考生專區

壹、緣起

為提供社會大眾瞭解我國海下科技(Undersea Technology)產業的現況與未來 展望,中山大學海下科技研究所(以下簡稱本所)自 2015 年起便著手修撰此份

「海下科技就業展望」,藉由分析當前海洋科技產業發展現況、介紹本所在海下 科技領域的研究範疇,提供研究生就讀本所未來職涯發展方向之參考。

貳、全球海洋科技發展趨勢

15  世紀大航海時代開啟了遠洋探索,海洋知識的累積多來自於航海經驗,

諸如海風、海流、潮汐與波浪等物理現象。至 19 世紀時,海洋科學的範疇擴大 至海洋生態觀測與記錄,現今海洋科學則已明確劃分為海洋物理、海洋化學、海 洋生物、海洋地質與大氣等學門。但受限於大洋、大氣尺度的深遂與廣大,海洋 科學的發展是在人類掌握較為先進的海洋觀測技術後,始對海洋特性有突破性的 瞭解。

彙整全球頂尖海洋研究機構的年報資料,可發現當今海洋科學發展的主軸多 著重以下四大議題:(1)全球環境變遷、(2)海洋蘊藏資源、(3)地球內部動力特性、 (4)海洋與極限環境生態。為了取得突破性的海洋科學研究進展,除了仰賴基礎理 論研究之外,重要關鍵是開發先進的海洋探測工具與技術,以蒐集得之不易的寶 貴觀測數據。先進海洋探測工具與技術開發的實現,即為海洋科技能力的展現, 是現今海洋科技的潮流,亦是本所發展的核心目標。

參、我國海洋科技產業發展現況

台灣西南海域富藏大片天然氣水合物(俗稱甲烷冰、可燃冰),台灣東北海 域則蘊藏豐富海底礦藏,而全世界 18 個最佳海上風力發電風場就有 16 個在台灣 海峽,顯見台灣發展海下科技產業具有高度優勢,且前景看好。隨著政府宣示『潛艦國造』、推動『離岸風力發電產業』政策,海下科技產業發展的投資必定加重 挹注,海下科技人才的需求將更為殷切孔急。

在離岸風力發電的推動上,離岸風力發電已列為台灣再生能源發展計畫之重 點發展項目,且以國產化為重要的推動目標,預計在 109 年完成 100MW 的離岸 風場開發,119 年前完成海域 600 架風機之開發。行政院也積極推動綠能科技產 業創新方案,於高雄市和台中港分別設置「海洋科技產業創新專區」和「離岸風 電產業專區」,其中「海洋科技產業創新專區」則以「海洋工程」、「海洋科技 工程人才培訓」、「海洋科技」、「創新材料」 為 4  大發展主軸。

除了潛艦國造、離岸風力發電、潮流與波浪發電、天然氣水合物探採等產業 發展,國內對於水下無人載具 (Underwater Vehicle)、海底地震儀 (Ocean Bottom Seismometer, OBS)、海底電磁紀錄儀 (Ocean Bottom EM Recorder, OBEM)的研究 與產業鏈也正大力推動,甚至已外銷國外。未來接續以聲納技術開發,將可構成 完備海下科技產業之技術網路,刺激國內電子硬體開發廠商投入海洋科技產業的 國際市場。

肆、本所研究範疇

一、 水下機電領域

水下機電領域研究方向以開發深海探測之關鍵技術與儀器系統為主,屬於 跨領域整合研究範疇。研究涉及之技術領域相當廣泛,例如:機械、電機、 電子、光電、資訊、輪機、造船、物理等,適合理工學院各科系學生就讀。

二、 水中聲學領域

水中聲學領域提供完整的基礎聲學理論與實驗訓練,並結合相關的研究或 合作計畫,讓學生具有實際聲學訊號量測(含實驗規劃、架設、執行)與 分析(含程式撰寫、模擬計算)能力。

本所過去二十年積極與國際海洋學術研究機構合作,並投入國際高度競爭的海域 與民生議題相關之研究,例如:

● 海洋潔淨能源開發:天然氣水合物(甲烷冰)之探勘設備開發(民生議題)。

● 海底礦藏資源調查:貴重金屬、稀土元素之探勘採樣設備開發(民生議題)。

● 關鍵海域聲學研究:東海、南海聲音傳播研究(軍事議題)、海洋環境噪音(軍事與民生議題)。

且持續與相關政府法人單位(經濟部、科技部、交通部、國防部、中科院、台灣 海洋科技研究中心 …)與產業界(台船、中信造船、海事工程業、傳統電子機 械業)結合,達到產官學合作的目標,為畢業學生開拓創業及就業的出路。

伍、海下科技領域之未來就業展望

隨著海洋科技的進步及海洋資源開發的需求,加上國內近年來大量投資海洋 能源開發的相關議題,水下科技產業已經開始蓬勃發展,而其關鍵領域為先進設 備的開發。過去國內大專院校受科技部研發經費補助,學界的研發成果得以應用 於海洋產業,扶植了國內少數幾家自有品牌的水下精密設備開發公司,其開發技 術與產品的品質也足以與世界大廠匹敵,諸如國內產業自行研發的水下無人載具 (Remotely Operated Vehicle; ROV)、水下水密接頭、水下電子設備零組件等。正 因如此,隨著越來越多國內自行開發的精密設備投入於深海探勘及開採作業(包 括水下無人載具及海底地震儀等),已經有越來越多海洋學者使用國內業者自行 開發的科研產品,成功應用於海洋科學研究,並就其性能給予高度肯定,因而鼓 勵了國內海洋科技產業界,使其持續投入研發各種水下精密設備。

另外,在聲納應用與設備開發上,由於長期的國防軍事需求,國內對於海洋 聲學、聲納原理與水中聲學極度重視,加速了許多技術性的創新突破,並期望將 這樣的突破應用在民生產業上。本所預見未來水下聲學與機電的應用將會越來越 多,加上科技部工程司海洋工程學門一直以來投資大量資源於水下科技發展,學 界已累積許多先進且關鍵的突破性技術與學理,本所未來將致力應用這些關鍵技 術與學理於產業中,促進國內海洋科技產業之持續發展。

一、 水下機電領域未來發展與就業前景

水下機電領域學生畢業之後,就業選擇非常多元,出路極為廣闊,可以選 擇投入傳統海洋產業、一般科技產業、或是新興海下科技產業。

● 傳統海洋產業

包括船舶艦艇之設計建造與維修、海洋與海岸工程、海洋教育與研究、 石油天然氣探勘(中油)。

● 一般科技產業

由於學生在大學部便具備理工背景,在研究所的訓練除了強化原本的理 工背景知識之外,更著重跨領域整合訓練,這亦是傳產科技業亟需之關 鍵人才。因此,學生畢業之後也可選擇投入傳統高科技產業(電子、機械、資訊、軟體等等)。除了在研究所的訓練已養成跨領域知識整合訓 練,更比一般人多具備挑戰性更高的海洋基礎與應用能力,在就業市場 上具有高競爭優勢。

● 新興海下科技產業

包括水下關鍵零組件、天然氣水合物、溫差發電、離岸風力發電、海洋 資源(深層水)等。海下科技產業講究的是「精密加工」配合「技術」 及「創意」,而台灣精密加工產業實力雄厚,是發展水下科技產業的重 要根基,加上中山大學挹注的技術及創意,傳統產業也能不斷升級轉型 成為高科技產業。

二、 水中聲學領域未來發展與就業前景

一般人對聲學的印象,大多停留在音樂或是建築音響的相關研究,但其實 聲學是一門廣泛跨領域的學習。本所過去蒙受科技部資助,紮根台灣周邊 海域水下聲學與技術的研究,並將研究經驗成果轉化成商用系統實體,除 了可提升國內產業需求外,也可以開拓水下技術領域更多應用研究方向。 經由本所之聲學訓練,學生畢業後不論是就業或深造,都可確保足夠的競 爭實力。本所過去的畢業生當中,不乏繼續深造取得聲學博士學位,走上 學術與研發的道路。而大多數選擇就業者,則有很多機會進入傳統製造業 或高科技產業,擔任訊號量測或分析工程師的職務。其中與聲學相關者, 包括手機通話品質改善、環境噪音監測、建築聲學規劃、汽機車振動噪音 檢測、噪音法規量測等。國內與國防工業相關的研究中心也對本所學生寄 與厚望,包括中山科學院資通所、航空所、聯合船舶中心及各大專院校船 舶與海洋技術中心等,學生學以致用的選擇十分廣泛。

陸、結語

國內大學及學術單位在高科技產業的磁吸效應下,不論哪一個理工領域都集 中往半導體、面板、光電產品所需要的技術去開發。表面上台灣高科技產業表現 光鮮亮麗,但常受到國際經濟景氣循環的影響陷入低潮。

事實上,我國傳統產業有能力轉向配合海洋科技發展,可跳脫框架另創一片 傳統產業的新天地。因為海洋科技產業的需求多在不計成本的領域上,如軍事、 海域油氣探勘等。不論世界景氣榮枯,海洋科技產業一直保持高端穩定。

目前國內雖然尚無大規模的海洋科技相關產業出現,主因是國內現階段市場 需求量不足以支撐這類產品的開發。但是海洋科技相關的需求是隱含在國際重要

海洋產業上,例如:海底石油與天然氣。而目前正在推動的能源國家型科技計畫 之中,離岸風力發電、黑潮發電、波浪發電、天然氣水合物探採、以及海事工程, 都將會帶動台灣海洋科技產業發展。

除了台灣之外,全世界海洋科技產業的發展也風起雲湧。以世界著名的海洋 科技商展「Oceanology International, OI」為例(圖一),原本每年只在英國舉行 一次,但鑑於中國的海洋石油天然氣產業蓬勃發展,躍升為亞太地區最大的市場 與買家,OI 自 2013 起便每年另外在中國舉辦 OI China,參展廠商的數目與英國 母展相當,甚至有後來居上的趨勢。除了英國與中國之外,OI 商展在 2017 年亦 增加了美國展場,由 OI 商展持續擴張可看出海洋科技產業蓬勃成長,實與電子 業、汽車業規模不相上下,並且是國際性、全球性的產業。台灣因產業政策制訂 走向較不重視海洋領域,導致一般民眾並不熟稔海洋科技產業;反觀中國以及歐 美各國則大量投入資金與人力。

2017 年,英國五所大學(Heriot-Watt University, the University of Edinburgh, Imperial College London, the University of Oxford and the University of Liverpool) 組成海上載具認證機構(Offshore Robotics for Certification of Assets; ORCA Hub),

並與 31 家企業組成產學合作聯盟,投入 3 千 6 百萬英鎊(約 14 億台幣)開發新一 代水下載具跟人工智慧技術,應用在離岸能源平台的檢查、修理及維護,顯見學 術研究單位與產業鏈結相輔相成。以世界與台灣產業的前景而言,海洋科技是值 得台灣年輕人投入且發展明確的新方向。中山大學海下科技研究所之教育目標, 即在培養學生具有海洋知識、海洋科技研發、海洋發展策略、跨領域團隊合作分 工等技能,讓每位學生在畢業前就能做好準備:內心有海洋的熱情、腦中有海洋 知識、手上握有海洋科技,在未來的職涯規劃上,也因而能找到發揮長才的舞台。

本所歷年畢業生目前就業狀況包括:教職、深造進修、服兵役、公職或國營企業人員、研究單位、與所相關行業(例如:高科技產業、電子資訊業等)…等。畢業校友中,除擔任教職、公職者有21%外,在研究機構及高科技產業界及與所學相關之企業機構服務任職者更有半數之多。本所畢業生目前已取得博士學位者有6人,正深造進修者有10人,足見升學管道十分暢通。

應用海洋學

學分數:3

教學目標:修習本課程將可對海洋學,海洋物理學,基礎聲學等,有更進一步之認識,從
所習得之知識可應用於相關海洋科學及水下技術之研究發展。

課程大綱:
●海洋學介紹,海洋發展史,地形水深,板塊運動,海水物理化學性質,海洋觀測與儀器
●海洋物理學簡介,科氏力,運動控制方程式,地轉效應,地衡流,渦漩動力, 艾克曼層,大尺度洋流動力,層化效應,內波,層化地衡流,湧升流,似地衡 流
●基礎聲學介紹,波動特性,聲波性質,聲學應用,聲納方程式,界面效應,聲 能傳播.

海下科技研討(一)

學分數:1

教學目標:透過邀請國內外專家學者和產業界人士進行專題研討,使學生得以與產業界、研究機構及國際潮流接軌,瞭解當前之研究趨勢、產業狀態、以及就業方 向。透過口頭報告培養學生演講技巧及表達能力。透過英文聽講、背誦與測驗,加強學生英文能力。

課程大綱:邀請學者專家專題演講;學生進行學術論文報告;英文聽講、背誦與測驗。

海下科技研討(二)

學分數:1

教學目標:(1)藉由外邀專題演講,使學生接觸及瞭解,國內其他團隊在海下科技相關領域的研究現狀。 (2)藉由學術論文報告,訓練學生的閱讀、理解、組織,與表達能力。

課程大綱:18週的課程包含學者專家專題演講、TED Talks、水下技術研討會暨科技部成果發表會之參與、學生口頭報告(論文進度簡報或研讀學術期刊論文簡報)。

海下科技研討(三)

學分數:1

教學目標:透過邀請國內外專家學者和產業界人士進行專題研討,使學生得以與產業界、研究機構及國際潮流接軌,瞭解當前之研究趨勢、產業狀態、以及就業方 向。透過口頭報告培養學生演講技巧及表達能力。透過英文聽講、背誦與測驗,加強學生英文能力。

課程大綱:邀請學者專家專題演講;學生進行學術論文報告;英文聽講、背誦與測驗。

海下科技研討(四)

學分數:1

教學目標:增加學生相關領域之廣度與深度。

課程大綱:藉邀請海下相關領域之專家學者前來演講,提供學生對研究領域不同面向之瞭解,也訓練英文閱讀及口頭報告的 能力。

海上實習(一)

學分數:1

教學目標:本課程主要的目的在於訓練學生熟悉各種海研儀器(如Echo Sounder、CTD、Magnetometer、ROV、Sonar、Underwater Tracking System),先藉由課堂進行 儀器講解與操作,再輔以實際出海作業的方式,完成資料擷取、資料分析與探討,讓學生瞭解海上及水下作業程序、海洋環境、相關海洋探測儀器設備 之功能與操作等,並體驗海洋探測研究之過程。

課程大綱:海洋儀器使用與實習,訓練學生熟悉各種海研儀器,並體驗海上作業。本課程所需熟稔的海洋探測儀器包括:GPS、CTD、ADCPS、Echo Sounder(EK500)、 Magnetometer、ROV、Sonar、Ultra Short Baseline Positioning System、Surface Buoy、Abyss Twisted-pair Imaging System、Fiber-optical Instrumentation Towed System。

海上實習(二)

學分數:1

教學目標:本課程主要的目的在於讓學生瞭解海上及水下作業程序、海洋操作環境、相關儀器設備之功能與操作等。藉由先期的實習項目之規劃與準備,輔以實際 出海作業的方式,完成資料擷取,繼而再作資料分析與探討,以體驗海洋探測研究之過程。

課程大綱:海洋儀器使用與實習,訓練學生熟悉各種海研及聲學儀器,本課程所需熟稔的海象儀器包括: Tidal Guages, Current Meters, Wave guages, CTD, ADCPS (Acoustic Doppler Current Profilers) & Echo Sounder (EK500), Depth Sounder & Meteorological Sensors, 以及Acoustic Transducer & Receiver System

學術論文研讀與寫作

學分數:2

教學目標:本課程旨在訓練學生,使其熟悉(1)英文科技論文資料的收集(2) 科技論文的基本架構與撰寫技巧(3)論文報告投影片的製作(4)口頭解說的方法與程序。

課程大綱:
● 字彙訓練
● 聽力訓練
● 科技專有名詞
● 常犯英文錯誤
● 常用詞語及句式
● 對科技論文之閱讀、理解、分析訓練
● 科技論文基本架構
● 科技論文撰寫技巧
● 基本學術簡報技巧

主動海洋聲學

學分數:3

教學目標:其目的在於建立學生對於主動海洋聲學及其在實務應用上的基本知識,幫助學生結合水聲理論與實際應用之知識,培養學生具備基本水下聲學探討之能 力,奠定使用水下聲學觀念以進行各類海洋研究之基礎。

課程大綱:本課程主要在於介紹主動海洋聲學基本原理與主動聲學基本量測與分析方法,整體內容分為基礎水聲原理及基礎水聲量測兩大部分,在基礎水聲原理部 分包含聲波方程式介紹、聲納方程式介紹、陣列方向性及波束形成法介紹;在基礎水聲量測部分則包含主動聲納發射之實驗與訊號處理、被動聲納接收 之實驗與訊號處理、頻譜分析以及水中數位通訊實驗與分析等。

應用水中聲學

學分數:3

教學目標:本課程主要在於介紹聲波在海洋中傳播原理與應用,並以聲納系統的操作原
理,作為內容發展的步驟與骨幹。 整體內容以聲波在海洋中應用的觀點出發,以水聲系統為主軸,探討水中聲學 原理以及聲納系統設計原理與分析。

課程大綱:探討的主題包括:聲波方程式 (acoustic wave equation)、海水對聲波的吸收特性、電聲轉換原理、陣列分析與設計、水中目標物之聲學特性、環境噪聲與混 響、聲波傳播模式、聲納信號處理等。

水下聲學系統分析

學分數:3

教學目標:本課程主要在於瞭解並探討水下聲學相關設置、儀器設備之原理及各項聲學儀器的操作、應用與資料分析等。

課程大綱:「水下聲學系統分析 (Underwater Acoustic System Analysis)」內容包括:水聲信號處理基本原理、聲納信號處理與聲納效能、聲納系統分析(側掃聲納系統、 底層剖面系統)、NI 接收系統、UW350 聲源系統、無響水槽量測系統、AST 模擬系統、高速攝影系統(氣泡量測)、水下辨識系統(Seaeye Falcon ROV) 等。

水下音傳與訊號處理

學分數:3

教學目標:本課程之目標為使學生能夠對水下聲學應用及音傳特性有基本的認識,培養學生具備運用水下聲學儀器系統與預估及分析其資料之能力,奠定使用水下 聲學系統以進行各類海洋研究之基礎。

課程大綱:介紹使用各式水下聲學儀器系統及分析其資料時所需了解之聲學原理,包含聲學系統與水下通道之介紹、音傳物理特性、音傳分析方法與訊號分析方 法、以及決策理論等。

訊號與系統

學分數:3

教學目標:提供基礎訊號與系統分析訓練。

課程大綱:本課程主要探討在非時變的線性系統中,各種輸入及輸出訊號的特性與處理技
術,同時亦討論此類線性系統對訊號的影響。課程重要內容將包括:線性系統 特性、連續及離散訊號、傅立葉分析、快速傅立葉轉換、頻率域分析、時間域 分析、濾波及取樣技巧等。此外,為了增進對課程理論的了解,本課程也將以 MATLAB 來進行數值模擬演練,特別是針對離散訊號的分析。

隨機振動

學分數:3

教學目標:培養隨機振動訊號的處理能力。

課程大綱:以機率與統計的觀點,建立隨機振動訊號的處理能力,課程以離散傅立葉轉換
為主軸,分別針對線性系統與窄頻隨機訊號,進行深入探討。

工程聲學

學分數:3

教學目標:建立工程噪音量測及改善的理論與實務基礎。

課程大綱:本課程將以工程應用的觀點,根據基礎聲學理論來探討噪音及聲學環境問題,
並提供噪音減量的準則,及聲學環境設計的依據。

被動海洋聲學

學分數:3

教學目標:建立水下聲學量測之理論及實務基礎。

課程大綱:本課程首先對主要的水下聲學現象,如海洋環境、聲波傳播、環境噪音、混響
(Reverberation)、特殊聲源等做一概要介紹,而重點則是在探討相對應的聲學 量測技術。在量測技術中,將以水下麥克風、感測器、及頻譜分析儀的操作為 主,本課程除了課堂講述外,實際量測的參與亦為重點,學生必須完成基本量 測訓練要求,亦要有能力整合量測的軟硬體環境,並全面分析量測結果。此外 聲納方程式也是探討重點。

訊號分析專題研究 (一)

學分數:2

教學目標:討論聲學訊號分析面對的特定問題,以相關文獻及理論為基礎,尋求突破及解決之道,也訓練學生獨立研究之能力。

課程大綱:線性系統特性、連續及離散訊號、傅立葉分析、快速傅立葉轉換、頻率域分析、時間域分析、濾波及取樣技巧、MATLAB應用等。

訊號分析專題研究 (二)

學分數:2

教學目標:討論聲學訊號分析面對的特定問題,以相關文獻及理論為基礎,尋求突破及解決之道,也訓練學生獨立研究之能力。

課程大綱:線性系統特性、連續及離散訊號、傅立葉分析、快速傅立葉轉換、頻率域分析、時間域分析、濾波及取樣技巧、MATLAB應用等。

水下通訊專題研究(一)

學分數:2

教學目標:以搭配講演及實習之方式學習水下通訊之實做,培養學生能以最簡單的方式獨
立完成水下通訊之能力。

課程大綱:教授內容包含水下通訊常用訊號處理方式、水下通訊相關之程式撰寫、水下通
訊收發原件介紹、通訊信號設計等。

水下通訊專題研究(二)

學分數:2

教學目標:以搭配講演及實習之方式學習水下通訊之實做,培養學生能以最簡單的方式獨
立完成水下通訊之能力。

課程大綱:教授內容包含水下通訊常用訊號處理方式、水下通訊相關之程式撰寫、水下通
訊收發原件介紹、通訊信號設計等。

海洋音傳專題研究 (一)

學分數:2

教學目標:以搭配講演及實習之方式學習海洋音傳之原理,特別針對海洋地形、底質、以
及海洋物理現象對海洋音傳之影響,培養學生更深入之專業能力。

課程大綱:教授內容包含海洋音傳特性、海洋音傳數值模擬方法、水下聲波訊號設計等。

海洋音傳專題研究 (二)

學分數:2

教學目標:以搭配講演及實習之方式學習海洋音傳之原理,特別針對海洋地形、底質、以
及海洋物理現象對海洋音傳之影響,培養學生更深入之專業能力。

課程大綱:教授內容包含海洋音傳訊號分析方式、海洋音傳實驗儀器介紹、海洋音傳實驗
設計與執行等。

水中聲學專題研究 (一)

學分數:2

教學目標:依規定免登

課程大綱:依規定免登

水中聲學專題研究 (二)

學分數:2

教學目標:依規定免登

課程大綱:依規定免登

電腦語言與數值模擬

學分數:3

教學目標:
● 解釋物理數學模式的種類,如以線性微分方程組積分或最佳化運算
implement。
● 逐步展示及練習安裝 Linux 作業系統,並與學生研討系統管理的技巧。
● 提出問題解決方法的非唯一性(nonuniqueness),希望藉由討論找出各種
programming 解決問題的技巧並比較優劣。
● 探討預期的物理現象與模擬結果一致(consistencey)與不一致(inconsistency)之 處和 program implementation 間的關連。
● 探討電腦新技術,如「網路分散運算」在模擬技巧上的應用。
● 輔導碩士班學生提早規劃電腦化實驗設計。

課程大綱:
● Linux system 的建立
● 電腦語言簡介:變數種類、資料結構、流程控制、副程式暨函數之撰寫
● 除錯工具與技巧
● 制御方程式(governing equations)結構與電腦程式之轉換
● 符號運算程式(symbolic manipulator)之運用
● 模擬程式數據輸出與圖形介面
● 系統模擬程序自動化

數值方法與軟體應用

學分數:3

教學目標:精通MATLAB程式語言寫作方法 善用MATLAB之Toolbox求解工程問題 了解各種數值分析的原理與技巧

課程大綱:
數值分析簡介 非線性方程式數值求解 聯立方程式數值求解 內插法與曲線擬合法 函數近似法 數值微分與數值積分 常微分方程式數值求解 邊界值問題數值求解 矩陣特徵值

應用電子電路

學分數:3

教學目標:以實驗經驗來累積基礎電路的概念,讓非電子電機背景的學生能以此基礎作為與電子電機工程背景者進行系統設計時的溝通工具。

課程大綱:
1. 基本電子實驗儀器介紹
2. 運算放大器之使用:訊號比較、放大
3. 運算放大器之使用:加、減、積分、微分運算
4. 接合電晶體
5. 場效電晶體
6. TTL/CMOS:邏輯運算
7. TTL/CMOS:正反器
8. TTL/CMOS:計數器
9. TTL/CMOS:顯示介面、多工器、解多工器
10. 濾波線路
11. PC RS232及Printer Port通訊程式
12. General IO
13. 類比/數位轉換AD及數位/類比轉換DA
14. 步進馬達位置及速度控制
15. 伺服馬達位置及速度控制
16. 嵌入式系MSP 430低功率MCU及其應用
17. 嵌入式系MSP 430低功率MCU及其應用
18. GPS與記錄電路

機器人學

學分數:3

教學目標:使學生能夠
(1)建立與求解機器手臂之運動方程式 (2)規劃機器手臂之運動軌跡 (3)建立機器手臂之動力方程式 (4)設計機器手臂之控制器 (5)操作機器人模擬軟體。

課程大綱:
● 機械手臂系統簡介
● 空間位置、方位關係與座標變換
● 機械手臂之運動學
● 機械手臂之反運動學
● 工作空間分析與軌跡規劃
● 機器手臂靜力學
● 機器手臂動力學
● 機器手臂控制
● 機器人模擬軟體之實習操作

品質工程與實驗設計

學分數:3

教學目標:使學生能夠
(1)了解各種創意性設計之技巧 (2)了解田口方法之概念及原理 (3)熟用品質工程之設計流程。

課程大綱:
● 創意程序
● 工程模式之類型
● 品質損失函數
● 望大、望小、望目特性之參數設計
● 動態特性之參數設計
● 品質設計之實驗計畫法
● 直交表之配置
● 變異原因之影響與解析
● 多水準製作法

數值最佳化方法

學分數:3

教學目標:能解釋各種數值最佳化運算理論及比較其優缺點,能應用電腦語言撰寫最佳化運算理論程式(需要有Matlab或是C程式 語言基礎),能使用MATLAB之Optimization Toolbox 解決最佳化設計問題。

課程大綱:課程簡介 最佳化基本概念 單變數之最佳化問題數值解 多變數非限制函數之最佳化技巧 多變數限制函數之最佳化技巧 線性程式最佳化 基因演算法 整數與離散問題之最佳化 MATLAB應用軟體之最佳化求解 Optimization Projects

工程機率與統計

學分數:3

教學目標:使學生(1)能概述在工程上機率論與統計學之觀念與意義(2)能利用機率與統計的方法描述工程上之現象(3)能評估資料分析時之現象合理性(4)能應用機率論 與統計學的知識解決不同之工程問題。

課程大綱:
● 基本機率論
● 隨機變數
● 數學期望值
● 離散與連續機率分佈
● 基本抽樣分佈與資料敘述
● 單樣本與雙樣本之估計問題
● 統計推測

機器人系統專題研究 (一)

學分數:2

教學目標:
● 讓學生瞭解機械與機械人系統的差別
● 運動分析與機構設計之關連

課程大綱:
● 連桿機構運動分析 Linkage kinematics analysis
● 正向運動分析 forward kinematics
● 逆向運動合成 inverse kinematics

機器人系統專題研究 (二)

學分數:2

教學目標:● 讓學生瞭解機械與機械人系統的差別 ● 運動分析與機構設計之關連

課程大綱:
● 連桿機構運動分析 Linkage kinematics analysis
● 正向運動分析 forward kinematics
● 逆向運動合成 inverse kinematics

無人遙控潛器專題研究(一)

學分數:2

教學目標:● 瞭解現階段已發展之水下載具技術。 ● 藉由相關研究論文之閱讀來瞭解未來水下載具發展之趨勢。

課程大綱:
● 水下載具介紹
● 無人遙控潛器之設計技術
● 水下載具相關研究論文之研讀與討論

無人遙控潛器專題研究(二)

學分數:2

教學目標:● 瞭解現階段已發展之水下載具技術。 ● 藉由相關研究論文之閱讀來瞭解未來水下載具發展之趨勢。

課程大綱:
● 水下載具介紹
● 無人遙控潛器之設計技術
● 水下載具相關研究論文之研讀與討論

水下智慧系統專題研究(一)

學分數:2

教學目標:
本課程係針對遙控潛水器(ROV)與自主水下載具(AUV)的智慧型控制系統設計而開設。本課程將使學生能推導 ROV 與 AUV 的系統動態方程式、分析 ROV 與 AUV 的動態不確定性、運用人工智慧控制法則,以設計出滿足 ROV 與 AUV 性能要求的智慧型水下控制系統。

課程大綱:
● ROV 與 AUV 系統動態與動態不確定性分析
● ROV 與 AUV 類神經網路控制系統之設計與模擬
● ROV 與 AUV 學習控制系統之設計與模擬
● ROV 與 AUV 進化控制系統之設計與模擬

水下智慧系統專題研究(二)

學分數:2

教學目標:
本課程係針對遙控潛水器(ROV)與自主水下載具(AUV)的智慧型控制系統設計而開設。本課程將使學生能推導 ROV 與 AUV 的系統動態方程式、分析 ROV 與 AUV 的動態不確定性、運用人工智慧控制法則,以設計出滿足 ROV 與 AUV 性能要求的智慧型水下控制系統。

課程大綱:
● ROV 與 AUV 系統動態與動態不確定性分析
● ROV 與 AUV 類神經網路控制系統之設計與模擬
● ROV 與 AUV 學習控制系統之設計與模擬
● ROV 與 AUV 進化控制系統之設計與模擬

水下機電專題研究(一)

學分數:2

教學目標:依規定免登

課程大綱:依規定免登

水下機電專題研究(二)

學分數:2

教學目標:依規定免登

課程大綱:依規定免登

船艦輪電實務專題講座

學分數:3

教學目標:從熱平衡計算與電力負荷計算分析出發,決定輪機與電機裝備系統規格,在有限空間完成裝備佈置與系統安排。 隨著國際海事組織(International Maritime Organization, IMO)排放標準日趨嚴格、最新環保節能技術發展與自動控制 系統運用,透過本課程將使學生習得更環保、經濟與安全的船舶設計方法。

課程大綱:
1.從船東航線最佳營運船速範圍需求出發、滿足EEDI計算,決定主機與發電機輸出功率規格、選擇合適主機、電 機機型與主推進系統。 2.根據輪機與電力基本計算,製作建造技術規範與完成機艙佈置圖,作為後續執行設計的依據。
3.船級法規介紹與節能環保新法規應用(節能設計、Tier III, Scrubber),船舶營運更安全與節能環保。
4.機艙管路七大系統介紹。
5.船舶自動控制功能介紹、船舶監控系統、船橋一人操作佈置。
6.船舶電機基本計算、動力電源系統與電力推進系統介紹。
7.船舶通訊與航儀系統介紹。
8.船舶電氣施工常規介紹。
9.特殊船型、設備與動態定位系統(DP system)介紹。