聯性。研究中利用一序列之MRA 斷層影像結合三維重建技術建構出實體動脈瘤結構,並以非結構化網格之有限體積離散方法模擬計算於實驗波形下之瘤內脈動流場,且搭配與重建相近似之體外90°動脈瘤模型視流觀測實驗輔助驗證相關的流場特性,而後為求更逼近真實人體血流情形,進一步以人體ICA 波形進行運算。數值方法旨在求解依時性不可壓縮Navier-Stokes 方程組,其中時間精度為二階Crank-Nicolson 法,空間精度於對流項與擴散項分別採用二階上風法與中央差分法,並搭配SIMPLEC 演算法解決壓力與速度耦合問題。

計算上, 實驗波形與ICA 波形脈動流場參數中沃門斯里數(Womersley Number)分別為3.9 與4.0,雷諾數變化範圍為300~850 與201.8~383.5。計算結果乃透過探討血液動力參數諸如瘤內速度向量場、渦漩結構、流入瘤體流量、瘤壁剪應力與壓力分佈等來呈現瘤內血流動力特性。

結果顯示於兩種脈動波形 下動脈瘤瘤頂處均存在著局部之剪應力與壓力突升現象,且搭配臨床研究結果更推斷出瘤頂位置之劇烈壓力變化為造成動脈瘤破裂的重要因素。

◎ 銀質獎:以Up/Downmix 和CCS 實現3D 立體環繞音效於雙聲道喇叭

本論文的研究著重於實現雙聲道喇叭的三度空間立體音效。

頭部轉移函數(HRTF)和串音消除系統(CCS)是實現立體環場音效的核心技術,經由頻域和時域兩種解摺積Deconvolution)方法可以計算出來串音消除系統所需的逆濾波器,其中正規化(Regularization)的處理以及逆濾波器實現架構的設計也都是重要的考量。

另外,本文提出了兩個修正的串音消除系統設計方法來改善立體音效的重現。另一方面,upmix 和downmix 技術在許多的多媒體產品中扮演著相當重要的角色,當提供的音訊內容或播放系統的聲道受到限制時,藉由upmix和downmix 的技術可以產生出多聲道的音場重現,各種不同的upmix和downmix 方法將在本文中介紹。以上所提出的技術將在本文中進行主觀以及客觀的實驗評估,最後經由實驗結果可提供最佳化的三度空間立體音效設計方法。

◎ 銅質獎:極化敏感光學同調斷層掃描術量測雙折射材料光學參數之設計與研究

光學同調斷層掃描術(Optical Coherence Tomography)是一種新興的光學造影技術,其可對樣品提供非侵入式之微米(micrometer)級橫截面影像。

在先前的研究中,已經發表了使用光學同調斷層掃描的技術進行厚度與折射係數的量測,且對於均質材料有良好的實驗結果。但實際上許多光學的材料都具有雙折射的特性,而使用上述傳統的光學同調斷層掃描術並沒有能力感測出因材料的雙折射所造成的光之偏振狀態改變的資訊。極化敏感光學同調斷層掃描(Polarization-Sensitivity Optical Coherence Tomography)是一種以極化干涉術為基礎的雙折射材料量測技術,此技術是以一個已知偏振態的光去探測樣品進而量測光穿透樣品後之光的偏振態變化所造成的干涉信號改變。

因此,我們可以藉由從樣品的反射面反射回來的兩個正交的線性極化光之偏振態的關係來求取雙折射值。本實驗將針對一般的光學同調斷層掃描術的架構加以改良並使用熱光源以提高解析度。

此架構也結合極化干涉術,使新的架構除了能夠量測單層樣品的厚度及平均折射率外,同時也可以量測樣品的雙折射及主軸角度。更進一步的由上述求得的參數彼此之間的關係計算得到尋常光折射率與非尋常光折射率,使得採用新型極化敏感式低同調干涉術在量測線性雙折射樣品上有更完整的功能。根據作者所知,這是第一台新型極化敏感式低同調干涉儀在量測線性雙折射樣品中,具有全部光學參數量測的最完整功能。

因此,此新型極化敏感式低同調干涉儀可應用在相關光電產業,精密量測光學材料之多項光學參數。

參賽論文的研究內容將編輯成光碟供各界索取參閱,預計於5月中旬完成。有興趣了解參選者傑出創作,即日起可向上銀科技公司預約。請將收件人的姓名、服務/就學單位,郵寄地址,連絡電話以傳真(02-2781-5108)或email (award@mail.hiwin.com.tw) 填表登記。