中央研究院

1,676,525,000 元（）

1.數學研究：   (1)數學研究所肩負促進國內數學發展及培育未來數學   　 家的使命，如何創造一個能夠讓學生及新進的研究   　 學者追求最先進數學研究的友善環境是我們努力的   　 目標，從長遠來看，這能使台灣產出更高水準的數   　 學研究。   (2)未來中長程學術發展規劃：招聘頂尖的研究人員是   　 一個十分重要的任務，同時我們會嘗試招募一流的   　 長期訪問學者；希望能為所內環境帶來更多改善。   　 延攬博士後及研究助理的計畫往年都辦的相當成功   　 ，本所已成為新興學者理想的求職之處。為更進一   　 步提升學術活動的品質，我們也致力於改善所內研   　 究氛圍，其中加強與東南亞、中國及歐美的學術交   　 流即為一種方法。   (3)108年度重點研究計畫如下：     <1>應用數學與分析：探討孤立子方程與可積系統之     　 理論及各類解法及應用及持續質譜理論，其逆問     　 題及擾動型KP-II方程式格林函數之探討。研究偏     　 微分方程式的平均問題，特殊函數與黎曼-希爾伯     　 問題之關係，正交多項式問題，快擴散方程奇異     　 解和其特性等。探討代數渦旋螺旋，其中包括均     　 曲率曲面的徑向極限和唯一性及部分離散的渦量     　 運動方程。     <2>幾何與數學物理：將持續CR幾何中的不變曲面，     　 奇異山部（Yamabe）問題及複子流形逼近的研究     　 。探討在科西黎曼流形上群等價的科西黎曼函數     　 及小平邦彥嵌入定理及研究，幾何量子化理論上     　 的根本性問題。     <3>組合數學及其應用：將研究泊車函數、沙堆模型     　 、塔特多項式及其應用，並探討某特定對角方程     　 組的根。     <4>機率論：將繼續蒙地卡羅馬馬可夫氏過程的研究     　 ，探討演化賽局論及人口模型的演化過程。討論     　 及探求量子計算及機器學習的相關數學理論。     <5>數論與代數：將繼續探討志村簇模p的幾何性質；     　 研究各類丟番圖近似及整數點問題；研究模型式     　 的反分圓岩澤理論；研究有限李超代數的BGG範疇     　 的表示論；並繼續24次元的全純形頂點算子代數     　 分類及月光頂點算子代數唯一性的研究。 2.物理研究：   (1)量子材料物理研究：基於現有人力與資源之整合，   　 以及在所建構之量子材料生長與檢測一體結合系統   　 已經完成的基礎上，研究重點將集中於二維材料的   　 可塑性研究、具電子強關聯及自旋軌道強耦合之量   　 子材料，以及新穎複雜氧化物薄膜之生長；除了探   　 討它們豐富之物理特性，並致力於了解異質薄膜介   　 面之材料功能性。另外在研究原子層尺度之介面解   　 析與能譜檢測的理論與技術上，將結合高空間與時   　 間解析的顯微及光學技術，發展獨特的局域與動態   　 解析能力。我們將致力於對這類新穎材料的磊晶薄   　 膜及單晶塊材製備與研究，尋找新的量子材料體系   　 ，並進一步研究其在極端條件下（如低溫及高磁場   　 ）的電子傳輸與熱電相關研究。   (2)生物與動態系統物理研究：除了與量子材料物理組   　 合作研究新穎課題水中奈米氣泡及奈米固－液態界   　 面氣態相及多功能高力靈敏度水溶液掃描原子力顯   　 微術開發外，將持續致力於具跨領域特徵之研究領   　 域，含生物及軟物質物理，生物力學，生命及非生   　 命動態系統及非平衡態動力學的研究，並持續探索   　 具有應用潛力的研究課題，例如組織工程及生醫檢   　 測等，除近期已獲證之國內外專利外，並已有案例   　 將已獲專利的研究成果技轉成功。   (3)中高能物理研究：     <1>我們的團隊繼續發展新的技術可運用在暗物質新     　 物理的搜尋分析，因此也提出設計新一代的矽晶     　 探測器可運用在環形電子加速器對撞實驗，更深     　 入的探討希格斯玻色子的質量，自旋，衰變，偶     　 合強度等性質。     <2>107-108年間將在國際太空站上更換AMS舊的散熱     　 系統幫浦，此計畫由麻省理工學院、德國團隊及     　 台灣團隊負責。台灣負責製造新的電子系統與新     　 的散熱板，目前積極進行中。     <3>本所團隊及新聘的理論學者已積極組織國內相關     　 領域專長學者，在2017年參加了日本之重力波偵     　 測實驗(KAGRA)，將使得臺灣在此領域伴演一重要     　 角色。     <4>將繼續開展質量在1kg範圍的超低能超低背境高純     　 鍺探測器及其分析手段，以開啟100 ev-1 keV 的     　 探測視窗。除了低質量範圍暗物質的找尋外，科     　 學目標還有觀察微中子與原子核的同調散射。     <5>量子材料物理組及生物與動態系統組共同研究計     　 畫：         #1.多功能高力靈敏度水溶液掃描原子力顯微術         　 開發：我們將在水溶液環境下持續發展高力         　 靈敏度，且多功能的原子力顯微術，期望對         　 水溶液中軟結構(如生物樣品)的多項機械性         　 質(側向、縱向、彈性與非彈性)提供更高解         　 析及更正確的量測。         #2.利用台灣光子源以X光三維顯微成像取得果蠅         　 及小鼠全腦神經圖譜：以次微米之三維解析         　 度，在二年內完成小鼠大腦全腦完整神經圖         　 譜之影像資料擷取，在短期內預計配合影像         　 數據發展創新之演算法及軟影體架構，完整         　 圖譜之建構。   (4)網格與科學計算專題中心：     <1>ATLAS實驗2018年完成第三輪實驗，將搜集三十萬     　 兆字元(300PetaByte)的數據。ASGC將支援這些數     　 據的處理、分析、與蒙卡模擬(Monte Carlo Simu     　 lation)，廣泛與深入的量測「上帝粒子」(Higgs     　 )的性質，以探索物質質量之起源。     <2>AMS實驗將累積超過一千三百億個宇宙射線的事例     　 。ASGC將支援因應重建(reconstruction)軟體升     　 級所需之數據再處理(re-production)，以及搜尋     　 反氘與反氦所需之蒙卡模擬，以探索宇宙中反物     　 質之起源。     <3>全球重力波實驗(KAGRA/VIRGO/LIGO)連線預計將     　 累積觀測到十數個重力波事例，並能精確定位其     　 波源，進行多波段實時同步觀測。ASGC將支援備     　 份所有數據，以及分析數據所需之重力第一原理     　 計算與蒙卡模擬，以探索宇宙之起源。     <4>TEXONO微中子實驗將持續收集微中子與重原子核     　 之碰撞事例，分析其同調(coherent)效應。這是     　 世界級的實驗，ASGC將支援其數據之備份、再處     　 理、與蒙卡模擬，以探索弱作用左右不對稱之奧     　 祕。     <5>參與WLCG國際合作計畫，進行網格計算之軟體升     　 級，以支援1000PetaByte(PB)量級的分散式數據     　 處理。ASGC將以網格與雲端計算，支援本院各所     　 有計算資源需求之重點計畫，以及與本院合作之     　 跨校合作計畫，概述如下：         #1.以大量之圖形處理器(GPU)，支援強作用之第         　 一原理創新計算。         #2.支援研發新材料的第一原理計算與蒙卡模擬         　 ，特別是綠能能源的轉換與儲存、及量子計         　 算的新材料。         #3.支援本院低溫電鏡(cryoEM)、生醫影像、及         　 生物資訊的大數據儲存、處理、與分析。         #4.支援本院與中央大學、長庚醫院暨大學合作         　 ，利用粒子物理之技術於質子癌症治療之研         　 究。         #5.支援本院在氣候變遷與災害防治的國內外合         　 作計畫，包括與歐盟合作之東南亞區域防災         　 計畫。         #6.支援本院大數據與人工智能在工、商業應用         　 之研發與教育訓練。     <6>與WLCG及美國西北大學尖端互聯網技術國際研究     　 中心(iCAIR)合作，在100Gb/s之寬頻全球學術網     　 ，開發、佈建、與測試以大數據及人工智能，提     　 升網路使用效率與資訊安全的創新技術。 3.化學研究：   (1)永續能源材料及有機功能材料開發：     <1>開發染料敏化太陽能電池大面積模組應用於室內     　 弱光低照度的電源供應器：         #1.建立大面積電極製程技術。         #2.開發高穩定性膠態電解質。         #3.合成高穩定性及高效率染料分子。         #4.電子元件與太陽電池模組開發。     <2>高效率、無鉛、高穩定性鈣鈦礦結構太陽能電池     　 材料開發：         #1.開發無鉛金屬鈣鈦礦結構太陽能電池光吸收         　 材料，如甲胺碘化錫或是硫氰酸根取代鹵素         　 的鈣鈦礦太陽能電池。         #2.建立高再現性的鈣鈦礦結構太陽電池元件製         　 程方法。         #3.鈣鈦礦結構太陽電池元件/模組開發並進行老         　 化測試。     <3>開發可見光分解水產氫的電極材料與技術：         #1.開發高穩定性、低能隙(>1.2eV)光電極材料         　 。         #2.開發高穩定性對電極非貴金屬觸媒材料。     <4>開發有機發光二極體材料：         #1.從藍色螢光主體、白色錯合物混參、元件架         　 構改進白光發光二極體。         #2.研發以金屬有機架構為主體之有機發光二極         　 體材料。   (2)深度減碳及生質能源開發：     <1>模擬生物系統發展新型態具高催化效率的仿生催     　 化試劑，來從事甲烷至甲醇轉換、硝酸鹽與亞硝     　 酸鹽轉化為氨分子、水分子裂解產氫研究。建立     　 光分解水及二氧化碳轉化的氣體濃度量測與反應     　 動力學分析平台。     <2>深度減碳：電催化或光催化二氧化碳活化產製替     　 代燃料。生質原料裂解為特用化學品或燃料，包     　 含酚類衍生物與寡醣等醣類衍生物。碳雙碳烯金     　 屬錯合物於二氧化碳固定研究。     <3>高效率及高立體選擇性之催化劑開發及合成方法     　 學開發包括不對稱手性催化劑與非金屬氫化反應     　 催化劑之研發。   (3)藥物研發及生物影像：     <1>抑制癌症生長及轉移標靶藥物：         #1.開發具抑制酵素活性選擇性的抗癌細胞轉移         　 藥物。         #2.以全合成方法開發新抗癌藥物。         #3.高速藥物篩選進行結構與活性關係研究，開         　 發肺癌標靶藥物，並對潛力分子於治療抗藥         　 性肺癌細胞之作用機制加以探討。     <2>緩和神經性退化疾病：         #1.與阿茲海默症相關之醣胜専之合成研究。         #2.了解伴護蛋白在亨丁頓氏舞蹈症中扮演的角         　 色，開發亨丁頓氏舞蹈症可能的治療策略。     <3>化學探針及影像技術研發：         #1.發展多専修飾標靶微脂體，使用可見光或癌         　 症相關酶誘發藥物釋放。         #2.利用上轉換光學現象，發展生物分子的近紅         　 外光活化光控平台。         #3.發展電子螢光交聯顯微術平台以提供分子之         　 結構資訊，應用於EGFR暨其他致病或治療標         　 靶膜蛋白的結構研究。 4.地球科學研究：   (1)台北都會防災科學任務：確認大屯火山地下岩漿庫   　 的位置與形貌。   (2)大台北都會區與台灣北部山區地震觀測網。   (3)計算地震學之綜合研究：台灣數值地震模型。   (4)台灣社群速度模型v1.0：反演與整合。   (5)構建即時傳輸南海地震網與南海周邊地體構造研究   　 。   (6)建置即時地震災害資訊系統（永續科學中心計畫）   　 。   (7)台灣地震科學研究中心儀器服務計畫。   (8)西太平洋隱沒帶研究：化解台灣構造上的爭議與探   　 索鄰近區域。   (9)台灣西南部的彈塑性動力模型。   (10)含水橄欖石及其同質異相體於高壓下之熱傳導及彈    　 性係數研究。   (11)亞洲造山演化與大陸板塊構造的新視野。   (12)臺灣GPS連續觀測資料與環境因子、地表變形及斷    　 層暫態滑移之關聯性及其物理過程。   (13)雪山山脈與脊樑山脈之地質界線特徵研究。   (14)探討氣候變遷對台灣地區侵蝕風化作用及海洋酸化    　 之影響。   (15)解碼古地函：中亞造山帶蛇綠岩的地球化學研究。   (16)由哈薩克、挪威及日本案例探討碰撞/隱沒帶之溶(    　 熔)液-岩石交互作用。   (17)雷射剝蝕與多偵測器感應耦合電漿質譜術的開展及    　 應用：以特提斯造山帶西北部喬治亞和東南部印尼    　 蘇拉威西為例。   (18)板塊邊界活斷層變形監測。   (19)寬頻海底地震儀及荷蘭繫纜溫度計研究颱風。   (20)使用速率-狀態摩擦定律模擬地震周期斷層滑移及    　 山崩的潛移行為。   (21)結合聲波及全球定位衛星於花蓮外海海底大地測量    　 研究。   (22)台灣澎湖群島地表下岩心的磁生物地層與絕對年代    　 。   (23)第一過渡系元素與同位素之高溫地球化學研究。   (24)行星地幔的動力學與結構：觀測與模型研究。   (25)利用大地測量觀測重力與地球自轉的變化與全球動    　 力學研究。 5.資訊科學研究：   (1)本年度的工作計畫內容，將依照本所中長程規劃，   　 以下列8個重點實驗室所推行的研究計畫為主，在新   　 興研究計畫部分則是專注於發展人工智慧技術與應   　 用。     <1>生物資訊研究。     <2>電腦系統研究。     <3>資料處理與探勘研究。     <4>多媒體技術研究。     <5>語言與知識處理研究。     <6>網路系統與服務研究。     <7>程式語言與形式方法研究。     <8>計算理論與演算法研究。     <9>人工智慧新興研究計畫。   (2)此外，本所更將持續投入研究資源，整合所內各領   　 域專長，並鼓勵發展跨群組大型合作計畫，以期能   　 集中資源到具有前瞻性之尖端領域。並強化國際合   　 作及交流，以提高本所國際知名度，藉此提昇本所   　 研究水準與品質。在人才培育方面，本所除了國際   　 博士學位學程與國內博士學位學程外，每年暑期亦   　 提供暑期研究生的名額，讓國內外資訊相關領域的   　 研究生可直接參與本所同仁的最新研究工作，對參   　 與學生將來的學術發展與研發能力助益良多。 6.統計科學研究：   (1)未來中長程發展規畫：本所以核心設施的模式建立   　 資料科學統計合作社，做為本所與院內各研究所以   　 及院外產學相關單位的溝通平台。隨著科技進展，   　 各個領域都面臨資料變革帶來的挑戰，包括資料巨   　 量化、資料高速輸出化以及資料型態的複雜化，以   　 至於許多領域的突破關鍵點都仰賴在資料分析上。   　 本所研究人員經過逾30年的傳承與創新，在自然科   　 學、生物醫藥、工程科學、人文社會、金融科技等   　 領域的實務應用與學術研究都累積了不少寶貴的經   　 驗與實力，我們期待，可以在這個合作平台上發展   　 出更多分析工具，在資料科學領域可以提出更高層   　 次的見解。   (2)108年度重點研究計畫如下：     <1>統計理論與方法研究。     <2>統計方法與應用研究。     <3>生物統計與生物資訊研究在癌症的應用。     <4>統計機器學習、深度學習理論與應用。     <5>新興研究計畫：集成式統計分析之矩陣視覺化，     　 從監督式學習到深層學習。     <6>中華統計學誌編輯發行。     <7>統計科學學術會議。     <8>年輕統計人才培育。 7.原子與分子科學研究：   (1)化學動態學及分子光譜學研究：化學物種基本性質   　 的探究、化學反應活性的瞭解、及以反應動態學與   　 光譜學應用在大氣化學及生命科學中的重要課題。   (2)尖端材料及表面科學研究：持續各式新穎材料，包   　 括奈米熱電材料、納米光伏材料、人工光合作用材   　 料之設計、合成、及理論計算、及在永續能源上的   　 應用；研究激發態能量轉移理論。   (3)生物物理與分析技術研究：空間及時間上的高解析   　 度影像技術的開發，結合奈米材料、螢光分子、雷   　 射、超高速光學顯微攝影、超解析光學顯微技術、   　 以及核磁共振光譜技術等，探討生物系統在分子、   　 胞器、及組織層次的生命現象本質。   (4)原子物理及光學研究：發展新型雷射及光學技術，   　 致力於雷射在冷原子、量子資訊科、非線性光學、   　 光控制材料製程的應用。 8.天文及天文物理研究：   (1)阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列─臺灣計畫(At   　 acama Large Millimeter/submillimeter Array-Ta   　 iwan， ALMA-T)：自2013年3月啟用以來，藉其高角   　 解析力已產生許多重要研究成果，臺灣觀測計畫書   　 的成功率持續高於平均值，贏得約6％的觀測時間，   　 顯示出高投資報酬率！在儀器研發方面，本所與國   　 際合作、主導研發之第一頻段(Band-1)接收機系統   　 的製造工作持續進行中。Band-1接收機安裝於ALMA   　 後，可觀測範圍之距離將延展為目前的2倍。   (2)Subaru望遠鏡的主焦點光譜儀研發計畫(PFS)：本計   　 畫由本所與日本、美國普林斯頓大學及加州理工學   　 院、巴西、法國、德國及中國的相關機構合作。本   　 所自2011年起參與Subaru主焦點光譜儀(PFS)的研發   　 ，負責光纖定位相機及主焦模組之結構及組裝測試   　 。   (3)理論天文學(Theoretical Astrophysics/TIARA)：   　 提供理論與計算天文物理研究與教育的整合性計畫   　 ，讓先進的電波及可見光觀測研究更臻完備；持續   　 舉辦冬/夏季課程、學術研討會，積極與世界各研究   　 機構發展合作關係。   (4)海王星外自動掩星普查計畫(Trans-Neptunian Auto   　 mated Occultation Survey， TAOS-2)：由本所主   　 導，與墨西哥自治大學(UNAM)與美國史密松天文臺(   　 SAO)合作，已於墨西哥聖白多祿天文台(San Pedro   　 Martir Observatory， SPM)架設三座1.3米TAOS-2   　 望遠鏡，靈敏度將比TAOS-1提升100倍。科學目標為   　 偵測古柏帶及更遠處小型天體的大小分佈，並探索   　 這類天體對背景恆星造成的掩星現象。   (5)東亞核心天文台協會(East Asian Core Observator   　 ies Association， EACOA)：此協會於2005年由東   　 亞四個核心天文台（本所、中國國家天文台、日本   　 國立天文台及韓國天文研究院）組成，宗旨為推動   　 強化東亞地區天文台間的合作，於2014年底在夏威   　 夷登記成立東亞天文台(EAO)，致力於使東亞各國天   　 文設施發揮最大效能。   (6)次毫米波陣列(Submillimeter Array， SMA)：SMA   　 由本院及SAO合作。8座電波望遠鏡中有兩座由本所   　 及臺灣產學界合作製造，本所因而取得SMA12.5%的   　 觀測時間，供臺灣天文界申請使用。2003年啟用以   　 來持續用於進行科學觀測，每週平均約產生一篇論   　 文。   (7)可見光與紅外線天文儀器及科學研究計畫及與加-法   　 -夏望遠鏡機構的合作(OIR & Collaboration with   　 CFHT)：本所持續為臺灣天文界取得CFHT觀測時間，   　 亦持續參與第四代史隆巡天計畫。臺灣提出的OIR觀   　 測計畫涵蓋太陽系、恆星形成與宇宙學等領域。   (8)特長基線干涉儀計畫(Very Long Baseline Interfe   　 rometer， VLBI)/格陵蘭望遠鏡計畫(GreenLand Te   　 lescope， GLT)：GLT計畫由本所主導，與美國SAO   　 、NRAO及MIT Haystack Observatory合作。本所研   　 發次毫米波VLBI作為SMA及ALMA的延伸，可提升角解   　 析力達1，000倍。與史密松天文台合作改裝由ALMA-   　 北美團隊興建的12米原型機望遠鏡，重新部署為格   　 陵蘭望遠鏡(GreenLand Telescope， GLT)。   (9)奈米級二次離子質譜儀計畫(Nano Secondary Ion M   　 ass Spectrometry， NanoSIMS)：本所與本院地球   　 所及環變中心合作購置安裝「奈米級二次離子質譜   　 儀(NanoSIMS)」，分析彗星塵粒或隕石之微小樣本   　 的同位素比值。   (10)強度測繪計畫─探索宇宙初始一氧化碳（ASIAA In    　 tensity Mapping， AIM）：持續李遠哲陣列的升    　 級工程，使它能有效觀測一氧化碳分子譜線，進行    　 宇宙學上具競爭力的實驗。   (11)天文教育及推廣計畫(Education and Public Outr    　 each)：內容涵蓋推廣文宣、教育及推廣活動、媒    　 體、影音、網路、及交流合作等，並協助教育及訓    　 練臺灣新生代天文學家。 9.應用科學研究：   (1)本計畫由三個專題中心負責執行，分別為「生醫應   　 用」、「綠色科技」、「工程與力學科學」。   (2)本年度具體研究方向如下：     <1>微環境操控參數，如氧氣濃度、氧氣梯度、靜液     　 壓、剪應力等等，對細胞分化、細胞遷移，與細     　 胞交互作用之影響。     <2>整合多重感測元件並運用最新深度學習等人工智     　 慧機器學習技術運用大數據分析以建立非侵入式     　 智慧型血糖檢測技術。     <3>利用二維系統材料與超穎刻作材料來研發高效率     　 光電元件:結合僅數奈米厚度的單原子層二維過渡     　 金屬二硫屬化物材料及新式奈米尺度發光結構，     　 開發新式超薄微型高效率發光及相關光電元件。     <4>先進智能化超穎結構於熱回收應用:針對光超穎平     　 面波導之光學特性模擬與分析，研究波導結構中     　 不同光學金屬與金屬氧化膜高介電常數膜堆對於     　 各種波長的穿透、反射、散射現象。     <5>先進奈米結構製程與可攜式臨床檢驗的發展與應     　 用，持續提升奈米結構製造能力以及結構品質。         #1.發展新型式快速製作方法，運用國內精密塑         　 膠射出成形製作多尺度毫米微米奈米結構整         　 合晶片，進行應用研究促進產業升級。         #2.持續擴展品質量測、分析與控管之研究發展         　 。         #3.擴大不同疾病的臨床檢體收集，以驗證分子         　 標記的正確性。在功能性奈米結構之製備上         　 ，持續發展能快速製作高品質奈米結構的製         　 造技術，並引入品質分析與控管的程序，以         　 提供高品質的檢測晶片。 10.環境變遷研究：   (1)大氣物理與化學：     <1>都市空氣污染與低雲及霧霾之物理化學交互作用     　 。     <2>東亞區域背景大氣組成之觀測及空氣污染對區域     　 性氣候變遷之影響。     <3>邁向深度減碳途徑之策略規劃、環境監測與模擬     　 。     <4>跨領域都會PM2.5暴險研究及健康導向之預防策略     　 。     <5>高解析度細懸浮微粒（PM2.5）空氣品質資料分析     　 與預報模式研究。   (2)氣候科學：     <1>長期氣候變遷模擬與推估-參與耦合模式比對計畫     　 。     <2>臺灣乾旱研究：變遷、水資源衝擊、風險認知與     　 溝通。     <3>高精度大氣模擬及環境衝擊研究。     <4>無接縫天氣氣候模擬與預報系統發展。   (3)水圈科學：     <1>南海珊瑚礁生態系海洋學與時間序列研究(SEATS)     　 。     <2>臺灣集水區生態與生地化監測研究。     <3>東亞氣膠金屬沈降對海洋生態環境研究。     <4>黑潮物理特性及生地化研究。     <5>水圈環境有機碳的生地化研究。 11.資訊科技創新研究：   (1)資通安全專題中心：整合國內各大學及研究機構的   　 資源與專家學者，目的在於強化我國資通安全之研   　 究與發展，並促成政府、學術機構以及民間企業間   　 合作管道的建立。   (2)智慧優網運算專題中心：研究涵蓋網路通訊、雲端   　 運算、嵌入式系統、多媒體技術、資料科學，以及   　 相關之新興應用與創新，將持續進行以資訊技術為   　 核心的跨領域研究，從事跨領域的資訊科技研發與   　 整合。   (3)人工智慧創新應用專題中心：專注於人工智慧相關   　 技術應用與服務之研究，以研究成果帶領業界發展   　 更具實用價值之雲端服務、強化終端設備在人工智   　 慧上的角色，並有效技術轉移與應用於產業界，引   　 導產業界善用人工智慧技術，使人工智慧成為產業   　 的新利基。

1.數學研究：   (1)預期對1+1維之孤立子方程及其他可積系統有更進一   　 步的了解。也預期對高維具量子勢之方程，獲得新   　 的了解角度，並得到一些對應方程之特別解。將更   　 深入瞭解流體力學的渦旋理論，並處理均曲率曲面   　 的徑向極限和唯一性問題及部分離散的渦量運動方   　 程解存在性及唯一性問題。了解有限點上爆炸的快   　 擴散方程奇異解的存在性，並深入了解這一類解當   　 時間趨向無窮時解的漸近性行為及其快擴散方程解   　 的各種特性。   (2)了解無向圖上阿貝沙堆模型回歸構型和可允許構型   　 凸包的幾何性質；利用格路、樹、有禁排列、對稱   　 函數、正交多項式、連分式等其它組合結構能夠深   　 入系統地研究探討如何利用一些經典的組合統計量   　 ，對s-inversion序列給出新的刻畫；此外，並同時   　 探討如何利用s-inversion序列證明一些排列組合統   　 計量的同分佈問題。   (3)預期用演化賽局論來了解國際環境公約及各國是否   　 選擇參加公約的原因。   (4)在緊流型上若同一方向的反對稱擾動可將譜距推到   　 無窮大，則其最差情況分析的漸近變異數趨近零。   　 預期在一般歐氏空間及不同方向的反對稱擾動也有   　 相同的結果。   (5)希望更了解有名的月光頂點算子代數中權重二子空   　 間格拉斯代數的結構，並證明弗蘭克爾－那保斯基   　 －穆曼有關月光頂點算子代數唯一性的猜想及完成2   　 4次元全純形頂點算子代數的分類。   (6)對於特殊形單李超代數，希望能獲得關於它們的表   　 現理論及不可約特徵式的一些基本結果。   (7)希望能證明等級零情形下虛數二次域上的模形式的B   　 loch-Kato猜想和Selmer奇偶性猜想。 2.物理研究：   (1)量子材料物理研究：根據本所中長期規劃，過去三   　 、四年我們致力於建構一套完整的量子材料成長與   　 高真空檢測系統，已經陸續完成。在此期間，我們   　 也聘任該領域的兩位理論及實驗新血，並進一步在   　 內部研究人力上整合與訓練，但我們仍需招募一、   　 二位人才有能力從事一些特殊的量測方法。另外我   　 們也建立了國內量子材料研究平台，結合國內有豐   　 富經驗及年輕具潛力的學者共同研究，也進一步提   　 昇台灣在這個領域的國際競爭性。   (2)生物與動態系統物理研究：在來年期將繼續獲證數   　 項專利，集合基礎及應用科學之相乘效果，除開發   　 具有前瞻性之科研題目外，並將研發成果智慧財產   　 權及其應用績效緊密結合，以惠民生。如幫助改進   　 人工視網膜、對下一代的攝影機設計提供新的方向   　 、血管疾病之預防、幫助毛髮再生等。   (3)中高能物理研究：     <1>台灣中央研究院組也參與新的像素檢測器的開發     　 。我們參與的反物質太空磁譜儀(AMS)是第一座大     　 口徑的太空磁譜儀，可以精密量測宇宙射線中帶     　 電的粒子與反粒子以及高能量的光子。AMS至目前     　 為止的量測結果，已推翻了先前對宇宙射線的了     　 解。未來更多的數據將對宇宙及暗物質的瞭解有     　 重要的貢獻。     <2>我們的團隊於台灣電力公司國聖核能二廠研究微     　 中子性質數年，有甚多重要成果。現在已開始與     　 位於中國四川、世界最深的錦屏山地下實驗室，     　 擁有三十餘國際科技人員的研究隊伍合作。團隊     　 找尋暗物質的實驗靈敏度已達世界水平。   (4)量子材料物理組及生物與動態系統組共同研究計畫   　 ：     <1>未來希望能結合生物表面修飾技術，發展出高速     　 生醫檢測系統，應用到更廣泛的層面。     <2>預期得到所有腦科學研究最基本之重要訊息，也     　 就是腦神經網路圖譜。在不同階段，從果蠅、小     　 鼠到人類，完成之圖譜都將開啟對大腦運作突破     　 性的了解，也將對社會帶來正面的衝擊。而影像     　 技術所衍生之尖端設備及服務產業將提供我國製     　 造及生醫產業新的發展。   (5)網格與科學計算專題中心：     <1>參與及支援全球矚目的前沿基礎科學研究國際合     　 作計畫，屢有重大發現，提升了本院的國際學術     　 地位。     <2>積極支援氣候變遷及災害防治的國內與國際合作     　 計畫，能對永續發展有所貢獻。     <3>積極支援台灣質子與碳離子癌症治療技術的創新     　 研發，將能嘉惠癌症病患。     <4>致力於開發網格計算、雲端計算、大數據實時處     　 理、人工智能於提升計算效能及熱電使用效率的     　 應用等的創新的技術，並經由國際合作，引進新     　 技術，使本院之計算技術能保持於世界前沿。 3.化學研究：   (1)永續能源材料及有機功能材料開發，預期達成：     <1>開發高效率、低成本的染敏及鈣鈦礦結構太陽能     　 電池關鍵材料技術。     <2>建立可見光分解水產氫的電極關鍵材料開發技術     　 。     <3>建立國內太陽能電池結合3C產品的新應用商業模     　 式。     <4>培養學生對於新材料開發與元件/模組製程的基礎     　 能力，為產業界培養技術人才。   (2)深度減碳及生質能源開發，預期達成：     <1>開發安全、綠色有效能的小分子均相與異相催化     　 劑，將二氧化碳與甲烷等溫室效應氣體，轉換成     　 為能源分子或石化原料，以建立未來自給自足的     　 化學與石化產業。     <2>發展氫能，輔助建立以低碳能源為主體的能源經     　 濟。預期相關研發成果，將對促進地球與生物圈     　 的永續恆定與新型態能源的再生與利用，有實質     　 的助益；本所未來著重研發永續碳中性催化反應     　 製程，能在常溫常壓，低耗能的條件下，利用天     　 然氣、二氧化碳結合氫源與生物固定等方法轉換     　 成為低碳或碳負性之能源分子與石化原料，這些     　 新型態的轉換製程，對幾乎無天然資源的台灣而     　 言，將有機會得以建構自給自足的能源亦或物資     　 的供應網絡。   (3)藥物研發及生物影像，預期達成：標靶性藥物以其   　 專一性及較少副作用為目前新藥開發的趨勢。所需   　 合成化學及化學探針技術均為本所合成化學專長。   　 目前，本所有多個新化合物進行細胞實驗，測試藥   　 物活性。對於評估具有臨床應用潛力之化合物，我   　 們將申請專利並進行技術轉移。未來期能在確立先   　 導藥物後，進入國家生技園區研究平台，進行進一   　 步細胞及動物實驗。同時，藥物開發過程將以高產   　 率，低污染為原則，以期達成綠色永續化學的終極   　 目標。 4.地球科學研究：   (1)瞭解大臺北地區火山構造與地下地質構造，為我國   　 建立完整的基礎災防資料，同時為未來地熱能源、   　 水文地質、工程地質等的開發與勘查提供精細的科   　 學依據。擴大北台灣地區構造活動的監測範圍，並   　 補強過去宜蘭、花蓮發生大地震時，地震波行經山   　 區傳至台北間所缺乏的資料。深入瞭解地震發生的   　 物理過程、縮短獲取即時地震資訊的所需時間並應   　 用在地震防災與減災上。   (2)藉由收集完整地震資料提供進行板塊構造研究及藉   　 由地震網建立增強對馬尼拉海溝潛在大地震之監測   　 能力，提升區域地震速報及地震、海嘯預警功能。   　 藉由境外設立寬頻地震觀測網將有機會成為橫跨多   　 國的地震觀測與災害監測網。持續的努力將使台灣   　 在國際地震學界佔有一席重要之地，甚至擔任區域   　 研究及資料中心的角色。提昇台灣國際能見度，也   　 在東南亞地震研究及防災上扮演重要的角色。   (3)在顯著地震發生後調度志工在安全的情況下回報地   　 震地表災害的科學參數，協助斷定對應的孕震構造   　 與評估後續的潛在危害。在地震時和地震後透過網   　 路收集群眾報告，以彌補觀測系統的不足之處，並   　 充實地震科學的現地資訊，提供防災應變參考。   (4)利用精緻的年代學和岩石地球化學方法，有系統地   　 彙整歸納相關的岩漿活動紀錄，以期獲得新的觀點   　 與視野，能對整個亞洲的造山演化及地殼生長，乃   　 至大陸板塊構造運動的重大基本議題，提供新的制   　 約和解釋。並對碰撞縫合年代、上部地函成分和地   　 體構造運動演化的關係加以瞭解，並綜合之前對東   　 亞區域岩石圈演化之研究，提供一區域大尺度演化   　 之制約。   (5)了解水如何影響上地函至地殼之熱演化及動力學過   　 程，為深部地震的成因提供實驗證明。   (6)建立台灣附近海域可靠的海水酸鹼值變化史，對本   　 區域內珊瑚骨骼化學及生長與海洋酸化的關係加以   　 探討，提供西赤道太平洋地區大尺度環境變遷之制   　 約。   (7)建立跨越花東縱谷縫合帶斷層之地表變形剖面、以   　 影像處理新技術來計算並瞭解近斷層變形特性、以   　 地質鑽井方式深入瞭解斷層帶構造及力學特性、以   　 數值模擬來瞭解板塊邊界斷層的構造、運動學、及   　 力學特性。   (8)研究斷層暫態滑移有助於了解斷層帶活動特性、地   　 震如何被觸發及其在釋放間震期地殼累積應力所扮   　 演之角色。於特定區域進行無人機調查建模工作、   　 利用拉曼光譜分析碳物質的溫度峰值、及解析跨梨   　 山斷層可能的構造現象與斷層活動性。   (9)建立使用地震數據以提供近乎現時(real-time)的颱   　 風補充信息的能力。   (10)對澎湖群島建構一完整的火山噴發紀錄。針對野外    　 玄武岩露頭分析其古地磁的方向以瞭解澎湖群島的    　 地體演化。 5.資訊科學研究：   (1)生物資訊研究：     <1>開發迷你微光學顯微鏡平台與擷取影像之處理及     　 分析技術。     <2>發展短序列轉譯體基因組序方法和工具。     <3>研究全基因組探勘基因表現緩衝之分子機制。     <4>轉錄因子與DNA功能域的組成對選擇性剪接之調控     　 機制。     <5>建構雲端輕量級實驗室電子紀錄平台。     <6>Omics資料分析的生物資訊研究及系統開發。     <7>持續進行與癌症相關的蛋白基因體生物資訊研究     　 。   (2)電腦系統研究：     <1>發展分散式深度學習之系統開發與優化技術。     <2>改進雲端運算平台以提升處理巨量資料的處理效     　 能和應用規模。     <3>開發高效省電之次世代嵌入式系統之關鍵技術。     <4>推動以人工智慧協助製造業等產業解決問題及進     　 行技術升級。   (3)資料處理與探勘研究：     <1>建構位置感知服務與資料分析平台。     <2>開發個人化常用英文出題系統。     <3>針對深度強化學習，研究如何加速學習與相關應     　 用探討。     <4>提出多層空間網路中之資源限制最短路徑索引與     　 查詢演算法。   (4)多媒體技術研究：     <1>進行擴增生成對抗模仿學習研究。     <2>發展基於深度學習的新興電腦視覺技術。     <3>開發視訊影像分析與模型辨識技術。     <4>提出影像處理與壓縮感測演算法。     <5>開發深度學習與多媒體處理技術。   (5)語言與知識處理研究：     <1>發展以情感致能的對話分析與產生技術。     <2>持續進行資料探戡與學習研究。     <3>建構基於深度學習的機器閱讀系統。     <4>開發兼具查詢與對話功能的新聞聊天機器人技術     　 。     <5>持續進行以模式為本的知識表達與自然語言理解     　 研究。     <6>開發有關語音、語言與音樂處理技術與應用。   (6)網路系統與服務研究：     <1>持續進行合作式參與式城市感測研究。     <2>參與式城市感測系統之感測器分散式校正模式研     　 究。     <3>發展雲端財富及風險管理計算分析模型。     <4>建構時空資訊處理的協同方法與系統。     <5>研究群體資料分享之關鍵議題。   (7)程式語言與形式方法研究：     <1>研究單子副作用處理之語意與推論。     <2>發展密碼程式正規驗證理論與方法。     <3>研究雲端計算正規驗證。     <4>提出程式終止自動檢測方法。   (8)計算理論與演算法研究：     <1>發展針對雲端架構與後量子的密碼學方法。     <2>研究機器學習與賽局理論。     <3>開發無人機的路徑規劃與導航技術。     <4>分析美國國家標準局目前公開徵選未來後量子密     　 碼學的競賽的參賽系統。     <5>解析與探究層次型模態邏輯在對局推理上的應用     　 。     <6>進行資料密集計算研究與模擬系統之應用。     <7>持續進行計算台語研究。   (9)人工智慧新興研究：     <1>建構具深度理解之對話系統及發展智慧型輔助學     　 習機器人技術。     <2>研究深度學習與開發多媒體資料處理新興應用。     <3>提出異質性深度模型整合與檢索特徵學習方法。     <4>發展深度學習網路精簡化技術。 6.統計科學研究：   (1)數理統計：     <1>多窗掃描統計量分布之估計的理論分析探討。     <2>建立自動化判別低溫電顯影像群聚分析的理論探     　 討。     <3>A-最適控制對照試驗多因子實驗設計之分析探討     　 。     <4>組合結構上的非正規漸近的理論分析探討。     <5>在大數據和人工智慧的時代中現代實驗設計分析     　 。     <6>在連續時間隨機波動模型下的非交易日效應分析     　 。     <7>解決大尺度估計問題的隨機演算法。   (2)統計方法與統計應用：     <1>建立混合型資料之矩陣視覺化及其應用工具。     <2>建立函數資料分析方法與應用。     <3>建立健康照護策略的成本效益評估的分析工具。     <4>累積報酬其市場風險指標估計之統計推論探討。     <5>建立逆高斯過程具隨機效應之最佳設計方法。     <6>建立大腦功能網路連結的分析方法。   (3)生物統計與生物資訊研究在癌症或其他重症的應用   　 ：     <1>建立臨床試驗治療轉變的統計預測分析方法。     <2>纖維母細胞異質性與肺癌腫瘤惡性度之預測分析     　 。     <3>轉型生長因子與轉錄因子在第一型肺泡上皮細胞     　 分化過程中之調控實驗資料分析。     <4>建立肝癌及大腸直腸癌併肝轉移病人資料分析模     　 型。     <5>以健保資料庫研究藥物流行病學的方法與問題探     　 討。     <6>高速定序在轉譯與精準醫學之應用。     <7>更新強化數理生物MIB核心資料計算儲存環境。     <8>建立Affymetrix Axiom専單一核苷酸多型性生物     　 晶片資料分析方法與系統。     <9>發掘巨量資料訊息之新多變量分析法。     <10>肺癌病人對藥物反應之預測(Prediction of dru      　 g response for lung cancer patients)。   (4)統計機器學習、主動式學習、深度學習理論與應用   　 ：     <1>建立高維度資料分析、統計機器學習、深度學習     　 的分析方法及其應用。     <2>建立主動式學習的理論架構與應用。   (5)新興研究計畫：建立集成式統計分析之矩陣視覺化   　 的系統分析平台。 7.原子與分子科學研究：   (1)進一步探討反應物「振動相位」對反應活性的影響   　 ；完成基質輔助雷射脫附游離機制的理論與實驗；   　 研究複雜的克里奇中間體之化學反應動力學與光譜   　 學研究；單醣至多醣的量子化學計算及結構鑑定；   　 含質子分子的小分子團簇紅外光譜計算；以質量解   　 析臨界游離光譜法量測三明治分子游離能。   (2)發展新材料及新製程提高熱電材料、納米光伏材料   　 、人工光合作用材料的轉換效率；開發新的二維結   　 構材料及元件；奈米電漿聚場效應光譜技術，將光   　 譜技術之空間解析度推進至奈米尺度；探討自製表   　 面拉曼光譜底板，在水質與食品快速偵測上的應用   　 ；以各式理論計算方法，預測和篩選可能的新能源   　 材料，提供實驗新的研究方向；提出更準確的激發   　 態能量轉移理論。   (3)自製明亮螢光奈米鑽石，結合超解析顯微技術，完   　 成在活細胞內奈米解析度光學影像；藉由自製特殊   　 創新設計的光學系統及奈米等級的光固化3D印表機   　 ，達到高通量定點蛋白質擷取的功能；研發超高速   　 光學顯微技術，結合功能性奈米金粒子，探討病毒   　 感染細胞過程；建造光激發核磁共振探測的光譜技   　 術，提供進行光化學反應的蛋白質全新量測方法。   (4)和生物物理與分析技術組合作，以製備的螢光奈米   　 鑽石，結合微波光譜技術，發展奈米溫度計應用於   　 積體電路；持續發展雷射電漿波粒子加速器、X光和   　 EUV光源；持續發展極弱光的非線性光學和光的量子   　 記憶體，及其於量子資訊科學的應用；持續原子團   　 的超輻射現象、旋量、波色-愛因斯坦凝結體、量子   　 氣體之超流之結構及動力學研究。 8.天文及天文物理研究：   (1)Band-1接收機系統預計2018年進入量產，2022年底   　 前全部完成；為加速科學研究及論文發表，成立通   　 用天文軟體研發中心(ACDC)並發展數據分析的先進   　 軟體(CASA)；持續負責運作ALMA區域中心的臺灣支   　 站，支援本地天文學家的科學觀測活動；持續研發   　 低噪音且具有高線性放大率的本振系統；進一步改   　 善混頻器性能並預備研發Band-11接收機系統。   (2)PFS預計於2019年完成，從2020年開始進行360晚上   　 的觀測，台灣天文學家將可獲得此觀測的第一手資   　 料，並繼續透過由同儕審查的一般觀測計畫申請Sub   　 aru望遠鏡的觀測時間。   (3)持續促進本所與國內外學術機構在理論天文研究方   　 面的合作；為本所各項觀測研究結果提供理論支援   　 與解釋使各波段的觀測研究更臻完備；持續研發改   　 良可就理論模型與觀測資料進行比較的工具；持續   　 培育下一代理論天文物理學家。   (4)預計TAOS-2於2018年中開始科學觀測，將以每秒20~   　 40次的頻率觀測蒐尋太陽系外圍天體對背景恆星造   　 光能量利用效率。   (5)生醫檢測晶片與微流體系統整合在檢測應用上非常   　 具有價值，其具有優異的靈敏度與即時量測、無需   　 標定的功能。我們將發展可攜式的系統，除應用於   　 腎臟損傷之快速檢測之外，將擴充本方法於其他疾   　 病檢測的應用。   (6)我們預期研究成果有機會發表於一流的科學期刊，   　 且可獲新型專利之發展與授權，並將研究成果轉換   　 成高科技業界運用。   (7)持續推動本中心與國內外各大學及研究機構間之合   　 作研究交流。 10.環境變遷研究：   (1)深入研究都市空氣污染物和低雲或霧的交互作用，   　 進而探討氣膠對於雲霧的巨觀和微物理性質的影響   　 、以及霧霾對都市外圍居民的健康衝擊。   (2)發展「區域大氣環境監測模擬系統」及「社區環境   　 及健康風險評估技術」，精確掌握減碳計畫期間臺   　 灣及鄰近區域之大氣環境變遷趨勢，深入評估能源   　 設施對民眾生活環境的可能影響；使臺灣能精確診   　 斷能源設施可能造成之社區環境及健康風險，並可   　 提供社會經濟衝擊分析所需的關鍵資訊。計畫中並   　 將組成「深度減碳策略規劃平台」，負責匯集各界   　 專家之建議與本計畫的科學分析結果，研擬最適合   　 我國國情的減碳方案。   (3)與台灣氣候變遷推估與資訊平台(TCCIP)合作，提供   　 TaiESM與HiRAM產出之未來氣候推估資料，利用高解   　 析度區域氣候模式進行動力降尺度模擬，以獲得高   　 時空解析度之台灣地區未來氣象資訊。   (4)利用高時空解析度的全球與區域氣候模擬資料，分   　 析台灣地區未來的降雨型態、頻率及強度變化，進   　 行旱災、水災與水資源風險評估。評估結果可用於   　 建立「氣候變遷缺水衝擊與調適」利害關係人之風   　 險認知調查與政策溝通工具。   (5)發展高解析度細懸浮微粒(PM2.5)空氣品質資料分析   　 與預報模式，提供更細緻的都市空氣品質資訊，進   　 而協助研擬更精準的空氣品質管理策略。   (6)結合生地化學航次調查與現場的錨錠系統物理量測   　 研究，研究結果對碳（有機的與無機的）循環、浮   　 游植物動力學與生物多樣性等重要的海洋環境科學   　 議題做出顯著的貢獻。   (7)成立《臺灣集水區生態/生地化研究》團隊，對集水   　 區/水庫的水文與生地化現象進行完備的時間序列研   　 究及模式分析。 11.資訊科技創新研究：   (1)資通安全專題中心：有效整合國內密碼科技資源。   　 與世界一流研究大學共同研發資訊安全技術。並推   　 動產學合作計畫，研發資安相關應用，鼓勵創業成   　 長以加速提升我國資安技術研發實力。   (2)智慧優網運算專題中心：以雲端計算、行動計算相   　 關之軟、硬體及應用為研究發展重心，期於基礎研   　 究之外著重於資通訊之應用研究。並與國內外頂尖   　 大學以及研發機構進行學術交流合作，善用資通訊   　 領域之專業知識及研發創意促成業學界合作，進而   　 帶動研發價值的提昇。   (3)人工智慧創新應用專題中心：提升國內人工智慧研   　 究水準，結合產學合作，促成跨領域研究，並進一   　 步促進國際研究合作、人才交流以及在地人工智慧   　 人才培育。務求技術進展外，同時探討人工智慧對   　 未來社會、經濟以及產業發展上的影響以降低人工   　 智慧帶來的社會衝擊。