中央研究院

1,545,302,000 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   　 家的使命並以追求最先進及最深刻的數學研究成果   　 為目標。創造一個能夠讓所內研究同仁的友善環境   　 ，使他們能追求卓越的研究成果是我們的目標。   (2)未來中長程學術發展規劃：招聘頂尖的研究人員仍   　 是我們最重要的任務之一，過去幾年我們已經成功   　 招聘多位優秀外國籍學者來台服務，未來我們會再   　 加強代數幾何，組合，分析與機率等研究人員的延   　 攬。同時也嘗試招募國外的一流資深學者到台灣作   　 長期訪問，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，在   　 本院數學所歷練過的年輕學者，大都在國內外知名   　 學術機構持續數學研究工作。我們也致力於改善所   　 內研究氛圍，並更進一步提升學術活動的品質，如   　 加強與日韓及歐美的學術交流和國家科理論中心有   　 更密切的學術合作。本院數學所將善用做為國家數   　 學研究中心的角色及規劃中長程研究專題為主軸，   　 聘任能凝聚啟發國內研究人才者為主的資深學者，   　 並積極培養有潛力的研究人才。   (3)110年度重點研究計畫如下：     <1>分析方面：研究幾何量子化又及具群作用高餘維C     　 R流形的分析問題。徑向極限的存在性。另外計畫     　 研究某一大類之廣義的量子Zakharov系統，了解     　 混沌的存在性。     <2>幾何與數學物理方面：持續研究質量、田中-韋伯     　 斯特商及CR山邊問題。研究柯西黎曼不變的曲面     　 面積泛函E的極小子。     <3>代數與組合方面：古典單李超代數的表現論以及     　 其BGG範疇結構的研究。推廣全純頂點算子代數Le     　 ech格子點上的深洞理論。在組合上，計畫研究生     　 成函數上隱藏的微分構造等的新應用以及利用文     　 法發現一些新的排列統計量和建立文法與群作用     　 的聯繫。     <4>數論方面：計畫討論數域及全純函數的最大公因     　 子問題，並探討其在遞迴數列的應用。研究模p志     　 村簇NP層的非空性，Drinfeld模空的算術佐武緊     　 緻化以及超奇異模p交換曲體質量公式。研究p進     　 三重積L函數的構造以及其對對角cycle的算術應     　 用。     <5>應用數學方面：研究在空間-時間區域給定的一條     　 曲線上爆炸的快擴散方程奇異解的存在性和當時     　 間趨向無窮時時解的漸近性行為，我也將研究快     　 擴散方程的解和其它拋物型和橢圓型方程的解包     　 括反平均曲率流等方程的解的各種特性。 2.物理研究：   (1)中高能物理研究：     <1>實驗研究計畫：LHC-ATLAS強子對撞實驗、以精密     　 太空質譜儀觀測宇宙射線、以超低能高純鍺探測     　 器研究微中子物理及找尋暗物質、透過Drell-Yan     　 過程量測核子反夸克的不對稱分布和價夸克橫向     　 動量維度分布與在J-PARC高動量粒子束實驗探討     　 強子專有反應過程、重力波物理的實驗研究、探     　 測器及先進太空級電子系統的研究發展與應用。     <2>理論研究計畫：味物理的量子色動力學研究、G2H     　 DM粒子模型之唯象研究、探索宇宙暴脹的重力波     　 、微中子振盪及核物理對雙中子星合併及千倍新     　 星之影響、在宇宙線粒子對撞機中找尋暗物質、     　 以大數據及複雜網絡方法研究複雜系統動力學。   (2)量子材料物理研究：     <1>量子材料之開發及應用之重要研究方向：鐵基薄     　 膜與複雜氧化物界面超導系統、拓樸物質系統、     　 二維層狀過渡金屬硫化物系統、熱電材料與元件     　 、自旋軌道力矩、自旋波的研究。     <2>延續性計畫：量子材料的設計及生長、拓樸量子     　 材料電子結構的研究、複雜氧化物介面物性研究     　 、鐵磁及反鐵磁材料中自旋軌道力矩、自旋波的     　 研究、新穎二維材料之表面與光電特性研究、極     　 高壓下尋找室溫之超導體研究、鈣鈦礦光伏材料     　 中聲子與電子耦合研究、異常霍爾電阻量子化材     　 料開發。   (3)生物與動態系統物理研究：     <1>探討微流管內血球細胞之聚集結構及流變性質。     <2>細胞在三維孤立圓洞的行為。     <3>斑馬魚預期動力學研究。     <4>製造具有模式化孔隙率和機械性能的3D多尺度複     　 合軟組織替代材料。     <5>顆粒流變與“摩潤學”的結合。     <6>布朗粒子在具有不對稱性和各向異性的狹窄通道     　 之運動。     <7>開發新穎高通量奈米光流體之即時生物分子反應     　 動力學暨親和力分析系統。     <8>侷限環境下細菌形態之空間幾何對細胞分裂調控     　 蛋白的動態分佈。     <9>生物中單一以及集體運動模式之研究。   (4)跨領域的研究計畫：利用同步輻射中心光源以X光三   　 維顯微成像來取得果蠅及小鼠全腦神經圖譜。   (5)新興研究計畫：     <1>開發先進同調電子成像。     <2>複雜系統中的非平衡統計物理—湍流與演化生態     　 動力學。     <3>以視網膜進行光子統計測量之研究。   (6)高能物理與科學計算技術中心：     <1>維持穩定且持續更新的全球網格Tier1中心與亞洲     　 維運中心，支援ATLAS實驗探索物質的起源。     <2>研發分散式雲端系統，支援院內大數據分析與高     　 效能計算之應用與研究。     <3>系統效能最佳化研發。 3.化學研究：   (1)光電材料與生物複合材料：致力於有機半導體小分   　 子、金屬及共價有機結構材料、有機發光二極體等   　 有機電子元件的結構創新與光電性質優化改良。開   　 發新世代染料敏化、鈣鈦礦太陽能電池材料及高效   　 率鈣鈦礦太陽能電池電洞傳輸材料，結合奈米材料   　 及表面化學，提升太陽能電池模組穩定性及效率。   　 利用染料敏化太陽能電池在低照度下效率優異的特   　 性，研發大面積模組技術，開發室內可見光電源與   　 充電模組應用於電子產品、智能家居或物聯網。開   　 發水相電解質染敏太陽能電池模組，轉化為光電催   　 化燃料製備系統。另外也將研究具電活性高性能高   　 分子材料的設計與合成，將成果應用於光電與能源   　 領域，並開發奈米新材料及高分子材料應用於生物   　 電子、生醫材料及生物化學探針。也進行有機超分   　 子刺激應答材料開發。   (2)合成化學及觸媒化學：合成化學研究方向涵蓋有機   　 醣化學、自動化醣共軛分子合成及醣生物學及不對   　 稱催化反應與天然物或具生理活性分子的全合成研   　 究。藥物開發將著重於抑制癌細胞生長及轉移、緩   　 和神經退化性疾病、抗糖尿病之新藥研發。也將醣   　 鏈結反應與人工智慧和符號數學程式結合應用於醣   　 化學反應活性與產物結構預測。催化研究將開發含   　 雜環碳烯、紫質或小分子配位基之金屬錯合物，應   　 用於有機合成、化學鍵活化及生成、氣體儲存與轉   　 化、太陽能驅動水分解製備氫氣、二氧化碳活化等   　 研究領域，並將新穎複合小分子與二維奈米結構複   　 合材料及石墨烯觸媒應用於生質能源的開發。並以   　 金屬奈米觸媒在溫和條件下改善二氧化碳還原的轉   　 化率與產物選擇性。   (3)化學生物學：著重探索生物系統中蛋白質轉譯後修   　 飾，包括醣基化及磷酸化調控及訊號傳導模式，並   　 將研究蛋白質結構與致病機制之關連，藉以解碼糖   　 尿病、癌症、心血管疾病及神經退化疾病在分子層   　 次的病理機制，提供發展新標靶療法之資訊。研究   　 合成胜฀與胜฀修飾之奈米粒子在抑制亨丁頓氏舞   　 蹈症中蛋白錯誤堆疊的活性。在蛋白質反應機構研   　 究將著重替代燃料與生質能轉換相關酵素，包括甲   　 烷至甲醇轉換之甲烷單加氧酶、烷類至醇類轉換之   　 末端單加氧酶。運用永續可再生綠能，驅動細菌性   　 金屬單甲加氧酶，針對甲烷、小分子烷烴與芳香烴   　 等化合物，進行轉化。應用於新型態特用化學品與   　 能源分子的產製上。   (4)生物探針、生物分析與計算化學：將整合合成化學   　 、材料化學、奈米科學與化學生物學，發展新穎螢   　 光標記及生物感測劑，開發官能性多฀微脂體作為   　 用於疾病偵測的智能顯影劑。並積極發展高靈敏度   　 質譜學、高解析度低溫電子顯微鏡、核磁共振學以   　 及生物影像與光學標記等研究平台，解析致病因子   　 之活體細胞影像及提供高解析生物分子結構，尋找   　 腫瘤生物標記應用於精準醫學；理論計算相關團隊   　 將探索功能材料中電荷或能量之轉移原理，提供超   　 分子、太陽能電池與均相及異相觸媒的新設計方向   　 。 4.地球科學研究：   (1)智慧災防新南向執行推動辦公室暨新南向國家地球   　 科學重點科技合作研究深耕計畫。   (2)瞭解山崩和侵蝕作用：以多學科視角研究山崩偵測   　 、坡體破壞和沈積物輸送。   (3)碳循環-從現在到千年前、從小尺度到全球尺度的生   　 物圈變化。   (4)探討LLSVPs的動力學與本質。   (5)早期地函演化示蹤：西伯利亞古陸蛇綠岩與地函橄   　 欖岩的地球化學研究。   (6)利用原始岩漿對隱沒與碰撞造山帶之地函進行探測   　 。   (7)地球深部礦物於高溫高壓下之熱傳導及彈性研究。   (8)亞洲增生與碰撞大地構造研究整合型計畫。   (9)結合分析地球化學與實驗岩石學探討鹼性岩漿的起   　 源。   (10)內核引力扭矩的變化及太平洋聖嬰現象所產生的時    　 變重力。   (11)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。   (12)大台北都會區地震儀陣列與台灣山區地震觀測網。   (13)由台北盆地井下地震儀陣列探討地動響應。   (14)應用空載光達資料及3D立體視覺環境探討並發展高    　 精度地質圖。   (15)臺灣東部地區實施海底大地測量研究。   (16)池上斷層季節性地表變形與地下水文之關係探討。   (17)東台灣蛇綠岩之鋯石鉿同位素研究。   (18)開發台灣研究社群速度模型的網路資料服務系統。   (19)建立近即時GPS資料處理系統與觀測成果共享分析    　 平台。   (20)台灣地震科學研究中心儀器服務計畫。   (21)台灣深部地殼主要構造之震波探索。   (22)台灣西北部與澎湖群島地函捕擄岩之地球化學特性    　 研究：探討岩石圈地函的成份與結構。   (23)地震破裂與斷層摩擦力學。   (24)地函動力模式：熱傳導係數變化的重要性探討。   (25)海底電磁觀測儀、海床水流計、海底絕對壓力計的    　 研發與校驗。   (26)台灣地區河川系統之鋰及鎂同位素地球化學研究。   (27)台灣西部外海張裂盆地同構造沈積序列的數值模型    　 。   (28)由地體動力及地震學探討隱沒在台灣底下之歐亞板    　 塊岩石圈的變形模式：撓曲或是剪切。   (29)泰國蘇可泰弧岩漿岩的年代學、岩石學與地球化學    　 研究。   (30)班達海GPS監測網。   (31)越南及其周邊地區寬頻網地震活動觀測與構造研究    　 。   (32)微壓和微震在颱風前後的變化。 5.資訊科學研究：   (1)資訊科學研究：本年度的工作計畫內容，將依照本   　 院資訊所中長程規劃，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。   (2)此外，本院資訊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，以提高資訊所國際知名度，藉此   　 提升資訊所研究水準與品質。在人才培育方面，本   　 院資訊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資訊所同仁的   　 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：     <1>繼續擴展統計暨資料科學諮詢服務設施，成為促     　 進與院內各所以及院外產學相關單位合作的平台     　 。     <2>跨所學術合作：參與本院重大疾病新藥、疫苗研     　 發計畫，建立低溫電子顯微鏡影像的分析平台，     　 與本院生醫、經濟、化學、社會及資訊等研究所     　 進行跨領域學術研究。     <3>跨院學術合作：積極推動並參與兼具基礎科學與     　 實務的跨領域合作，推動最新統計學工具在各領     　 域的發展與實際應用，例如：生物資訊研究團隊     　 與台大醫院、台中榮總等進行長期合作研究，及     　 腦影像團隊與國防醫學院及本院語言所多年的研     　 究合作。     <4>針對健保資料庫與臺灣人體生物資料庫，發展深     　 層分析的工具與策略，及全民健康保險醫療成本     　 效益評估的統計方法。   (2)110年度具體研究方向如下：概分為生物分子影像分   　 析、人工智慧、深度學習、數理統計、生物資訊、   　 醫學與遺傳統計、社會網絡、統計學習、腦影像分   　 析、資料視覺化等領域。     <1>以統計方法做分項：研究人員進行多項研究計畫     　 探索最新的統計學理論與應用、空間統計模型之     　 建構、最佳實驗設計方法的建構、大數據的統計     　 模型與分析、電腦演算法分析、時間序列資料的     　 視覺化、函數型資料分析方法、影像分析等。     <2>以議題做分項：PM2.5空污相關議題之研究、智慧     　 科技於產業之應用、蛋白質結構分析、社群網路     　 數據分析、癌症醫學數據分析、肝癌及肝炎之因     　 果分析、產品可靠度衰變的機率模型與統計分析     　 方法、期貨定價的模型與方法、癌症標靶藥物開     　 發、基因突變與癌症預測分析、癌症病人基因與     　 存活資料的整合分析、疾病風險預測統計模型之     　 建構等。     <3>因應新型冠狀病毒疫情嚴峻，藉由生物醫學統計     　 方法及人工智慧（AI）算則的開發與創新，強化A     　 I在估計預測之表現，輔以資料科學統計合作社暨     　 資料科學國內學程大數據發展之核心支應，研發     　 先進的統計分析方法與學理依據，導入生物資訊     　 系統，帶動精準醫學。 7.原子與分子科學研究：   (1)從反應動態學與光譜學的研究到大氣化學及生物質   　 譜的應用：本計畫以光譜法研究分子激發態、及游   　 離能，自由基的結構與化性；以動力學研究化學反   　 應及分解的微觀過程，進而將這些知識及技術應用   　 在較複雜的系統，如大氣化學、環境污染分子偵測   　 、醣分子結構鑑定等研究領域。研究課題包括大氣   　 化學相關之化學反應動力學與光譜學研究；克里奇   　 中間體與大氣分子反應的理論計算；新穎質譜儀技   　 術決定多醣的結構；質量解析臨界雙色雙光子游離   　 光譜；運用第一原理於分子光譜計算與分析；紅外   　 雙光梳光譜儀之瞬態吸收光譜。   (2)尖端材料與表面科學原理的探討與應用：近年來奈   　 米材料、二維材料等新材料的發展帶來新的契機，   　 包括新的光電材料、新的觸媒、新的熱電材料、新   　 的儲能材料等。因此，深入研究這些新材料以及其   　 異質結構有其重要性。本計畫主要研究課題，包括   　 以第一原理總能量理論計算探討二維新穎材料的性   　 質；尖端材料在永續能源的應用；表面上自組合原   　 子及氧化鋁奈米管陣列的物理與化學特性研究；二   　 維材料的電子傳輸與光電特性；新穎二維材料的合   　 成；奈米電子學、共振能量轉移、超快動力學的基   　 礎理論研究。   (3)生物物理原理的探討與高解析度分析技術開發：本   　 計畫的研究以發展新的生物相容奈米材料、高辨識   　 率偵測癌症之螢光分子、及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、細胞、及組織層級的行為。   　 主要研究課題包括螢光奈米鑽石的開發與應用；DNA   　 四股結構與癌細胞篩檢研究；生物分子理論計算與   　 研究；超高解析度顯術研究主纖毛結構及動力學；   　 超高速顯微影像生物分析技術開發與應用；原位核   　 磁共振技術膜蛋白研究；胞外小體分子造影及質譜   　 分析的多功能奈米平台。   (4)雷射在冷原子、量子資訊科、非線性光學、及光控   　 制材料製程的應用：本計畫在原子物理與光學的研   　 究，除了發展雷射，也致力於雷射在電漿、冷原子   　 、量子資訊科、非線性光學、光控制材料製程的應   　 用。主要研究課題包括電漿波粒子加速器與極紫外   　 光超快光學；雷射光控制材料製程與應用；非線性   　 光學及光量子記憶體的研究；單原子及螢光奈米鑽   　 石之量子操控；利用冷原子研究等效規範場。 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（A   　 tacama Large Millimeter/submillimeter Array-T   　 aiwan, ALMA-T）：ALMA自102年啟用以來已獲得許   　 多重要研究成果，並將保持頂尖地位至少三十年；   　 臺灣觀測計畫書的成功率持續高於平均值；本院天   　 文所主導研發第一頻段（Band-1）接收機系統，待   　 安裝於ALMA後，可觀測範圍之距離將延展為目前的2   　 倍。   (2)特長基線干涉儀/格陵蘭望遠鏡計畫（Very Long Ba   　 seline Interferometer, VLBI/GreenLand Telesco   　 pe, GLT）：GLT計畫由本院主導，與美國史密松天   　 文台（SAO）、美國國家電波天文台（NRAO）及MIT   　 Haystack Observatory合作。本院研發次毫米波VLB   　 I作為次毫米波陣列（SMA）及ALMA的延伸，可提升   　 角解析力達1,000倍。與SAO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（GLT）。   (3)Subaru望遠鏡的主焦點光譜儀研發與科學計畫（Sub   　 aru Prime Focus Spectrograph, PFS）：本計畫由   　 本院天文所與日本、美國、巴西、法國、德國及中   　 國的相關機構合作，本院自100年起參與，負責光纖   　 定位相機及主焦模組之結構及組裝測試。本院97年   　 起參與的Subaru新一代超廣角相機（Hyper Suprime   　 -Cam, HSC）己於103年正式運轉。   (4)理論天文物理（Theoretical Astrophysics）：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。   (5)海王星外自動掩星普查計畫（Trans-Neptunian Aut   　 omated Occultation Survey, TAOS II）：由本院   　 主導，與墨西哥自治大學（UNAM）及SAO合作，已於   　 墨西哥聖白多祿天文台（San Pedro Martir Observ   　 atory, SPM）架設三座1.3米TAOS II望遠鏡，靈敏   　 度將比TAOS-1提升100倍。科學目標為藉由探索這類   　 天體對背景恆星造成的掩星現象，偵測古柏帶及更   　 遠小型天體的大小分佈。   (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院   　 及臺灣產學界合作製造，本院因而取得SMA 12.5%的   　 觀測時間，供臺灣天文界申請使用。SMA自92年啟用   　 以來持續用於進行科學觀測，平均每週產生一篇論   　 文。   (7)可見光與紅外線天文學（OIR Astronomy）：本院持   　 續為臺灣天文界取得加法夏望遠鏡（CFHT）觀測時   　 間。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。亦曾參與第四代史隆巡天（SDSS-   　 IV）計畫。   (8)東亞核心天文台協會與東亞天文台（East Asian Co   　 re Observatories Association, EACOA & East As   　 ian Observatory, EAO）：此協會於94年由東亞四   　 個核心天文台（本院、中國國家天文台、日本國立   　 天文台及韓國天文研究院）組成，宗旨為推動東亞   　 地區天文機構間的合作，於103年底在夏威夷登記成   　 立EAO，致力於使東亞各國天文設施發揮最大效能。   (9)李遠哲陣列探索宇宙初始一氧化碳的起源與分佈計   　 畫（AIM-CO）：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。 9.應用科學研究：   (1)本計畫由三個專題研究中心負責執行，分別為「生   　 醫科學應用專題研究中心」、「綠色科技專題研究   　 中心」、「力學及工程科學專題研究中心」。   (2)本年度具體研究方向如下：     <1>精準醫療藥物測試與篩選。     <2>智慧型奈米醫學藥物遞送系統。     <3>整合大面積高品質二維半導體材料與新穎奈米結     　 構來研發高效率光電元件。     <4>先進智能化超穎結構於熱回收應用。     <5>先進奈米結構製程與可攜式毒品檢測應用之發展     　 。 10.環境變遷研究：   (1)都市邊界層內氣膠的生成、傳輸及環境衝擊。   (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)跨領域都會PM2.5暴險研究及健康導向之預防策略。   (4)農業施肥對大氣反應性氮化物收支及空氣品質之影   　 響。   (5)長期氣候變遷模擬與推估-參與耦合模式比對計畫（   　 WCRP/WGCM/CMIP6）。   (6)高精度大氣模擬及環境衝擊研究。   (7)無接縫天氣氣候模擬與預報系統發展計畫。   (8)水域生態系統生地化循環過程及時間序列研究。   (9)西北太平洋GEOTRACES研究。   (10)黑潮海洋科學。   (11)珊瑚礁海洋學研究（Coral Reef Ecosystem Ocean    　 ography）。 11.資訊科技創新研究：   (1)資通安全專題中心：整合了國內各大學及研究機構   　 的資源與專家學者，目的在於促進國家的資訊安全   　 、培育資訊安全領域的人才以及推廣資訊安全的觀   　 念，除研究聚焦在國家資安政策、點對點加密通訊   　 技術開發、與不實訊息偵測技術開發之外，亦積極   　 建立跨國研究的合作與交流管道。並繼續執行資安   　 旗艦計畫，擔任台大、台科大、交大、清大、中興   　 、成大與中山等七個資安特色中心計畫的聯盟辦公   　 室，協助媒合各中心的國際交流與產學合作。   (2)智慧優網運算專題中心：目標在於研發資通訊領域   　 之前瞻與核心技術，研究聚焦於物聯網 （Internet   　  of Things）相關研究議題，涵蓋下世代無線網路   　 與通訊技術、以及嵌入式與非揮發性系統。希促使   　 資訊科技的服務創新及使用，提升人群之生活品質   　 ，並凝聚產學合作重點，推動研發技術之擴散，及   　 致力跨領域研究課題及應用，與法人和產業界緊密   　 合作，並培養資通訊人才。   (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，積極與國內外單位合作、   　 培育人才，並與其他學門及產業合作跨領域研究，   　 務求在人工智慧的議題上除了技術進展外，亦能探   　 討其對未來社會、經濟以及產業發展上的影響，引   　 導產業界善用人工智慧技術，使人工智慧成為產業   　 創新的利基。   　 領導/參與JCMT多年期大型計畫並發表科學論文。   (9)已將李遠哲陣列升級更新，用於探索宇宙初始一氧   　 化碳的起源與分佈，並已開始初步觀測。將持續進   　 行陣列的升級更新工程，進一步提升性能。 9.應用科學研究：   (1)精準醫療藥物測試與篩選：本研究將以幹細胞、神   　 經細胞、癌細胞等為主要對象，以正常細胞為對照   　 ，預期可以對神經再生療法、組織工程、癌症的致   　 病機轉等研究有很大的幫助。   (2)智慧型奈米醫學藥物遞送系統：將有效改善藥物達   　 到特定組織之效率，並達到智慧型控制釋放，以顯   　 著增加藥物作用之功效。   (3)整合大面積高品質二維半導體材料與新穎奈米結構   　 來研發高效率光電元件：利用對二維半導體材料與   　 新穎奈米結構的結合，研發新世代奈米尺度的高效   　 率低耗能光電元件，將可增進半導體產業及綠能照   　 明相關應用的普及使用及新的應用。   (4)先進智能化超穎結構於熱回收應用：結合超穎結構   　 與智能科技將可應用於廢熱回收並將光能、電能、   　 熱能、化學能各項子系統優化、提高能量利用效率   　 達成節能目標，創造最大化太陽光能量利用效率。   (5)先進奈米結構製程與可攜式毒品檢測應用之發展：   　 此奈米檢測晶片與量測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。我們將發展可攜式且經濟型的光譜儀   　 ，期望應用於快速毒品檢測。   (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都市邊界層次環流的交   　 互作用。先期觀測實驗，觀測項目涵蓋氣膠的物理   　 、化學特徵參數、二次氣膠前驅物、雲量和雲物理   　 特徵參數、以及邊界層的氣象參數等。觀測結果將   　 匯入氣象-大氣化學耦合模式（例如：WRF-CHEM、CM   　 AQ），探討氣膠的生成機制、傳輸過程、輻射效應   　 以及對邊界層動力的反饋。   (2)暸解東亞地區背景大氣組成的變化趨勢，進而分析   　 影響區域性氣候的化學因子。   (3)預期產出跨尺度物理化學PM2.5模式以及PM2.5個人   　 預警系統之科學概念模型，以及降低民眾PM2.5健康   　 風險之健康促進與污染管控政策建議。   (4)分析氮氧化物通量與施肥量的關係，並將以大氣化   　 學與傳輸模式（WRF-Chem），評估農業施肥管理可   　 能貢獻台灣農業地區空氣品質的程度。   (5)完成台灣地球系統模式的改良，建置TaiESM2，以及   　 超高解析嵌套網格大氣環流模式模式nested HiRAM-   　 SIT，台灣具備模擬地球氣候長期變遷及以超高解析   　 推估台灣鄰近區域變遷的能力。   (6)完成全球暖化情境下的長期氣候變遷，加入CMIP6，   　 提供台灣的模擬資料至國際氣候變遷推估料庫，作   　 為國際氣候變遷研究社群推估未來氣候變遷的依據   　 之一。   (7)建置結合觀測與模式模擬的風能潛勢及環境影響評   　 估系統，並評估在未來氣候變遷情景下，對台灣地   　 區風能潛勢的可能衝擊。   (8)發展出可以模擬全球（約十公里解析度）且能解析   　 影響台灣中尺度天氣（約3公里解析度）的模擬系統   　 ，作為台灣天氣氣候模擬與預報的主力。最終希望   　 ，能將此系統與空氣品質模式結合，深入了解台灣   　 空氣污染問題，也可做為空氣汙染預警的依據。   (9)利用定期生地化學航次調查與現場的錨錠系統物理   　 量測，研究南海物質循環、浮游植物動力與多樣性   　 的變動，瞭解南海環境變遷特徵及人為活動對於南   　 海環境的影響。   (10)探究人為生成氣膠微量金屬在西菲律賓海不同TEI    　 各式中的季節性轉換及其生地化循環機制，並探索    　 TEI在溶解態、懸浮顆粒及沉降顆粒間的互動，及    　 對浮游植物族群結構的影響。   (11)發展台灣週邊海域高解析度區域性海洋氣候模式，    　 並利用其進行季節循環至百年趨勢變化之較長時間    　 尺度變化研究；利用衛星遙測、現場實測、以及數    　 值模擬，進行短時間且高變異之季節內變化研究。    　 並利用這些結果，探討相對應生地化參數之時空變    　 化。   (12)探索物理營力，如風強度、黑潮變動、內波作用如    　 何影響海水生地化參數（如主要營養鹽及微量元素    　 ），直接或間接衝擊台灣周邊珊瑚礁生態系；分析    　 野外採集樣品中的生地化參數，及進行珊瑚共生藻    　 及共生藻與宿主珊瑚的養殖實驗，利用化學穩定養    　 殖系統（Chemostat culture system）探索主要營    　 養鹽及微量元素在不同溫度及pH條件下如何影響該    　 共生關係，用以驗證野外觀測的發現。對台灣及全    　 球珊瑚礁生態系保育及永續經營提出開創性的見解    　 。 11.資訊科技創新研究：   (1)資通安全專題中心：有效整合產、官、學、研之資   　 源，推廣資安新知與認知。     <1>擔任政府智庫，深入的剖析國內外重要資安議題     　 ，並將分析結果具體為政策建議。     <2>推動國際合作，代表國家參與國際資訊安全的雙     　 邊或是多邊論壇，辦理重要之國際會議及持續與     　 重要國家的知名研究單位建立連結，並深化雙方     　 的合作。     <3>媒合產學合作，辦理資安特色主題工作坊，邀請     　 產業界參與，藉以促成產學合作。     <4>培育高階資安人才，提供具有潛力的年輕學子，     　 到擁有先進資安技術的國家受訓。   (2)智慧優網運算專題中心：聚焦於網路通訊與嵌入式   　 系統技術創新的研發方向。著重了解使用者在無線   　 網路中的傳輸、多使用者自利、節能損耗等以提出   　 機制設計，並針對下世代（5G and beyond）通訊標   　 準發展的架構，提出相對應的技術以及應用方案。   　 此外，著眼於物聯網的興起與人工智慧突破性的進   　 展，投入間歇性系統之軟體設計，使物聯網裝置不   　 需搭配電池，可在不穩定且微弱的供電環境下運作   　 ，同時也讓計算能力有限的裝置做深度學習，以加   　 速和雲端互聯的未來發展。   (3)人工智慧創新應用專題中心：整合中心目前的研究   　 資源，做為橋接產業的窗口，促進技術移轉。致力   　 運用人工智慧於製造、醫療、金融科技與農業等產   　 業，結合國內研發單位，以協助臺灣產業轉型，並   　 積極面對資料安全、人才培育、數位化經濟及相關   　 政策調整等課題，以貢獻國家社會、經濟的發展。

1.數學研究：   (1)目標是使用微局部分析來建立一些高餘維數的科西   　 黎曼流形的根本定理。然後我們將使用表現理論來   　 把我們的問題（在餘維數為1的科西黎曼流形上建立   　 G等價型的Boutet de Monvel和Kodaira嵌入定理及G     <1>延續發展多尺度方法來準確預測巨分子動力學及     　 其性質，以應用於理解生物分子作用之機制及其     　 對用分子疾病學之關連。     <2>以合理的成本設計製造3D仿生軟組織替代品。     <3>對二維材料或者低原子序的材料如有機或生物分     　 子等很薄樣品，達到原子級解析。   (4)計畫推向更大型動物甚至人腦圖譜，這將對腦科學   　 的研究產生極為重要的影響，而且所發展出來的實   　 驗技術及大數據影像處理的方法及程式也會有許多   　 商業的價值。本院物理所研究人員在這方面的努力   　 已成功組成亞太地區的跨國團隊，利用區域間同步   　 輻射設施，在未來的幾年間，共同來完成人腦圖譜   　 。   (5)發展特別及尖端的技術、材料及儀器，解決科學研   　 究的需求，也能導致技轉產業或用以幫助解決重要   　 社會問題。   (6)高能物理與科學計算技術中心：     <1>擔任全球網格Tier1中心，並參與核心技術研發，     　 維持在分散式計算技術的前沿行列。同時配合大     　 強子對撞機實驗RUN3開始，與全球網格各合作單     　 位完成新系統的佈建與驗證，共同處理二倍以上     　 增長的大數據量。     <2>以全球網格先進的分散式計算技術為核心，持續     　 更新DJM、DDM、高效能資料傳輸、AAI等系統，配     　 合願內各領域需求，提升院內高效能計算與大數     　 據分析之研究應用效能。     <3>利用機器學習等方法，以更自動化與智慧化方法     　 ，提升分散式計算環境與應用，以及資料中心熱     　 電使用等整體效能。 3.化學研究：   (1)新世代光電材料：     <1>完成新一代高效率光催化水解觸媒開發。     <2>完成太陽能電池驅動水分解電化電池模組。     <3>開發室內弱光太陽能電池模組，作為應用於物聯     　 網之原型。     <4>永續能源材料產氫的可行性評估。   (2)合成化學及觸媒化學：     <1>醣化學及天然物之催化反應及全合成方法。     <2>藥物開發過程將以高產率，低污染為原則，開發     　 綠色合成策略，以期達成綠色永續化學的終極目     　 標。     <3>開發新穎異質均相催化策略，提升二氧化碳轉換     　 之活化效率。     <4>開發單分子金屬奈米觸媒材料及二維奈米結構複     　 合材料，並了解結構及功能關係。   (3)化學生物研究與開發：     <1>化學探針應用於生物活體影像及檢測。   (1)以「數位科技」、「智慧城鄉」和「綠色環境」為   　 主軸，以我國離島疆域及東南亞國家為基地，深化   　 科研夥伴實質關係，強化合作協議工作內涵，提升   　 科技外交重大效益為目標。配合政府新南向政策，   　 鏈結法人，強化學研機構科技新南向的實質影響力   　 ，致力建置「虛擬研究主題中心或聯盟」，帶動台   　 灣相關產業在東南亞的發展；同時落實科技人才培   　 育，追求科學創見與卓越，邁向國際頂尖。   (2)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與地震活動的監測範   　 圍，確認大屯火山地下岩漿庫的位置與形貌，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。   (3)以多學科視角研究山崩偵測、坡體破壞和沈積物輸   　 送，預期可以進一步了解常見的山崩現象與侵蝕作   　 用，同時利用LiDAR高精度地形以及3D立體視覺環境   　 ，突破高精度地質製圖之困難，並嘗試建立新一代   　 的地質製圖流程，以利未來的地質研究與工程應用   　 。   (4)彙整現地水位資料、岩心判釋、地球物理探勘結果   　 ，建立縱谷斷層水文地質模型，以有限差分法進行   　 數值模擬，探討水影響斷層錯動誘發地震的機制，   　 並探討台灣東部縱谷斷層季節性地下水變化對於淺   　 層斷層帶應力重新分佈的影響深度。   (5)整合國內地球物理、地球化學、遙測學、構造地質   　 學、岩石學與地體動力學等方面之研究人才，進行   　 西藏地塊之抬升及張裂作用、瞭解地球最早期的地   　 球化學成分與其隨時間的演化、各主要斷裂帶的形   　 成及岩漿岩演化等研究工作。預期可了解東亞及西   　 伯利亞地區因碰撞作用所產生之地塊抬升、裂解與   　 地體運動間的關係，藉此建立起大地演化與變形相   　 關模式。   (6)設置班達海（Banda Sea）GPS地殼監測網，來監測   　 班達海周圍的地殼變形，預期可以了解桑達隱沒帶   　 和東側的帝汶造山帶之間的應力如何分配、在該地   　 區積累的應力是否可能導致大地震、以及班達海中   　 央的海洋盆地是否仍在進行張裂活動。   (7)微壓和微震訊號是地表最顯著且持續存在的訊號，   　 藉著地球所BATS台灣寬頻地震觀測網即將新增的次   　 音波觀測，以及台灣夏季頻繁的颱風，提供研究微   　 壓及微震在颱風來臨前後其能量與頻率之變化，預   　 期可以了解這些變化主要與何種自然現象因素有關   　 。   (8)建立地球與其它固態星體地函的化學與熱力學對流   　 過程的新的數值模型，提高對地球及固態行星的形   　 成與演化的理解，同時也為尋找與開發新能源提供   　 可靠的科學根據。 5.資訊科學研究：   (1)生物資訊研究：     <1>開發可模擬社會行為機器鼠之硬體和軟體。     <2>發展全基因組探勘基因表現緩衝之分子機制。     <3>研發轉錄因子與DNA功能域的組成對選擇性剪接之     　 調控機制。     <4>建置雲端輕量級實驗室電子紀錄平台。     <5>完成Omics資料分析的生物資訊研究及系統開發。     <6>研究癌症相關的蛋白基因體生物資訊。   (2)電腦系統研究：     <1>研發大尺度分散式深度學習之系統開發與優化技     　 術。     <2>自然語言需求之擷取與多目標演化式服務組合研     　 究。     <3>高效省電之次世代嵌入式系統之關鍵技術研究。     <4>開發人工智慧協助製造業等產業解決問題及進行     　 技術升級。     <5>燃燒及流體力學大型不規則計算的編譯技術及執     　 行支援之研究。   (3)資料處理與探勘研究：     <1>開發空氣品質預測與資料分析平台。     <2>研究深度學習於網路廣告競價之應用。     <3>優化社群網路直播頻道群組查詢處理。   (4)多媒體技術研究：     <1>研發人工智慧安全與機器人控制技術。     <2>發展新興電腦視覺技術與人工智慧應用技術。     <3>深度學習之模型統合與智慧視覺之技術發展。     <4>研究基於適應性運算子的非凸型最佳化訊號處理     　 演算法。     <5>研發基於壓縮感知與稀疏表示之最佳化訊號處理     　 演算法。     <6>深度學習與多媒體處理技術之開發。   (5)語言與知識處理研究：     <1>開發動式對話情感偵測之跨文類泛化模型技術。     <2>研究基於統計原則式方法的知識表達與自然語言     　 理解。     <3>發展智慧型輔助學習機器人。     <4>結合領域知識與深度學習的機器閱讀系統開發。     <5>發展事件推理聊天機器人之。     <6>研究語音、語言與音樂處理技術。   (6)網路系統與服務研究：     <1>參與研究式城市感測系統。     <2>發互動介面的通用評等原型與人工智慧演算法平     　 行端口技術。     <3>開發時空資訊處理的協同方法與系統。     <4>群體資料分享之研究。   (7)程式語言與形式方法研究：     <1>研究與推論單子副作用處理之語意。     <2>密碼程式驗證技術之發展。     <3>研究透明化之隱私保障框架。     <4>分析使用字串資料型態變數的程式之關鍵技術。   (8)計算理論與演算法研究：     <1>發展雲端架構與後量子的密碼學。     <2>機器學習與賽局理論技術研究與發展。     <3>開發無人機技術。     <4>分析與研究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>發展非機率型不準確資訊環境下的賽局推理系統     　 。     <6>研究快速資料密集計算。     <7>模擬系統應用之研究。     <8>發展臺語語料與語音辨識技術。 6.統計科學研究：   (1)數理統計：     <1>有界時域最佳停時間問題中連續時間與離散時間     　 解的關係之探討。     <2>蒙地卡羅搜尋樹及局部最佳抽樣法的理論分析。     <3>最佳平衡非限制超飽和設計之分析探討。     <4>整數數列大全之隨機研究（Stochastic Oeisolog     　 y）。     <5>大數據和人工智慧的時代中現代實驗的設計和分     　 析探討。     <6>透過仿生啟發方法為中小型企業開發適用的智能     　 化多渠道銷售供應鏈管理系統。     <7>多尺度空間變動係數迴歸分析探討。     <8>高維度時間序列資料分析-高維度向量自迴歸的穩     　 健估計。     <9>高維度線性時間序列迴歸模式的模型平均分析探     　 討。     <10>主動式學習、以湯普森抽樣法估計高維度模型的      　 分析探討。     <11>利用函數型時間序列模型預測空氣中的PM2.5濃      　 度。     <12>針對可穿戴裝置資料所建構的變異數分析。   (2)統計方法、深度學習與統計應用：     <1>網絡資料分束的近期發展與學術界、業界和政府     　 的應用。     <2>智慧科技於蛋雞飼養與產蛋之應用。     <3>高維度資料分析及其應用。     <4>大數據探索式資料分析與互動式視覺化分析系統     　 。     <5>函數資料分析方法與應用。     <6>醫療科技評估方法的開發。     <7>累積報酬其市場風險指標之預測分析。     <8>衰變分析之最佳實驗計畫。     <9>慣性張量及其在低溫電顯影像分析中的應用。     <10>自我核心完整網絡：由接觸觀點整合社會網絡分      　 析兩大研究傳承。     <11>網路和資料庫的分析、結構、特性和實驗。     <12>訊息源機率分佈驅動之時空獨立訊息源造影與機      　 器學習應用。     <13>荷爾蒙與呼吸及認知作業中大腦振盪反應的關係      　 。     <14>整合功能性磁振影像的腦電波訊息源定位分析。   (3)生物統計、生物資訊研究與人工智慧在癌症基因或   　 醫學的應用：     <1>設限資料下的分位數迴歸。     <2>以仿生機械動態培養系統探討肺癌轉移基因。     <3>以流動關聯性為核心概念開發泛癌圖譜多體學資     　 料庫互動式分析平台。     <4>不一致性的定序結果在雙端定序的重疊區域。     <5>癌微環境驅使上皮細胞癌變之表轉錄研究。     <6>第一型肺泡上皮細胞動態分化之DNA甲基化資料分     　 析。     <7>老化與DNA甲基化研究。     <8>單細胞轉錄體資料分析及其應用於腫瘤異質性和     　 演化探求。     <9>利用長庚資料庫來建立腎臟慢性病人的預後模型     　 。     <10>利用目標性的區間運動來治療心臟衰竭的病人。     <11>癌症轉移土壤論的檢驗。     <12>探討粒線體基因變異、母系遺傳與肺癌發生。     <13>用機器學習及最佳化演算法來發展方法以預測癌      　 症病人對藥物的反應。     <14>癌症基因體演化之分析，模型與操控。     <15>利用全基因體與腦影像整合性研究發展泛自閉症      　 之精準診斷與治療。     <16>利用遺傳基因體試驗資料及公開資料庫進行數量      　 性狀基因座熱點分析的統計方法研究。     <17>病因中介死亡之統計方法開發及應用（B型及C型      　 肝炎）。 7.原子與分子科學研究：   (1)從反應動態學與光譜學的研究到大氣化學及生物質   　 譜的應用：     <1>異戊二烯是大氣中最豐富的不飽和烴，甲基乙烯     　 基酮氧化物methyl vinyl ketone oxide和甲基丙     　 烯醛氧化物methacrolein oxide，這兩種克里奇     　 中間體是在異戊二烯的臭氧分解反應中形成。我     　 們計劃研究這兩種重要的克里奇中間體，包括其     　 紫外-可見光譜和其重要反應的動力學，包括熱分     　 解，與水蒸氣的反應，與SO2、NO2、HCl的反應等     　 等。結果將提供重要的動力學數據，會有助於科     　 學家推測更複雜的克里奇中間體的反應性。     <2>我們建立了一套中紅外雙光梳光儀，中心波長可     　 調範圍大於500 nm且其光梳間距（即光譜之解析     　 度）可以從幾百MHz改變到幾GHz，利用此雙梳光     　 譜儀，將可以測量各種關鍵分子的光譜，亞微秒     　 內的快速分子光譜變化。我們將使用此高靈活度     　 雙梳光譜儀來研究大氣中重要的分子，例如HO2、     　 RO2、OH等重要自由基分子以及克里奇中間體之高     　 解析光譜與反應動力學。     <3>我們將繼續使用量子化學及化學動力學，研究各     　 式五碳醣和六碳醣之碰撞解離機制，預期使去這     　 機制，應用在N聚醣，O聚醣，鞘糖脂的寡醣結構     　 鑑定，預期所得結果可協助生化學家進行寡醣結     　 構鑑。   (2)尖端材料與表面科學原理的探討與應用：     <1>研究SERS在「電磁增強效應」上的量子極限，以     　 此為基礎，釐清整體SERS增強效應的來源，及其     　 與目前學術界尚不明瞭之「化學增強效應」的關     　 係，並利用些SERS基礎科學知識，持續進行高效     　 分子偵測元件開發。     <2>繼續探究固體表面自組裝原子與分子的插層粒子     　 團的行為，並研究與其有關之物理化學特性，這     　 些基礎研究將能有助於了解先進材料的量子特性     　 ，並有助於未來量子科技的發展。     <3>在時間解析的表面光電子能譜實驗上，研究將專     　 注觀察固體表面上以及新興二維材料中在超快時     　 間尺度上的電子動力學過程，並且由一束與這些     　 激發光源同步的真空紫外光所產生之光電效應來     　 量測，在實驗中觀察到電子態在飛秒尺度上的演     　 變。     <4>分子在複雜介質內極化子與分子的交互作用，目     　 前沒有任何理論研究可以解決這問題。為了解決     　 這問題，我們將量子化學引入宏觀量子電動力學     　 ，推廣極化子耦合共振能量轉移以及分子螢光的     　 理論到複雜大分子體系。     <5>在二維材料研究上，將增加以藍寶石作晶圓級的     　 單晶合成，並確定其單晶生長的機理。同時致力     　 於提高具有均勻PL量子產率的大規模半導體二維     　 材料的均勻性，也探索其潛在的光電產品，例如     　 感應器、軟性電子設備以及LED基板。     <6>複合有機-無機鈣鈦礦材料因其在太陽能電池和其     　 他光電應用中的潛力而備受關注，其液相成長機     　 制仍未知，我們將開發原位檢測技術來暸解其過     　 程，開發新高性能的複合有機無機鈣鈦礦材料，     　 應用於光伏應用的新型高性能鈣鈦礦材料。   (3)生物物理原理的探討與高解析度分析技術開發：     <1>我們預計將脂質奈米盤技術應用到細胞計劃性死     　 亡的機制研究，將VDAC2建構在脂質奈米盤，並藉     　 由了解VDAC2與其他蛋白質的交互作用來進一步了     　 解VDAC2在細胞計劃性死亡所扮演的角色。     <2>研發技術能將o-BMVC foci從細胞核中取出，進而     　 利用基因定序法確認個別o-BMVC foci中是否有特     　 定G-rich序列，辨識G4 foci周邊的蛋白質以及G4     　 和周圍蛋白之間的交互作用，探討G4在病變細胞     　 中的結構變化與生化功能。     <3>使用含有「氮-空位顏色中心」的螢光奈米鑽石，     　 利用此材料的獨特磁光特性，完成單細胞奈米溫     　 度、細胞內自旋電子、和神經元電活動等測量，     　 開發新型的量子傳感器。     <4>運用超高解析度顯微技術，了解中心粒及主纖毛     　 結構與功能，完成光標靶儀系統，以顯微技術配     　 合光化學、機電整合、影像分析、及質譜分析，     　 能夠取得細胞內局部的蛋白質體，期望整個細胞     　 生物學界都能受益。     <5>預期發展一個能夠提供胞外體分子造影及質譜分     　 析的多功能奈米報導平台，建立了一套能用於生     　 物體到次細胞層級的胞外體多重解析報導系統，     　 並開發另一套胞外體的蛋白質體分析系統，目標     　 是分析源自體內胞外體的蛋白質種類與含量。     <6>了解細胞膜奈米尺度的動力學和結構，並且建立     　 它們與細胞膜功能的關係，進而深入了解許多疾     　 病的起源，以及藥物反應的機制，發展無需標記     　 的生物影像技術，達到高通量、高靈敏度、高準     　 確度的新一代生物影像方法。   (4)雷射在冷原子、量子資訊科、非線性光學、及光控   　 制材料製程的應用：     <1>完成1540 nm飛秒脈衝參量放大器與1338-nm皮秒     　 脈衝再生放大器，將兩者之輸出混波產生10.2微     　 米皮秒脈衝，作為高功率二氧化碳雷射之種子脈     　 衝。     <2>發展以電子槍激發之皮秒兆瓦級二氧化碳雷射，     　 用於驅動電漿電荷分離層，以加速質子至千萬電     　 子伏特等級，並與工業界合作試驗以此雷射應用     　 於有機、塑膠薄膜之加工。     <3>研究自旋玻色凝結的雙相變物理、以及以自旋凝     　 結的內在自旋自由度來研究孤立量子系統如何達     　 到熱平衡。在後者實驗，此方式的好處是其希爾     　 伯特空間小，結果比較容易分析。     <4>籌備架設單原子捕捉與操控實驗，新實驗的主要     　 目的將在發展量子資訊。 8.天文及天文物理研究：   (1)持續提出ALMA觀測計畫書以取得觀測時間，並與產   　 業界合作參與技術研發；Band-1接收機於108年11月   　 通過製造準備就緒審查（MRR），正進行73套系統的   　 量產，預計111年底完成；通用天文軟體研發中心（   　 ACDC）發展先進視覺軟體CARTA，加速科學研究及論   　 文發表，預計109年底安裝在ALMA Science Archive   　 界面；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；積極從事高影響力的尖端天文研   　 究。   (2)GLT持續進行初步觀測、參與事件視界望遠鏡（EHT   　 ），並與SMA及ALMA等陣列連線對超大質量黑洞進行   　 VLBI觀測。預計在圖勒運轉到111年，隨後若籌措到   　 經費則移至格陵蘭峰頂站進行高頻觀測。團隊成員   　 因參與EHT的黑洞陰影成像榮列「2020基礎物理突破   　 獎」獲獎者名單，並另獲中技社科學貢獻獎。   (3)本院天文所參與建造之Subaru主焦點光譜儀（PFS）   　 ，負責的光纖定位相機已完成測試並通過驗收，正   　 進行主焦點儀器（PFI）的整合，用2394組微型馬達   　 將焦平面上的光纖準確移至觀測目標，預計110年開   　 始進行全系統測試。PFS預計112年起進行5年的後續   　 分光觀測，主要研究主題為銀河系考古學、星系演   　 化、及宇宙學。Subaru HSC自103年開始大規模巡天   　 普查，預計於109年度完成所有觀測，臺灣天文學家   　 持續利用此觀測資料發表科學論文。   (4)本院天文所理論與數值模擬研究重著於恆星與行星   　 形成、星系與宇宙學、高能反饋機制等主題，配合   　 研究團隊成長，本院持續擴充高效能運算設備，同   　 時持續促進機構間合作研究、為觀測提供理論支援   　 與解釋、研發比較理論模型與觀測結果的工具、培   　 育新生代學者。   (5)TAOS II正進行系統測試，預計109年下半年全面運   　 轉，隨後進行為期五年的監測普查，蒐尋海王星外   　 小型天體對背景恆星造成的掩星現象，研究這類天   　 體的數量及大小分佈。正使用Subaru進行先期觀測   　 。   (6)持續進行SMA的超寬頻（wSMA）接收機系統升級計畫   　 ，預計110年完成，使SMA具競爭力的使用年限延長   　 達五年。預備使用臺灣時間發展大型關鍵研究計畫   　 。   (7)參與之高解析度紅外線極化光譜儀（SPIRou）已開   　 始科學觀測；正準備參與SPICA紅外線太空望遠鏡計   　 畫，已決定參與歐南天文台（ESO）中紅外線ELT成   　 像光譜儀（METIS）的儀器研發，並考慮加入可見光   　 波段的Subaru ULTIMATE計畫、Giant Magellan Tel   　 escope（GMT）計畫或Thirty Meter Telescope（TM   　 T）計畫。   (8)持續支持EACOA博士後計畫；EAO持續營運JCMT望遠   　 鏡，維持其良好運轉效能並研發新一代儀器；持續   　 領導/參與JCMT多年期大型計畫並發表科學論文。   (9)已將李遠哲陣列升級更新，用於探索宇宙初始一氧   　 化碳的起源與分佈，並已開始初步觀測。將持續進   　 行陣列的升級更新工程，進一步提升性能。 9.應用科學研究：   (1)精準醫療藥物測試與篩選：本研究將以幹細胞、神   　 經細胞、癌細胞等為主要對象，以正常細胞為對照   　 ，預期可以對神經再生療法、組織工程、癌症的致   　 病機轉等研究有很大的幫助。   (2)智慧型奈米醫學藥物遞送系統：將有效改善藥物達   　 到特定組織之效率，並達到智慧型控制釋放，以顯   　 著增加藥物作用之功效。   (3)整合大面積高品質二維半導體材料與新穎奈米結構   　 來研發高效率光電元件：利用對二維半導體材料與   　 新穎奈米結構的結合，研發新世代奈米尺度的高效   　 率低耗能光電元件，將可增進半導體產業及綠能照   　 明相關應用的普及使用及新的應用。   (4)先進智能化超穎結構於熱回收應用：結合超穎結構   　 與智能科技將可應用於廢熱回收並將光能、電能、   　 熱能、化學能各項子系統優化、提高能量利用效率   　 達成節能目標，創造最大化太陽光能量利用效率。   (5)先進奈米結構製程與可攜式毒品檢測應用之發展：   　 此奈米檢測晶片與量測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。我們將發展可攜式且經濟型的光譜儀   　 ，期望應用於快速毒品檢測。   (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都市邊界層次環流的交   　 互作用。先期觀測實驗，觀測項目涵蓋氣膠的物理   　 、化學特徵參數、二次氣膠前驅物、雲量和雲物理   　 特徵參數、以及邊界層的氣象參數等。觀測結果將   　 匯入氣象-大氣化學耦合模式（例如：WRF-CHEM、CM   　 AQ），探討氣膠的生成機制、傳輸過程、輻射效應   　 以及對邊界層動力的反饋。   (2)暸解東亞地區背景大氣組成的變化趨勢，進而分析   　 影響區域性氣候的化學因子。   (3)預期產出跨尺度物理化學PM2.5模式以及PM2.5個人   　 預警系統之科學概念模型，以及降低民眾PM2.5健康   　 風險之健康促進與污染管控政策建議。   (4)分析氮氧化物通量與施肥量的關係，並將以大氣化   　 學與傳輸模式（WRF-Chem），評估農業施肥管理可   　 能貢獻台灣農業地區空氣品質的程度。   (5)完成台灣地球系統模式的改良，建置TaiESM2，以及   　 超高解析嵌套網格大氣環流模式模式nested HiRAM-   　 SIT，台灣具備模擬地球氣候長期變遷及以超高解析   　 推估台灣鄰近區域變遷的能力。   (6)完成全球暖化情境下的長期氣候變遷，加入CMIP6，   　 提供台灣的模擬資料至國際氣候變遷推估料庫，作   　 為國際氣候變遷研究社群推估未來氣候變遷的依據   　 之一。   (7)建置結合觀測與模式模擬的風能潛勢及環境影響評   　 估系統，並評估在未來氣候變遷情景下，對台灣地   　 區風能潛勢的可能衝擊。   (8)發展出可以模擬全球（約十公里解析度）且能解析   　 影響台灣中尺度天氣（約3公里解析度）的模擬系統   　 ，作為台灣天氣氣候模擬與預報的主力。最終希望   　 ，能將此系統與空氣品質模式結合，深入了解台灣   　 空氣污染問題，也可做為空氣汙染預警的依據。   (9)利用定期生地化學航次調查與現場的錨錠系統物理   　 量測，研究南海物質循環、浮游植物動力與多樣性   　 的變動，瞭解南海環境變遷特徵及人為活動對於南   　 海環境的影響。   (10)探究人為生成氣膠微量金屬在西菲律賓海不同TEI    　 各式中的季節性轉換及其生地化循環機制，並探索    　 TEI在溶解態、懸浮顆粒及沉降顆粒間的互動，及    　 對浮游植物族群結構的影響。   (11)發展台灣週邊海域高解析度區域性海洋氣候模式，    　 並利用其進行季節循環至百年趨勢變化之較長時間    　 尺度變化研究；利用衛星遙測、現場實測、以及數    　 值模擬，進行短時間且高變異之季節內變化研究。    　 並利用這些結果，探討相對應生地化參數之時空變    　 化。   (12)探索物理營力，如風強度、黑潮變動、內波作用如    　 何影響海水生地化參數（如主要營養鹽及微量元素    　 ），直接或間接衝擊台灣周邊珊瑚礁生態系；分析    　 野外採集樣品中的生地化參數，及進行珊瑚共生藻    　 及共生藻與宿主珊瑚的養殖實驗，利用化學穩定養    　 殖系統（Chemostat culture system）探索主要營    　 養鹽及微量元素在不同溫度及pH條件下如何影響該    　 共生關係，用以驗證野外觀測的發現。對台灣及全    　 球珊瑚礁生態系保育及永續經營提出開創性的見解    　 。 11.資訊科技創新研究：   (1)資通安全專題中心：有效整合產、官、學、研之資   　 源，推廣資安新知與認知。     <1>擔任政府智庫，深入的剖析國內外重要資安議題     　 ，並將分析結果具體為政策建議。     <2>推動國際合作，代表國家參與國際資訊安全的雙     　 邊或是多邊論壇，辦理重要之國際會議及持續與     　 重要國家的知名研究單位建立連結，並深化雙方     　 的合作。     <3>媒合產學合作，辦理資安特色主題工作坊，邀請     　 產業界參與，藉以促成產學合作。     <4>培育高階資安人才，提供具有潛力的年輕學子，     　 到擁有先進資安技術的國家受訓。   (2)智慧優網運算專題中心：聚焦於網路通訊與嵌入式   　 系統技術創新的研發方向。著重了解使用者在無線   　 網路中的傳輸、多使用者自利、節能損耗等以提出   　 機制設計，並針對下世代（5G and beyond）通訊標   　 準發展的架構，提出相對應的技術以及應用方案。   　 此外，著眼於物聯網的興起與人工智慧突破性的進   　 展，投入間歇性系統之軟體設計，使物聯網裝置不   　 需搭配電池，可在不穩定且微弱的供電環境下運作   　 ，同時也讓計算能力有限的裝置做深度學習，以加   　 速和雲端互聯的未來發展。   (3)人工智慧創新應用專題中心：整合中心目前的研究   　 資源，做為橋接產業的窗口，促進技術移轉。致力   　 運用人工智慧於製造、醫療、金融科技與農業等產   　 業，結合國內研發單位，以協助臺灣產業轉型，並   　 積極面對資料安全、人才培育、數位化經濟及相關   　 政策調整等課題，以貢獻國家社會、經濟的發展。