就從遊戲開始 探索科普新視野

(台北內科週報第622期/2024年3月18日-2024年3月24日)

【產學政研連線】中華民國數學會出品的《遊戲開始-數學篇The Prime Test》,以當下流行的解謎逃脫遊戲為題材,講述在神秘老師(周曉涵飾)的學校裡,學生林志書(張豐豪飾)如何透過解開數學謎題脫逃獲救的故事。影片中,融入數論、幾何、代數、分析、組合到統計等多個數學領域的元素,並涵蓋網路加密、摺紙、扭結理論、音樂數學、生物統計等多種數學應用,期望能讓年輕學子與社會大眾感受到生活中無所不在的數學之美,從而激發對數學的深入興趣。

另外,台灣物理學會出品的《遊戲開始-物理篇The Quantum Quiz》,則敘述了1位高中少女徐子欣(盧以恩飾),為了參加科學展覽,在卜教授(胡宇威飾)的實驗室體驗使用量子電腦進行的深度腦刺激實驗,隔天準備參加暗戀學長的籃球賽,似曾相識的場景卻在她眼前重複發生!片中也充滿懸疑的劇情設計,希望能引發社會大眾對於物理科學所開展的未來世界,充滿濃厚的興趣與討論。

▲國科會舉辦微電影《遊戲開始》發布會;左起為張豐豪、周曉涵、國科會陳儀莊副主委、林敏聰副主委、吳政忠主委、盧以恩、胡宇威及曾大衡導演(照片係國家科學及技術委員會提供)。

上述兩學會受到國家科學及技術委員會的重視,特別於3月15日假「光點華山文創園區」,隆重舉辦《遊戲開始-數學篇The Prime Test》與《遊戲開始-物理篇The Quantum Quiz》兩部數學與物理科普微電影發布會;此次活動首次公開放映兩部微電影片花,由國科會指導、中華民國數學會與台灣物理學會合作出品,並邀請參與影片製作的團隊、演員以及科學家,共同分享參與演出的心得及拍攝過程中的趣事與挑戰。

國科會吳政忠主委表示,國科會為推動科普教育,將科學與藝術進行跨界結合,偕同中華民國數學會、台灣物理學會及優秀製作團隊,利用電影級的規格與兩大學會的科學家合作,創造出全新的科普微電影體驗,打破人們對科普可能性的既有想像。

《遊戲開始-數學篇The Prime Test》與《遊戲開始-物理篇The Quantum Quiz》兩部影片,分別由數學會於3月16、17日在台灣科學教育館的國際數學日活動,及物理學會將於4月14日在自然科學博物館的世界量子日活動,舉辦影片特映會;期待以微電影的新方式來呈現科學概念,並透過貼近社會大眾的語言,引領人們貼近自然科學的世界。


參與GMT計畫 可望探索宇宙奧秘

(台北內科週報第620期/2024年3月4日-2024年3月10日)

【產學政研連線】台灣加入巨型麥哲倫望遠鏡(Giant Magellan Telescope;GMT)計畫,成為這個國際聯盟的新夥伴,並使該聯盟拓展至7個國家,以全球合作方式推動光學望遠鏡前沿研究。

目前加入的研究機構除了我國中研院天文所之外,還包括美國史密松學會、卡內基科學研究院、哈佛大學、德州農工大學、德州大學奧斯汀分校、亞利桑那州立大學、亞利桑那大學、芝加哥大學、澳洲天文學有限公司、澳洲國立大學、巴西聖保羅研究基金會、以色列魏茲曼科學研究院以及韓國天文與太空科學研究院。

巨型麥哲倫望遠鏡正在智利建造中,預計將於2030年代初完工,建置完成後,將主導地面光學和紅外線天文學研究,是未來探索宇宙的最佳工具。望遠鏡將拼接7個世界上最大的單一光學鏡面,拍攝有史以來最詳細的宇宙影像。它將揭開暗物質的宇宙奧秘,研究化學元素的起源,並首次驗證遙遠行星上的生命跡象。這些對於關鍵光學技術的成功測試和驗證,將使巨型麥哲倫望遠鏡的解析度比哈伯太空望遠鏡增進10倍,提供比現今最好的望遠鏡多200倍的觀測效率。同時,這種突破性技術賦予全球科學家無與倫比的洞察力,將揭示宇宙演化、化學元素起源,並期待能首次在遙遠的系外行星上發現生命。

已獲國際認可的台灣天文研究和儀器研發能力,將提供低雜訊高感光偵測器的電子控制元件、精準探測器的量測技術、精密雷射切割技術等領域的專業知識,協助望遠鏡與觀測儀器之建置;台灣的角色無可取代!

加入30米級望遠鏡一直是台灣天文學家的夢想,而GMT被認為是最合適的計畫。此次在國科會與中研院的協同下,台灣成為GMT的1員,除貢獻科技方面的專業知識外,同時也從GMT研究的豐富資源中受益,除為台灣的天文研究奠定更為堅實的科研能量,也將培養天文領域的新世代進展,而參與該計畫,也顯示國科會重視基礎科學的發展與積極的拓展國際合作。預期此計畫將深化台灣與其他各國在天文領域的夥伴關係,並促進科學的持續進步與邁進。


八大部會聯手 優化高齡生活

(台北內科週報第613期/2024年1月15日-2024年1月21日)

【產學政研連線】面對2025年台灣即將進入超高齡社會,政府積極回應未來挑戰,國科會於1月10日舉辦「高齡科技產業行動計畫」啟動記者會,這項由國科會推動的計畫,旨在以普惠科技之力,結合醫療照護心,充分發揮台灣的實力,開創健康樂活的銀髮世代,同時推動科技產業的發展。

此次透過經濟部、衛福部、數位部、教育部、內政部、文化部以及原民會等8大部會攜手合作,所推動的「高齡科技產業行動計畫」,將以科技為基石,共同解決高齡議題,為臺灣創造更具競爭力的科技發展環境。

吳政忠政委指出,此次推動的「高齡科技產業行動計畫」,強調科技結合人文社會關懷,同時兼顧中高齡者需求及產業發展。將導入智慧科技,提供健康樂齡及高齡族群多元產品及服務,鼓勵長者參與公共活動、文化學習,並提升高齡者社會連結,優化高齡生活。期經由跨部會、跨領域共同合作,從需求者及照顧者的角度出發,並透過科技的力量,將科技智慧化及數位化,落實應用於高齡社會普惠全民,推動長者從被動照護轉變為主動賦能,實現「長者在地幸福老化」與「加速高齡科技產業成長」的願景目標。

▲國科會與經濟部、衛福部、數位部、內政部、教育部、文化部及原民會等8大部會攜手合作,並宣布於2024年正式啟動「高齡科技產業行動計畫」(照片係國家科學及技術委員會提供)。

林萬億政委表示,隨著人口結構變遷,2021年修定「高齡社會白皮書」與2022年核定「因應超高齡社會對策方案(2023-2026),調整政策目標,包括增加高齡者健康跟自主、提升高齡者社會連結、促進世代和諧共融、建構高齡友善與安全環境、強化社會永續發展。從法制、環境及服務各面向提出完整對策,並結合智慧科技的創新運用,營造友善高齡者的環境。

未來,以台灣在資通訊和醫療領域所具的國際優勢,足可運用深厚的實力和完整的產業價值鏈,將智慧科技導入在產品設計、服務模式,以科技賦能滿足高齡者和照顧者的需求及期待。同時,藉由政策引導,提供企業發展高齡科技產業的誘因,吸引企業共同投入,透過公私協力達到資源整合,放大產業效益,帶動台灣高齡科技產業及銀光經濟的發展,達成全齡共好、產業共榮的目標,亦能展現科技發展「以人為本」的典範,讓台灣成為全球高齡化國家的幸福標竿。


百工百業布新局 導入生成式AI

(台北內科週報第613期/2024年1月15日-2024年1月21日)

【產學政研連線】百工百業在今日,莫不受到科技快速發展的影響,由於ChatGPT的帶動,生成式AI(Generative AI, GenAI)在去(112)年引起各方關注,應用面的進展屢屢突破想像,已展現其提升生產力、促進產業創新的巨大潛力,而國科會於1月9日召開「推動各產業導入生成式AI先期計畫」啟動會議,由執行團隊說明調查各行業對GenAI需求的規劃、建立示範案例等,並聽取外部專家意見。

行政院吳政忠政委兼國科會主委表示,此計畫先期投入執行1年,經費約新台幣1億餘元,但僅是起頭,後續國科會將擴大延續為百工百業創新賦能,掌握未來AI應用發展的機會。

這次的啟動會議中,產學界專家提出多項建言,例如建議政府強化與業界、公協會溝通,共同釐清資料、模型分享機制及智慧財產權歸屬等議題,並透過雛型、案例展示等,提升業者導入GenAI的意願。

吳政委指出,今(113)年啟動的「晶創台灣方案」,並非獨厚晶片相關產業,而是建立GenAI共通雛型工具協助各行業導入應用,同時以GenAI訓練課程,培育能結合領域知識(domain knowledge)的種子,加速產業應用擴散。

去年,行政院所核定的「台灣AI行動計畫2.0」,接續「台灣AI行動計畫(2018-2021年)」之投入,前期計畫歷時4年,在各部會積極推動下,已有具體成果,如緩解AI人才缺口,公私協力累計培訓3.3萬名AI應用人才;產業方面除製造業外,政府亦輔導零售、金融等服務業導入AI,已有逾48.7%國內企業導入AI應用。

鑒於國際競爭局勢多變,AI已成為攸關國家發展的戰略科技,吳政委指出,兩期AI計畫將與「晶創台灣方案」發揮相輔相成的效果,而「推動各產業導入生成式AI先期計畫」是百工百業搶進下世代商機的起點。國科會將集結跨部會、產官學公私協力能量,以先前之成果為基礎持續精進,並重視AI倫理法制及人文社會面向,不只打造下世代的護國「群」山,也讓全民皆能受益於AI。


運動科技潛力大 搶進兆元市場

(台北內科週報第611期/2024年1月1日-2024年1月7日)

【產學政研連線】根據EMR數據平台統計,2023年民眾戶外運動比例高達66%,包括戶外騎乘、高爾夫運動等,帶動產業投資力道。行政院科技會報辦公室亦估計,全球運動科技產值2030年規模將達新台幣13.4兆元。日前,工研院更於台灣運動產業博覽會舉辦「『動』自科技,邁向未來—運動科技產業論壇」,邀請國家科學及技術委員會、國家運動科學中心、體育大學、數位發展部數位產業署、工研院等8位重量級專家,透過多元角度分析,分享台灣運動科技推動成果。

工研院中分院運動科技相子元技術長於論壇上半場,以「國際運動科技發展趨勢」為題,引用Dealroom工業科技報告統計,2022年歐洲體育科技融資金額共籌集14億美元,創歷史新高,突顯運動科技領域的巨大發展潛力,全球體育市場自2002年以來對數據科學的投資也節節攀升,預計到2025年該領域的投資將達到45億美元。

相子元指出,運動科技的國際趨勢主要分為3大類,包括前瞻科技、使用者串聯,以及永續發展。前瞻科技方面,包括物聯網、AI人工智慧、感測器、機能材料、巨量資料分析、雲端計算、5G等技術被視為關鍵要素,不僅可提高運動表現的精準度,還為運動員和球隊提供更豐富的數據支持。而使用者串聯則著重於打造運動社群、虛擬體驗和雲端賽事,將科技與體育體驗相結合,營造豐富參與感。至於永續發展方面,當全球聚焦環保、淨零排放等重要議題時,運動科技發展在材質應用上也兼顧永續,降低排放。

▲工研院中分院運動科技相子元技術長於「『動』自科技,邁向未來—運動科技產業論壇」,以國際運動科技發展趨勢為題專題演講(照片係工業技術研究院提供)。

國家運動科學中心吳誠文董事長則深度探討提升運動表現、促進健康及減少發生運動傷害議題,為滿足人類運動需求,逐漸發展出科技方法、工具及系統,促進運動普及,帶動運動產業的蓬勃發展,像是運用人工智慧(AI)、IOT、資料分析、電腦視覺、自然語言處理等,打造出智慧場館、量化運動員、技戰術分析、eSports等科技領域應用需求。

吳誠文表示,運動科技連結產業,促進經濟文化發展,運動普及的重要性。以棒球運動為例,從棒球投打分析、到智慧場館中呈現AI與電腦視覺畫面,讓棒球迷能一睹為快,再進階至以科學方法服務國家優秀運動選手,激發科技結合運動科學的無限可能。從運動科學進展到運動科技,展現一個社會文明的演進過程,期盼社會共同參與,促使運動科技在我國文化發展中成為重要一環。

▲工研院於台灣運動產業博覽會,舉辦「『動』自科技,邁向未來—運動科技產業論壇」,吸引超過200位產學研界人士參與(照片係工業技術研究院提供)。

國科會林明仁副執行秘書從政策面角度,剖析行政院「台灣運動X科技行動計畫」計畫3大主軸,在創新部分,希望透過ICT與運動產業虛實整合,協助產業掌握高價值服務商機;包容部分,則聚焦推動銀髮族、身心障礙與鮮少運動者的運動風潮;永續部分,則期待透過虛實混合運動型態,打破時間、空間限制,促進運動產業發展。林明仁進一步指出,發展運動科技過程中,搜集健康數據是不可或缺的關鍵核心,但在隱私權與法規限制之下,建立完善的數據公益信任機制,創造數據共好環境,將有助於發展全民幸福健康社會。

論壇下半場,邀請體育大學邱炳坤校長以「運動科技跨領域人才培育」為題演講,體育大學周宇輝教授也分享「推動運動科技場域實證成果」;國家科學及技術委員會人文處蘇碩斌處長,則從「從國手到國民的運動量能擴散」角度分析;數位發展部數位產業署于台珊組長分享「當運動遇上數位科技」;工研院服務系統科技中心林宏墩組長則帶來「運動x科技創新服務」精彩內容,產學研豐沛技術量能集聚一堂交流,為台灣運動科技產業再下新一里程碑。


海洋藍碳獲重視 群英會尋良方

(台北內科週報第606期/2023年11月27日-2023年12月3日)

【ESG促進平台】海洋,在淨零轉型中居於重要的地位,國科會協同台灣海洋聯盟(Taiwan Ocean Union)於11月24日假成功大學召開「2023台灣海洋聯盟大會」,延續前兩年跨部會與領域社群對話共識,持續鏈結我國涉海部會,整合政府單位、學術機構及產業界3大面向,尋求海洋永續發展的可行實踐路徑,致力為我國2050淨零轉型付出具體行動,也為我國海洋基礎科學與前瞻研究領域策劃嶄新藍圖。

這次大會以「2030海洋新世紀-海洋管理現在與未來」為主軸,以數位科技為基礎,導入人工智慧(Artificial Intelligence, AI),主動長期監測海洋環境,提供全球暖化關鍵西北太平洋海洋資訊,累積我國海洋生物多樣性基礎數值,即時回傳海洋數據與推動創新加值,應用於海洋科學模式與防災預測並同時守護資訊安全。另持續推動海洋藍碳為自然解方,探討海洋環境涵容能力與利害關係人立場,因應永續環境發展目標,完善海洋淨零公正轉型之平衡性,形塑多元海洋管理生態系。

▲2023台灣海洋聯盟大會盛大登場(照片係國家科學及技術委員會提供)。

國科會林敏聰副主委致詞時表示,海洋是維護地球生態平衡重要的一環,國科會長期推動我國海洋基礎科學研究與發展前瞻科技,透過整合海洋資訊和運用人工智慧,能更精準地瞭解海洋生態系統的變化,並有助於淨零自然解方實際行動或措施,確保台灣海洋環境的永久保育,也符合全球永續發展的目標。

主辦單位表示,「2023台灣海洋聯盟大會」透過強而有力的夥伴協作關係研討,並推動我國海洋關鍵議題,包含「人工智慧應用於海洋工程防災數據模式預測」、「海洋產業及能源轉型」、「布放海洋浮標數位通訊回傳即時海洋水文數據」、「數位科學與資訊安全共存」、「推動海洋藍碳為自然解方,實踐公正轉型」、「國際制度下之海洋空間治理」等。以國家尖端海洋科技實力推動淨零轉型,串連上中下游資源,建全海洋整體規劃,實現海洋保育及永續利用。

▲台灣海洋聯盟致贈國科會窯燒玻璃感謝牌(照片係國家科學及技術委員會提供)。

在逢甲大學 與年輕學子對話

(台北內科週報第602期/2023年10月30日-2023年11月5日)

【逐夢築夢】創業,是圓夢的重要管道,而近年來,國科會台灣科技新創基地(Taiwan Tech Arena, TTA)為培養校園新創種子,不餘遺力,自2021年起透過TTA Talk活動深入校園,將創業者的思維帶入校園與年輕學子對話,培植新生代的新創潛力。

逢甲大學素來重視新創風氣,並於校園內開辦相關學程,日前,著眼於人工智慧(AI)產業熱潮興起,與TTA Talk以「AI智慧機械,驅動未來新創」為主題,舉行創業家分享活動,期望在場青年學子能受到啟發與激勵,釋放出創業潛能!

這場TTA Talk,係以AI在機械領域的應用為分享主題,邀請到兩位與中部在地深具淵源的青年創業家,包括ROSO機器人建造實驗室創辦人、逢甲大學建築專業學院盛郁庭助理教授,講述了ROSO智慧機器人如何來優化營建流程,嘗試解決目前營建業在勞安、缺工及高齡化等等產業痛點方面的成果。而曾參與中科管理局的新創加速器計劃的福寶科技巫震華創辦人,則分享自己從研發工程師的角色,受到身障者的啟發,決定將技術商品化,以造福更多病友,進而挑戰成為創業者的心路歷程。

▲日前,TTA Talk在逢甲大學舉行創業家分享活動,頗受學子歡迎(照片係國家科學及技術委員會提供)。

事實上,新創團隊成功的契機之1,在於掌握能滿足市場需求與缺口的發明。盛郁庭的ROSO實驗室,具備機器人的模擬與控制軟體開發能力,他和團隊觀察到台灣營建業的流程具有優化的可能性,過去,所研發的台灣首台營建機器人「ROSO 黑武士1號Black Warrior no.01」,便因此獲得科研創業計畫的「拔尖案」計畫,能在工地實際協助水泥粉刷、噴射3D列印材料在內等不同的工項。未來,將以自動化彌補人力缺乏、減少工安問題、提升效率等優勢,有機會協助營建產業從過去人工勞力密集,轉型成科技密集的產業。

其次,福寶科技為中科管理局新創加速器計畫的輔導團隊之1,以「用有溫度的科技連結人群」為公司願景,是華人第1家致力於發展外骨骼仿生科技產品的研發設計與製造公司。

巫震華創辦人原本是工研院的機器人研發工程師,當年曾有身障者對政府請願、希望科技幫助他們站起來,他接到此任務便投身輔具機器人研發,進而創辦了福寶科技。此後,福寶科技的人工智慧輔具,整合了機器人、電動控制、仿生科技,來幫助身障者以嶄新姿態重新與世界連結,並曾於2016年榮獲全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)、2018國家新創獎「智慧醫療與健康科技類」獎項,在新創加速器的輔導下向國際發展,加速商業化的腳步。


國際能源論壇 名家齊聚一堂

(台北內科週報第599期/2023年10月9日-2023年10月15日)

【ESG促進平台】台灣海洋大學一向「以海洋為主體,不以海洋為限」,日前更舉辦「國際能源論壇暨第45屆海洋工程研討會」,共有400人報名參加,並邀挪威斯塔萬格大學Ong教授、台灣大學馬開東教授、台灣海洋大學張國安榮譽講座教授與翁文凱教授、美國密西根大學左磊教授、波蘭科學院Sulisz教授、工研院綠能環境研究所許文陽經理,以及美國德州農工大學張廣安教授、德拉瓦大學徐天健教授、印度理工學院Sahoo教授等分享科技研究成果,實為機會難得!

▲海大與印度理工學院簽訂合作備忘錄,強化雙邊合作與交流;左係海大許泰文校長,右係印度理工學院代表(照片係台灣海洋大學提供)。

此次研討活動,除一般性國科會成果發表、論文發表及海報競賽外,也擴大舉辦涵蓋離岸風電、海洋能、洋流能及溫差能等,能源利用與發展相關議題,並邀請國外單位一起分享最新研究成果與國際發展趨勢,共同為國家能源政策走向與科技發展帶來不同思維與突破契機。

前後兩天,共舉行5場專題演講與10場國際能源論壇,涵蓋5大主題、20個場次、總計155篇論文發表;討論議程包括海洋能與離岸風電、水動力波潮流與漂沙、海洋與海洋規劃管理、港灣與海域工程,以及氣候變遷對台灣海洋環境與工程衝擊,是國內最大型能源與海洋工程研討會。

▲國際能源論壇暨第45屆海洋工程研討會,日前在海大盛大展開(照片係台灣海洋大學提供)。

最引人注目的是,在浮式離岸風電研發應用方面,包含挪威斯塔萬格大學Ong教授、台灣大學馬開東教授、台灣海洋大學張國安榮譽講座教授的成果分享;在波浪發電方面,美國密西根大學左磊教授、波蘭科學院Sulisz教授、台灣海洋大學翁文凱教授、工研院綠能環境研究所許文陽經理等創新成果發表;院士劉立方教授、德州農工大學張廣安教授、美國德拉瓦大學徐天健教授、印度理工學院Sahoo教授等,更在波浪新理論等方面展現最新進展。

會中,海大也與印度理工學院簽訂合作備忘錄,強化雙邊合作與交流,同時頒發112年度海洋工程傑出貢獻獎,給大仁科技大學前校長歐善惠教授,以及112年度海洋工程技術獎,給予宏華營造公司陳宗邦總經理,感謝他們在海洋工程領域研究與技術發展之貢獻。

▲許泰文校長(左)代表頒發112年度海洋工程傑出貢獻獎,給予歐善惠教授(照片係台灣海洋大學提供)。

國科會出訪 強化三邊科技合作

(台北內科週報第597期/2023年9月25日-2023年10月1日)

【產學政研連線】我國與拉脫維亞、立陶宛兩國的科技合作,源於2000年國家科學及技術委員會與兩國教育科學部簽訂合作綱領,成立共同基金以補助3邊合作計畫,自2002年起,3國科技合作年會每年於3國首都輪流舉辦,未曾間斷,今年由立陶宛主辦;承辦者立陶宛教科體部次長Dr. Justas Nugaras,並安排於會前與我方代表、國科會陳儀莊副主委進行會談。

▲國科會陳儀莊副主委(左3)率我方代表團參與台拉立3邊科技合作年會(照片係國家科學及技術委員會提供)。

陳副主委於年會開場致詞表示,台拉立年會已奠定3方學研界深厚的互動基礎,迄今3國政府科技主管部會已共同補助60餘件計畫,明年第23屆台拉立3邊科技合作年會將於台灣舉辦,歡迎拉脫維亞、立陶宛代表團蒞臨台灣參加年會,也歡迎兩國學者多與台灣學者在各學術領域進行交流及互訪,這也是3邊合作計畫的初衷。

我國與拉、立兩國具長期友好情誼,且均有高度意願擴大合作。國科會此行也與立陶宛負責政府科研計畫補助的政府機構立陶宛國家研究委員會(Research Council of Lithuania, LMT)簽署雙邊科技合作瞭解備忘錄(MOU),強化兩國雙邊實質科研合作,未來將共同徵求科研合作計畫與辦理雙邊研討會。

▲國科會陳儀莊副主委與生科處楊台鴻處長,率8位學者專家出席台灣–立陶宛雙邊生醫技術研討會(照片係國家科學及技術委員會提供)。

此外,亦由國科會生科處楊台鴻處長率8位學者專家,出席台灣-立陶宛雙邊生醫科技研討會,雙方就兩大主題「遺傳或遺傳性疾病之基因組編輯」與「癌症診斷、檢測與應用」發表學術演講;專家團此行也參與9月20日、21日第6屆波羅的海生命科學展(Life Sciences Baltics),瞭解生命科學、生技醫藥、數位醫療等議題最新趨勢發展。


基因編輯微生物 開展綠色天地

(台北內科週報第596期/2023年9月18日-2023年9月24日)

【ESG促進平台】基於全球暖化的趨勢,目前國際化學工業致力於減少石化燃/原料使用,終端產品要求一定比例的綠色/生質原物料,因此化學產品以基因改造微生物生產已成為進入市場的門檻。

多年來,國科會積極推動淨零減碳政策,為永續地球環保做出貢獻。在國科會「產學大聯盟計畫」、「中堅躍昇研究計畫」,及「特約研究計畫」長期支持下,清華大學化工系胡育誠講座教授開發出各種「基因編輯微生物生產生質化學品」技術,可協助化學工業減少在製造化學品過程中所產生的碳排放以及能源消耗。

胡育誠教授發展最新的基因編輯CRISPR(clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats)技術,調控微生物的代謝路徑,使得微生物生產自然界中原本不會生產的生質化學品,舉例而言,他開發基因編輯藍綠菌(1種可以行光合作用以二氧化碳為碳源的細菌)的CRISPR技術,大幅縮短基因改造藍綠菌的時間,並可將二氧化碳捕捉轉換成生質化學品2,3-丁二醇,達到淨零減碳的目的。

以前述技術為基礎,胡育誠教授實驗室成功基因編輯許多難以用傳統方法基因改造的微生物,如戀臭假單胞菌,更發展出創新的SHOT(ShCAST-based Optimized Transposon)基因編輯技術改造大腸桿菌;這些技術及菌株已成功用於生產琥珀酸、2,3-丁二醇、2,5-呋喃二甲酸等重要化學原料。

▲國科會李志鵬處長(左3)與清華大學胡育誠講座教授研究團隊合影(照片係國家科學及技術委員會提供)。

此外,胡教授結合合成生物學與代謝工程,發現新的基因,並開發嶄新的基因編輯技術改造酵母菌,以生產高價值的中碳鏈二元酸,發展出台灣第1個自有生產技術。中碳鏈二元酸是製造高價值尼龍、高檔潤滑油、聚酰胺熱熔膠、高級香料、防銹劑、耐腐蝕塗層之重要原料;傳統的化學生產法包括脫氫、分離和氧化等多種複雜步驟,過程需要高溫、高壓,以及高能量消耗,且存在爆炸和環境污染的風險。而利用基因改造微生物可以使用高度專一的酵素進行催化,在常溫常壓下進行反應,具有低能量消耗、低污染的優點,同時符合綠色化學生產的國際趨勢。

目前全球中碳鏈二元酸供應主要來自於中國大陸,台灣仍缺乏商業化生產的能力。胡教授研究團隊開發出自有的生產技術後,所生產中碳鏈二元酸的產量已經與世界領導廠商並駕齊驅。他的研究團隊,同時也發展出下游的純化以及鑑定程序。目前已經申請3項台灣、美國及中國專利,並且進行製程的優化與放大,以進行後續的商業化生產。

化工產業是台灣產業發展的基石,相關產品在人類的日常生活中無所不在,也協助創造了經濟奇蹟。現今製造半導體的原材料中,化工相關製品佔材料比重也達6成以上,可見化工產業也是台灣的護國神山之1。

長久以來,化工產業均是以石油為原料,化學法生產為主。在淨零減碳更加迫切的時代,更安全、環保、節能的微生物轉化法成為化工產業必須轉型之路。胡育誠教授團隊的研發成果,開創了自有的生質化學品生產能力,期待此生物轉換法能在化工產業中廣泛應用,往綠色製造與淨零減碳目標前進。