教育部資訊及科技教育司 - 智慧聯網技術與應用人才培育計畫

智慧物聯基礎技術聯盟

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計畫背景



  在三個應用聯盟之中—包括智慧空間電子應用聯盟、智慧運輸電子應用聯盟、智慧製電子應用聯盟—有許多共同的關鍵技術,其涵蓋的範圍包括電子、電機、資通訊等領域。另外,許多解決方案將沒有明確的規格制定,而必須從了解場域及使用者開始發展解決方法,因應在智慧聯網時代以電子、電機、資通訊技術解決跨領域問題的特性,課程的規畫也必須隨之改變。

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圖/智慧聯網之關鍵技術階層

  從智慧聯網的技術階層來看,如上圖所示,從第一層的物件、第二層的通訊與網路、第三層的運算與儲存、第四層的分析與統計、到第五層的應用與服務,其牽涉的關鍵技術相當多元,為了培育此領域之未來人才,我們可以把這一些關鍵技術分為三大類:Sensing and Fusion、Connection Technology、Cloud Intelligent,再加上技術以外的應用基礎技術。

 ● 感測器以及多感測器融合技術Sensing and Fusion

  感測器是在智慧聯網中的輸入層,也是電子空間(Cyber space)了解實體空間(Physical space)的重要橋樑,感測器的設計概念、多種感測器的融合、低功率設計、獵能技術等都是這裡的重要課題,在發展相關應用系統前必須要有所了解。

 ● 智慧聯網技術Connection Technology

  智慧聯網技術包括連結感測器的嵌入式運算平台,以及不同智慧物體間的通訊系統,我們將會探討異質網路系統、核心網路暨無線通訊連結與整合技術、物聯網之安全技術、異質物聯網軟硬體整合模擬平台、物聯網作業系統及中介軟體、異質性運算平台等主題。

 ● 雲端智慧Cloud Intelligent

  智慧聯網和大數據及雲端運算密不可分,由眾多感測器即時收取的大量資料,將使用雲端系統做巨量資料分析,以找出隱藏在眾多資料下的重要訊息以及高階的場景資訊,從而能做出相對應的處理。巨量資料分析、雲端資料庫、機器學習等題目在這裡的重要性很高,這一些資訊領域的課程,也是未來智慧聯網智慧電子系統開發者所必備的知識。

 ● 應用基礎技術

  在智慧聯網的時代,資通訊的技術將會跨出原本的產業來解決其他領域所遭遇到的問題,且許多解決方案將沒有明確的規格制定,必須從了解場域及使用者開始發展解決方法,而學生們普遍並沒有技術領域之外的訓練。設計思考(Design Thinking)是由美國Stanford大學結合IDEO設計公司所提出的概念,藉由幾個基本的步驟,學生將可以掌握以人為本,以場域為師的解決問題之方法,這類型的課程也將成為實際跨領域應用之基礎技術。此外,專利的基礎概念也一直是任何資通訊產品發展時的重要基石,我們也將之歸類於應用基礎技術。


計畫目標



  由智慧物聯基礎技術聯盟召集人邀集電資領域教授及業界代表,建置智慧聯網技術相關的基礎技術課程,為三個應用聯盟之共同基礎。在上述三個應用聯盟之中—包括智慧空間電子應用聯盟、智慧運輸電子應用聯盟、智慧製電子應用聯盟—有許多共同的關鍵技術,其涵蓋的範圍包括電子、電機、資通訊等領域。另外,許多解決方案將沒有明確的規格制定,而必須從了解場域及使用者開始發展解決方法,因應在智慧聯網時代以電子、電機、資通訊技術解決跨領域問題的特性,課程的規畫也必須隨之改變,本聯盟的工作,就是這一些關鍵ICT技術模組的建置與推廣。延續與基於過去智慧電子計畫之成果,我們擬訂的工作項目及推動策略如圖2所示,主要工作項目分為課程模組建置以及課程模組推廣。延續與基於過去智慧電子計畫之成果,我們在第一期及第二期計畫的工作項目及推動策略如圖2所示,主要工作項目分為課程模組建置以及課程模組推廣,第三期計畫將致力於推廣課程模組。

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圖2、智慧物聯基礎技術聯盟之工作項目及推動策略

 ● 課程模組建置

  過去在晶片系統國家計畫、智慧電子國家計畫的教育改進計畫的推動下,發展出相當豐富的課程、實驗模組,需持續推廣,長期經營,適當整理與改進。並以Open source、Open hardware、Open design、Open courseware的觀念來建立長期間課程維護與經營。以目標為導向之訓練課程與實驗:發展以明確目標,利用多個實驗貫穿訓練,讓學生掌握軟硬體平臺的知識與技巧,如前所述,我們將課程模組的建置,分為技術課程,包括Sensing and fusion、Connection technology、Cloud intelligence等三大類課程,以及應用基礎課程,包括設計思考等課程模組,針對已有較完整之課程安排於第一期計畫先行建置完畢,部分課程於第二期計畫建置,所有課程皆在第二期計畫結束前完成教材建置及推廣的任務。

 ● 課程模組推廣

  在第一期及第二期計畫課程模組的推廣活動之中,和以往比較不同的是,除了學界的課程推廣之外,我們也鼓勵將所開發的課程模組推廣至業界,我們稱之為「產業授課教材提升計畫」。利用我們開發完成的課程模組至產業進行授課,可作為業界的內部訓練課程,此舉除了可將計畫成果推廣至業界,也可以得到產業界對於課程的回饋。針對學界的部分,我們也計畫舉辦「課程教學研討會」,將數個課程模組濃縮成為二天左右的短期課程暨種子教師培訓,並邀請課程計畫教授深入講授及實際操作,達到師資培育及推廣課程;我們也提出「跨校授課計畫」,由開發課程模組的老師,在北中南區尋找代表性的學校,開設一整個學期的課程,由計劃教授聯合授課,直接給學生第一手的教學內容,並搭配物聯網系列課程線上教材。我們也將推動「智慧聯網系統黑客松」的活動,規劃兩天一夜的活動,以創新、目標明確之智慧聯網應用為主題,邀請學生利用智慧聯網各種技術做出最有創意的應用,並調校其效能,透過創意主題和競技方式激發學生動手做的熱情,來吸引更多人才投入電子系統研究領域。
  第三期計畫配合教育部第三期公開徵件計畫,聯盟中心僅保留「智慧聯網系統黑客松」的活動,希望持續辦理並支援學生有創作的舞台。另外,將致力於推廣聯盟課程模組,並替申請計畫之教授安排「種子教師培訓」,藉此幫助申請計畫之教授能更深入了解課程及教材使用。另外,聯盟預計會將第一期及第二期所開發出來的線上教材,依照各聯盟活動內容組織相關套裝課程,並融入活動中使用,來加強與三個應用聯盟之連結。


計畫架構



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智慧聯網基礎技術聯盟的組織架構如上圖所示,第三期聯盟計畫配合教育部第三期公開徵件計畫,致力於推廣課程模組,本聯盟從第一期及第二期所開發之課程計畫中挑選出十門課程模組進行推廣,分別是「A-1工業物聯網之硬體模組防護設計及自動化」、「A-2 IC供應鏈之硬體防護設計」、「A-3物聯網通訊及網路安全技術」、「A-4物聯網系統安全技術」、「A-5智慧連網高效能無線通訊核心技術」、「A-6物聯網感測器軟硬體平臺與應用」、「A-7人工智慧視覺運算系統設計」、「A-8RISC-V指令集架構實作與硬體架構設計」、「A-9適用於RISC-V指令集架構及記憶體階層的系統級模擬」、「A-10RISC-V系統模擬器驗證分析」。這十門課程模組共有4門MOOCs和6門OCW線上教材,以便後續之推廣或是與其他相關之實體課程相結合使用。另外一方面,將每門課程模組濃縮成一天的短期課程暨種子教師培訓,藉此推廣課程並讓申請教授更深入了解課程及教材使用,以培養種子教師,並擴散課程模組開發成果。最後的系統黑客松則將以推廣實作、激發學習興趣為其目標。


聯盟成員


智慧物聯基礎技術聯盟辦公室
JobNameAffiliation/TitleTELE-Mail
計畫主持人簡韶逸國立臺灣大學電子所教授 (02) 33663668sychien@ntu.edu.tw
執行秘書施吉昇國立臺灣大學資工系教授 (02) 33664927cshih@csie.ntu.edu.tw
專任助理李子凡國立臺灣大學電子所助理 (02) 33661802workfanfan@gmail.com

磨課師課程發展計畫
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物聯網系統簡介黃朝曦國立宜蘭大學資工系教授 (03) 9357400#7311chhuang@niu.edu.tw
物聯網系統平台與應用阮聖彰國立臺灣科技大學電子系教授 (02) 27376411sjruan@mail.ntust.edu.tw
物聯網系統設計與應用楊中平國立成功大學資工系教授 (06) 2757575#62533dryncku@gmail.com
物聯網基礎程式設計:
應用Ameba板
溫宏斌國立交通大學電機系教授 (03) 5131273opwen@g2.nctu.edu.tw
開源式雛型系統與應用謝東佑國立中山大學電機系教授 (07) 5252000#4114tyhsieh@mail.ee.nsysu.edu.tw
穿戴式生醫平台開發與應用李仁貴國立臺北科技大學電子系教授 (02) 27712171#2254evans@ntut.edu.tw
新世代物聯網
-網路篇(connectivity)
-平台篇(platform)
周俊廷國立臺灣大學電機系教授 (02) 33663537chuntingchou@ntu.edu.tw
機器學習鮑興國國立臺灣科技大學資工系教授 (02) 27301065pao@mail.ntust.edu.tw
巨量資料入門與實務李育杰國立交通大學應用數學系教授 (03) 5712121#56420yuhjye@math.nctu.edu.tw

聯盟分項課程計畫
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設計思考詹魁元國立臺灣大學機械系教授 (02) 33661772chanky@ntu.edu.tw
多重感測/致動元件設計林致廷國立臺灣大學電子所教授 (02) 33669603timlin@ntu.edu.tw
低功率設計與獵能技術陳科宏國立交通大學電機系教授 (03) 5712121#54390khchen@cn.nctu.edu.tw
計算機結構/異質性運算平台洪士灝國立臺灣大學資工系教授 (02) 33664888#320hungsh@csie.ntu.edu.tw
多重網路物聯網系統設計高立人國立臺北科技大學電子系教授 (02) 27712171#2242ljkau@ntut.edu.tw
智慧連網高效能無線通訊核心技術蔡佩芸國立中央大學電機系教授 (03) 4227151#34522pytsai@ee.ncu.edu.tw
物聯網感應器軟硬體平台陳懷恩國立宜蘭大學資工系教授 (03) 9317309wechen@niu.edu.tw
人工智慧視覺運算系統設計陳冠宏逢甲大學電子系教授 (04) 24517250kuanhung@fcu.edu.tw
工業物聯網之硬體模組防護設計及自動化黃世旭中原大學電子系教授 (03) 2654611shhuang@cycu.edu.tw
電子產品製造供應鏈之硬體防護設計及自動化吳凱強國立交通大學資工系教授571-2121 #54734kcw@cs.nctu.edu.tw
物聯網通訊及網路安全技術蕭旭君國立臺灣大學資工系教授33664888#511hchsiao@csie.ntu.edu.tw
物聯網系統安全技術林忠緯國立臺灣大學資工系教授3366-4888#518cwlin@csie.ntu.edu.tw