中央研究院

1,629,287,000 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。創造一個能夠讓學生及新進的研究學者的   　 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   　 招聘多位優秀學者來台服務，未來我們會再加強研   　 究人員的延攬，目前已與許多潛在招聘目標保持聯   　 繫。同時也嘗試招募國外的一流學者到台灣作長期   　 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，數學所   　 已是新興學者理想的求職之處，未來會再加強博士   　 後及研究學者的延攬。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，其中加強   　 與東南亞、中國及歐美的學術交流即為一種方法。   　 數學所將善用做為國家數學研究中心的角色及規劃   　 數學所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)109年度重點研究計畫如下：     <1>應用數學與分析方面：將研究快擴散方程解和其     　 它拋物型方程的各種特性；尋求解決不可壓縮流     　 體中的渦旋螺旋和尖點的幾個重要的公開問題；     　 研究KPII孤子方程各類穩定性和逆問題；探究bet     　 a-轉換的拓樸及測度性質。     <2>幾何與數學物理方面：研究質量、田中-韋伯斯特     　 商及CR山邊問題，其中包括尋找類霍金質量及證     　 明類彭羅斯不等式；重新考慮及研究黎曼流形的     　 切線束上的完全奇勒-愛因斯坦測度。     <3>組合數學及其應用方面：研究各類泊車函數、沙     　 堆模型、塔特多項式及其應用。     <4>機率論方面：探討蒙地卡羅馬氏過程的可逆性和     　 非可逆性，研究非可逆性對譜距和漸近變異數的     　 影響，尤其是在O─U過程，偏反射和離散的情形     　 。     <5>數論與代數方面：研究特殊P-類李超代數的表現     　 ；探求24次元全純形頂點算子代數的對稱性；研     　 究代數數域和整函數的GCD問題；繼續探討志村簇     　 模p的幾何性質及研究德林費爾德模型式的代數和     　 算術性質；研究自守形及L-函數的算術性質，並     　 探求及建立對模型式一個完整的反分圓岩澤理論     　 。 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、台灣微中子實驗、中     　 能核物理實驗；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、粲重子的生命期及其弱     　 衰變、探索暴脹物理、微中子振盪及核物理對雙     　 中子星合併及千倍新星之影響、GeV質量尺度以下     　 的暗物質粒子天文學暨宇宙學、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>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。   (3)生物與動態系統物理研究：     <1>探討近二維薄膜侷限內細胞，高分子，和軟物質     　 懸浮粒子之聚集結構，流變性質，自組現象及物     　 質相變。     <2>腎小管表皮細胞頂端收縮力的機制。     <3>視網膜神經網路適應與預測動力學機制之研究。     <4>研究微管在生物多尺度拓撲結構變化中的角色。     <5>軟性顆粒體的動態：由接觸力學至集體流變。     <6>漏斗之顆粒流與堵塞研究。     <7>研發新穎奈米平台篩選生物辨識分子及多工感測     　 。     <8>機動生物群體運動與奈米汽泡之力學研究。   (4)新興研究計畫：     <1>環形電子加速器（CEPC）對撞實驗矽晶能量器設     　 計開發。     <2>參加KAGRA重力波觀測實驗。     <3>鈣鈦礦光伏材料中聲子與電子耦合研究。     <4>異常霍爾電阻量子化材料開發。     <5>建構新穎影像流變儀應用於軟物質與細胞。     <6>高解析度光紙顯微鏡及影像分析。   (5)跨領域的研究：利用同歩輻射中心光源以X光三維顯   　 微成像來取得果蠅及小鼠全腦神經圖譜。   (6)高能物理與科學計算技術中心：     <1>ATLAS實驗2018年完成第三輪實驗，搜集了三十萬     　 兆字元（300PetaByte）的數據。ASGC支援這些數     　 據的處理、分析、與蒙卡模擬（Monte Carlo Sim     　 ulation），廣泛與深入的量測「上帝粒子」（Hi     　 ggs）的性質，以探索物質質量之起源。     <2>AMS實驗已累積超過一千五百億個宇宙射線的事例     　 。ASGC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、反氦、反碳與反氧所需之大量蒙卡模擬     　 ，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，以     　 及搜尋暗物質。這是世界級的實驗，ASGC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，進行分散式雲端計算之     　 軟體升級，以支援1000PetaByte（PB）量級的大     　 數據處理。ASGC並以網格與雲端計算，支援本院     　 各所有巨量資料分析需求之重點計畫，以及與本     　 院合作之跨校合作計畫，同時依據研究需求提升e     　 -Science基礎架構與技術。         #1.支援本院冷凍電子顯微鏡（CryoEM）研究應         　 用，以有效決定生物分子三維結構至原子解         　 析度。包含利用雲端技術整合並發展GPU Con         　 tainer計算、Web Portal與流程自動化，每         　 天2-10TB大數據資料擷取、儲存、備份、傳         　 輸、資料分析與整體流程之規劃、建置與最         　 佳化。         #2.支援本院生化所、台灣蛋白質計畫與同步輻         　 射中心合作之BioSAXS研究應用，利用分散式         　 雲端技術整合同步輻射中心與本院資源，並         　 開發Single Sign-On與Web Portal，建立高         　 效能的蛋白質結構解析資料處理與分析環境         　 。         #3.以大量之圖形處理器（GPU），支援強作用之         　 第一原理創新計算。具強作用之粒子，其波         　 函數之精確計算，乃三十年來無法解決之難         　 題，而成為搜尋新物理時的主要障礙之一。         　 近年GPU之發展提供了新的契機，本院有機會         　 成為全球首先提出具體解決方案並加以證實         　 的研究機構之一。ASGC也將研究採用較GPU更         　 先進的張量處理器（TPU）的可行性。         #4.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。         #5.支援本院腦神經圖譜、創新影像計算分析等         　 生醫影像及生物資訊的大數據儲存、處理、         　 與分析。         #6.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。未來五年內，台灣將有五個以上的質子         　 或碳離子癌症治療中心，密集度居世界之冠         　 。應用粒子物理發展之珈瑪射線偵測技術，         　 在治療中實時收集數據，進行在線與離線之         　 大數據人工智能分析，可針對病患，個體化         　 的提升治療效率與品質。ASGC將提供研究所         　 需之大數據儲存、分析、與蒙卡模擬的硬體         　 、軟體、及有經驗的人力資源，讓台灣成為         　 亞洲的質子與碳離子癌症治療中心。         #7.支援本院參與歐盟Horizon2020計畫，與歐盟         　 及東南亞合作之區域防災計畫，整合本院環         　 境變遷研究中心、中央大學與東南亞合作單         　 位之資源。         #8.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>持續與WLCG及iCAIR合作，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。為提升本中心機房內部資料傳輸     　 與網路資源使用效能，將擴充機房100Gb/s網路建     　 置，整合Tungsten, OpenStack, Kubernetes等機     　 制，研發提升網路虛擬化、可程式化（software-     　 defined）與智慧化程度的有效方案。 3.化學研究：   (1)高效太陽能燃料製備之材料開發及元件整合：     <1>針對兩類型以太陽能產氫系統進行研發：         #1.以太陽能電池提供之電力，進行電化學水分         　 解產氫。         #2.以染敏分子吸光引發光觸媒之產氫。     <2>計畫包含四個子計畫將分別著重於：         #1.高效催化劑研發。         #2.光敏分子及光感催化分子開發。         #3.電極開發與電極界面工程研究。         #4.元件製備整合及條件優化研究。     <3>計畫重點在發展高效率水氧化及氫氣產出反應催     　 化劑，組合成高效率電化電池。搭配新的染敏電     　 池及高穩定性的鈣鈦礦電池的研發，我們將完成     　 高效率及穩定性佳的太陽能電池驅動電化電池氫     　 氣製備模組。另外，研究團隊也將研發光催化電     　 化電池水分解系統所需的光陰極與光陽極材料，     　 經由介面的修飾及分子的設計，我們將優化電子     　 及電洞分離、注入半導體、轉移至催化分子，等     　 步驟的效率，降低電子電洞再結合比例。另外，     　 我們也將研究金屬氧化物附著於摻雜磷的氮化碳     　 構成的光觸媒分子及光催化分子在金屬有機骨架     　 或微酯體載體等新穎光觸媒的光催化活性。   (2)蛋白體資料庫與藥物開發：     <1>蛋白體資料庫：開創次世代生技產業－因應「國     　 家生技研究園區」及「臺灣人體生物資料庫」之     　 設立，同時，配合政府健保政策及醫療照護經濟     　 評估，有效提升癌症病人的早期診斷率、藥物治     　 療反應及手術預後成效評估，化學所協助以嶄新     　 的技術平台進行大規模蛋白質體表現分析，建立     　 屬於台灣特異疾病族群的蛋白體資料庫，包括膜     　 蛋白體、磷酸化蛋白體、醣基化蛋白體以及醣體     　 的大型資料庫等，進而探索重大疾病相關蛋白質     　 及其轉譯後修飾與其本土重大疾病致病機制，並     　 針對重大疾病關鍵蛋白質標靶及蛋白質間交互界     　 面開發新型阻斷劑。其中包含三項旗艦型計畫：         #1.開發台灣重大癌症異常蛋白質體網絡之蛋白         　 質標記及藥物標靶。         #2.與癌症相關的去磷酸酶、磷酸激酶及磷酸蛋         　 白複體之結構分析。         #3.重大疾病醫療及檢測用抗體之抗原決定位高         　 效能鑑定。     <2>整合化學合成、分子與細胞生物、疾病模式、藥     　 物研發等領域研究，開發新穎早期診斷技術及新     　 的治療與預防疾病的藥物。重點研究課題如下：         #1.關鍵臨床診療技術的開發：            X1.醣蛋白生物標的物的鑑定與分析。            X2.抗病毒及抗癌之人源化抗體的研發。            X3.抗藥性細菌及癌症抗藥性與致病機制的分            　 析，包括對多重抗藥性細菌（如結核菌、            　 金黃色葡萄球菌等）、人類癌症（如乳癌            　 、肺癌）進行基因定序分析。            X4.癌症幹細胞、誘導性多功能幹細胞之研究            　 。         #2.重大疾病之新藥研發主要致力於高傳染性疾         　 病及癌症等之基礎研究，以尋求具新穎性藥         　 物標的、或生物標誌及藥物先導物之研發：            X1.流感等病毒廣效疫苗、新藥、及檢測的研            　 發。            X2.新抗菌分子藥物的研發。            X3.抗腫瘤藥物優化和其標靶的鑑定。            X4.抗肝癌/肺癌/乳癌新藥的研發。   (3)深度減碳及生質能源開發：化學所在生物無機催化   　 的研究上，長期著力於小分子的活化研究，並發展   　 這些替代燃料原料分子的永續轉換策略，尤其是著   　 重在建立所謂的碳中性甚至碳負性的低碳能源燃料   　 或石化原料的研發產製上。這些起始物小分子具備   　 環境中隨手可得、價格低廉、過程汙染低等優點。1   　 09年度研究重點包括：     <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。 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)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。   (3)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。   (4)台灣地震科學研究中心儀器服務計畫。   (5)大台北都會區地震儀陣列與台灣山區地震觀測網。   (6)重建台灣變質核心中玉里帶及週邊岩石的掘升變形   　 歷史及時空變化：從塑性到脆性。   (7)亞洲造山演化與大陸板塊構造的新視野。   (8)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。   (9)西太平洋隱沒帶底部之非均向性與流場。   (10)台灣西南部泥貫入體地體構造。   (11)台灣速度模型之整合與驗證。   (12)探討台灣西南部活動構造之氣體與流體地球化學特    　 性及其大地構造之隱示。   (13)地函動力模式：熱傳導係數變化的重要性探討。   (14)建構南海地震網與推動周邊地體構造與地震防災研    　 究。   (15)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。   (16)台灣未來大型地震情境之數值模擬研究。   (17)世界最深淡水湖貝加爾湖的源匯研究：造山作用與    　 湖泊沈積物源的關聯。   (18)以鈾鉛定年法與鍶-釹-鉿同位素探討中亞造山帶南    　 部前寒武紀大陸地殼增生。   (19)地函動力模式：熱傳導係數變化的重要性探討。   (20)俄羅斯西伯利亞南部Dunzhugur蛇綠岩之地球化學    　 研究：元古代古亞洲洋上部地函成分與演化之隱示    　 。   (21)地震破裂與斷層摩擦力學。   (22)季節水文荷重變化對地震活動度之影響。   (23)高壓及水合作用對於石榴子石之熱傳導及聲速之影    　 響。   (24)斷層帶季節性地表變形與地下水文之關係探討。   (25)使用光纖陀螺儀測量大地傾斜。   (26)由井下地震儀陣列探討台北盆地的場址效應。   (27)台灣地區河川系統之鋰及鎂同位素地球化學研究。   (28)台灣深部地殼主要構造之震波探索。   (29)建立近即時GPS資料處理系統與觀測成果共享分析    　 平台。 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。     <9>人工智慧新興研究計畫。   (2)此外，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，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：透過建立統計暨資料科學諮   　 詢服務設施，將繼續擴展統計所與院內各研究所以   　 及院外產學相關單位的合作平台。     <1>跨所學術合作：統計所參與本院重大疾病新藥疫     　 苗研發計畫、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。     <2>跨院學術合作：包括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合作。   (2)109年度具體研究方向如下：統計所目前的研究方向   　 可概分成數理統計、生物資訊、醫學與遺傳統計、   　 社會網絡、統計學習、生物分子影像分析、腦影像   　 分析等領域，其中生物資訊、社會網絡、統計機器   　 學習、腦影像分析、資料視覺化等領域已形成研究   　 團隊。     <1>統計所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，範圍從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、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、全民健康保險資料庫分析與醫療成本     　 效益評估等。     <2>新興研究計畫：發掘肝癌的藥物標靶及預測存活     　 標記、性荷爾蒙與認知作業中大腦振盪反應的關     　 係、在大數據和人工智慧的時代中現代實驗的設     　 計和分析。 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：本計畫主要研究課題，包括（一）以光   　 譜法研究分子激發態、及游離能，自由基的結構與   　 化性；（二）以動力學研究化學反應及分解的微觀   　 過程，例如分子間的交互作用、結構的改變、能量   　 傳遞等重要訊息。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。   (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。   (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。   (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：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。 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）：自2013年3月啟用以來已產生許多   　 重要研究成果，臺灣觀測計畫書的成功率持續高於   　 平均值，顯示出高投資報酬率！天文所與國際合作   　 、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   　 計畫由天文所與日本、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   　 。天文所自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 Aut   　 omated Occultation Survey, TAOS-2）：由天文所   　 主導，與墨西哥自治大學（UNAM）及美國史密松天   　 文臺（SAO）合作，已於墨西哥聖白多祿天文台（Sa   　 n 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 Observato   　 ries Association,EACOA）：此協會於2005年由東   　 亞四個核心天文台（天文所、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   　 動東亞地區天文機構間的合作，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天文   　 所及臺灣產學界合作製造，天文所因而取得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，平均每週產生一篇論   　 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）：天文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O   　 IR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 Interf   　 erometer,VLBI）/格陵蘭望遠鏡計畫（GreenLand T   　 elescope,GLT）：GLT計畫由天文所主導，與美國SA   　 O、NRAO及MIT Haystack Observatory合作。天文所   　 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   　 Mass Spectrometry,NanoSIMS）：天文所與本院地   　 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 Out    　 reach）：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)本計畫由三個專題研究中心負責執行，分別為「生   　 醫應用中心」、「綠色科技中心」、「工程與力學   　 中心」。   (2)本年度具體研究方向如下：     <1>微環境參數對細胞分化與細胞交互作用之影響。     <2>整合多重感測元件之非侵入式智慧型血糖檢測技     　 術。     <3>利用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)大氣物理與化學：     <1>農業施肥對大氣反應性氮化物收支及空氣品質之     　 影響。     <2>都市空氣污染與低雲及霧霾之物理化學交互作用     　 。     <3>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。     <4>邁向深度減碳途徑之策略規劃、環境監測與模擬     　 。     <5>跨領域都會PM2.5暴險研究及健康導向之預防策略     　 。     <6>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>高精度大氣模擬及環境衝擊研究。     <3>無接縫天氣氣候模擬與預報系統發展。     <4>邁向深度減碳途徑之策略規劃、環境監測與模擬     　 。   (3)水圈科學：     <1>水域生態系統生地化循環過程及時間序列研究。     <2>西北太平洋GEOTRACES研究。     <3>黑潮海洋科學。 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，係期強化我國資通安全之研究與   　 發展。研究重點包括：     <1>資料隱私分析驗證技術。     <2>前瞻密碼科技研究與應用。     <3>軟硬體檢測驗證及分析能力。     <4>網路安全與安全控管。   (2)智慧優網運算專題中心：目標在於研發智慧優網領   　 域的前瞻與核心之資訊技術，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。此外，與國內外頂尖   　 大學以及研發機構進行學術交流合作，並善用資通   　 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升。   (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。   　 整合本研究中心目前之研究資源，對外做為橋接產   　 業的窗口，促進技術移轉。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。

1.數學研究：   (1)預期可增加對快速擴散方程奇異解性質的理解，並   　 希望開發可用於其他拋物方程研究的方法。通過各   　 種方程及數值研究構造代數渦旋螺旋，並找到新的   　 渦旋板非唯一性示例及渦旋尖點的存在性證明。   (2)希望得到偏複結構更有趣的屬性，並以此檢視完全   　 奇勒-愛因斯坦測度的存在性。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   　 使用表現理論來處理科西黎曼流形上的邦笛夢菲和   　 水平嵌入定理，並希望這個方向能發展成新的研究   　 領域。   (3)希望在O─U過程和離散時間的馬氏鏈的最優漸近變   　 異數，2維圓盤偏反射的譜距會有預期的結果。   (4)延續中心電荷24的全純頂點算子代數分類的研究，   　 獲得這些頂點算子代數的自同構群，並嘗試重新建   　 立一套頂點算子代數的卡當理論。   (5)希望能理解特殊P形李超代數所謂BGG類的表示理論   　 ，並獲得相關的指示標理論。   (6)希望了解某些志村簇的幾何特性；建立佐竹算術緊   　 緻化，並得到德林費爾德模形式一個明確的代數定   　 義。 2.物理研究：   (1)中高能物理研究：     <1>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>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。     <3>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100ev-1keV的探測     　 視窗。除了低質量範圍暗物質的找尋（Low Mass     　 Dark Matter Searches）外，科學目標還有觀察     　 微中子與原子核的同調散射（Neutrino-Nucleus     　 Coherent Scattering）的研究。   (2)量子材料物理研究：根據中長期規劃，過去四、五   　 年我們已完成建構一套完整的量子材料成長與高真   　 空檢測系統，正積極從事整合研究。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，也招募一、二位人才有能力從事一   　 些特殊的量測方法，及晶體成長的技師。另外也建   　 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，進一步提升台灣在   　 這個領域的國際競爭性。   (3)生物與動態系統物理研究：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，並且找出我   　 們獨特的方向，希望結合全組不同專長，研究不同   　 尺度的流變學。另一方面，有數位研究員的研究是   　 三維生物系統隨時間的演化，我們也會加強在這部   　 分研究的能量，期待在幾個重點領域，將來能在世   　 界上居領導地位。   (4)在108年度預期將完成小鼠大腦全腦完整神經圖譜，   　 進而希望在109年度能將該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。此外，放射治   　 療（X-ray、電子、質子及重離子）因為其可集中殺   　 死癌細胞及日常生活影響小，已是目前癌症治療的   　 重要方法。為確保治療品質，束流的品質驗證是每   　 日必須的作業。我們持續與中央大學合作開發適用   　 於放射治療治療品質驗證的束流偵測器。   (5)除了進行國內的學術研究計畫外，也推動國際合作   　 案，參與大型跨國研究計畫，並加強國內外研究人   　 員的互訪與交流，培育國內外研究學生，積極延攬   　 人才，以期能成為國際一流的研究機構。   (6)高能物理與科學計算技術中心：     <1>維持一個具國際能見度且先進的研究基礎架構對     　 本院是很重要的：在本院各單位與院區間佈建分     　 散式雲端系統，可有效發揮資源效益、提升大數     　 據分析能力，增進研究進展，而成為一個典範。         #1.依據院內研究需求客製化，且持續提升研究         　 應用效能與最佳化。         #2.各研究所與研究團隊可節省自行設置與維護         　 科學計算環境的高昂成本。         #3.可整合各單位計算資源與軟硬體設施，既提         　 升研究效能，亦增進資源有效利用。         #4.促進資源與資料共享以及跨領域合作。         #5.有助於參與先進的國際合作，並於亞太區域         　 扮演重要角色。     <2>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。     <3>積極支援氣候變遷及災害防治的國內與國際合作     　 計畫，以期能對社會有所貢獻。     <4>積極支援台灣質子與碳離子癌症治療技術的創新     　 研發，以期能嘉惠癌症病患。     <5>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)高效太陽能燃料製備之材料開發及元件整合目標為   　 ：     <1>開發新一代高效率光催化水解觸媒。     <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，應用於物聯網。     <4>永續能源產氫的可行性評估。   (2)新藥開發所需合成化學及化學探針技術均為化學所   　 合成化學專長。目前，化學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。   (3)此深度減碳以製備綠色能源研究旨在：     <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；化學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。 4.地球科學研究：   (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，   　 以科技部的支持為後盾，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。   (3)利用LiDAR高精度地形以及3D立體視覺環境，進一步   　 突破目前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)隨著國內研究課題逐步擴大到區域性或全球性尺度   　 ，建置完成的地震儀器服務平台，可以用國際學術   　 合作的方式，佈署在台灣以外的地區，為台灣參與   　 國際學術活動，開闢另一方式與管道。且南海主權   　 爭議不斷，維持東沙、南沙寬頻地震站持續運轉，   　 並將測站資訊、地震資料等提供國際聯合數值地震   　 網（FDSN），可協助政府對南海主權的宣示。   (5)針對岩石單元進行塑脆性變形構造的分析，建立雜   　 岩體及周圍岩石單元整體的掘升歷史與變形構造的   　 關聯。研究台灣河川物質之地化特性，量化及制約   　 台灣地區化學和物理風化的速率與強度，以及其與   　 近期氣候變遷的關係。   (6)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。   (7)發展西太平洋隱沒帶底部地幔之非均向性模型，以   　 更全面了解隱沒帶的三維動力學與構造。提出目前   　 台灣速度模型的優缺點以作為下一個版本的改進目   　 標，暨斷層摩擦力學的研究，對於了解地震的發生   　 與斷層的關係可能會有突破的發現。   (8)建立一個台灣地區地殼變動近即時運動模式，可提   　 供台灣地區各地之應變場，作為地球科學研究之應   　 用，評估與區隔高可能性之潛在地震災害區域，徹   　 底評估全台細部之應變累積情形與特定興趣區域之   　 應變演變過程，以期更了解應變累積和地震災害之   　 關係。 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>研究全基因組探勘基因表現緩衝之分子機制。     <3>轉錄因子與DNA功能域的組成對選擇性剪接之調控     　 機制。     <4>建構雲端輕量級實驗室電子紀錄平台。     <5>Omics資料分析的生物資訊研究及系統開發。     <6>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>發展大尺度分散式深度學習之系統開發與優化技     　 術。     <2>自動化服務組合：自然語言需求之擷取與多目標     　 演化式服務組合。     <3>研究高效省電之次世代嵌入式系統之關鍵技術。     <4>以人工智慧協助製造業等產業解決問題及進行技     　 術升級。     <5>發展燃燒及流體力學大型不規則計算的編譯技術     　 及執行支援。   (3)資料處理與探勘研究：     <1>建構空氣品質預測與資料分析平台。     <2>發展深度學習於網路廣告競價之應用。     <3>研究社群網路直播頻道群組查詢處理與優化技術     　 。   (4)多媒體技術研究：     <1>開發人工智慧安全與機器人控制技術。     <2>新興電腦視覺技術與人工智慧應用。     <3>研究深度學習之模型統合與智慧視覺。     <4>提出基於適應性運算子的非凸型最佳化訊號處理     　 演算法。     <5>開發基於壓縮感知與稀疏表示之最佳化訊號處理     　 演算法。     <6>發展深度學習與多媒體處理技術。   (5)語言與知識處理研究：     <1>研發互動式對話情感偵測之跨文類泛化模型。     <2>基於統計原則式方法的知識表達與自然語言理解     　 研究。     <3>建構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。     <5>開發事件推理聊天機器人。     <6>持續進行語音、語言與音樂處理研究。   (6)網路系統與服務研究：     <1>參與式城市感測系統研究。     <2>開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>建構時空資訊處理的協同方法與系統。     <4>發展群體資料分享技術與研究。   (7)程式語言與形式方法研究：     <1>持續進行單子副作用處理之語意與推論研究。     <2>研究密碼程式驗證。     <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>研發針對雲端架構與後量子的密碼學技術。     <2>機器學習與賽局理論。     <3>開發無人機技術與相關應用。     <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>開發非機率型不準確資訊環境下的賽局推理系統     　 。     <6>快速資料密集計算研究。     <7>發展模擬系統應用。     <8>持續建構臺語語料發展與發展相關語音辨識技術     　 。   (9)人工智慧技術與應用：     <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。     <5>建構概念為本且具語義結合性的中文知識庫。 6.統計科學研究：   (1)數理統計：     <1>有限時域最佳停時間問題之分析探討。     <2>強化學習應用於棋盤遊戲的理論探討。     <3>最佳和高效率部分因子水準交換集區選擇設計之     　 分析探討。     <4>網絡資料分束的近期發展與其於科研、業界和政     　 府的應用。     <5>兩空間隨機過程之獨立性檢定理論之分析探討。     <6>函數型時間序列於PM2.5空汙預測的應用。     <7>根據穿戴裝置資料的活動剖面所建構的信賴區間     　 做統計檢定分析。     <8>函數與長期追蹤資料的維度縮減問題之分析探討     　 。   (2)統計方法與統計應用：     <1>利用立體之廣義相關圖呈現三方向的資料立方體     　 ，可應用於如樣本-變數-時間等高維度時間序列     　 資料，更可擴展至虛擬實境上呈現。     <2>函數型反應變數之迴歸分析與預測，將應用於運     　 輸系統車流偵測所蓃集的監測數據資料，提出流     　 量預測與壅塞預測的統計方法。     <3>存活外推方法之研究應用在健檢老人的餘命預測     　 分析。     <4>累積報酬其市場風險指標估計之統計推論。     <5>以逆高斯過程具隨機斜率之衰變模型，精確推估     　 可靠度產品平均壽命。     <6>心律變異對認知作業中腦電訊號的影響。   (3)生物統計與生物資訊研究在癌症基因或醫學的應用   　 ：     <1>整合不同大數據資料庫的統計分析方法。     <2>肺癌纖維母細胞異質性與DNA甲基化研究分析。     <3>卵巢癌之基因變異及其在癌症治療上之轉譯醫學     　 研究。     <4>利用群體迴歸模型呈現整合性資料分析及其在乳     　 癌基因體與藥物反應的應用。     <5>癌症基因體演化之分析、模型與操控資料分析。     <6>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。     <7>整合QTL定位、基因表達分析、QTL熱點分析用以     　 闡明複雜性狀遺傳基礎的統計研究。     <8>整合多重基因體資料及環境暴露資料之統計方法     　 。   (4)統計機器學習、深度學習、自適應方法理論與應用   　 ：     <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>自適應取樣係於很大量資料中找尋高訊息量資料     　 ，作為發展推薦系統的分析基礎。     <3>以湯普森抽樣法估計高維度模型。     <4>函數型資料分類與其應用。   (5)新興研究計畫：     <1>發掘肝癌的藥物標靶，驗證合成致癌基因提供臨     　 床前研究；預測存活標記，診斷分類病人以提供     　 醫生訊息俾決定治療方式。     <2>性荷爾蒙與認知作業中，分析壓力與性荷爾蒙及     　 靜息狀態的心律變異和下皮質腦區化的關係。     <3>在大數據和人工智慧的時代中，提出多個現代實     　 驗的設計和分析，以期建構最佳實驗設計。 7.原子與分子科學研究：   (1)在克里奇中間體進行研究上，三個預期成果為：     <1>氫鍵分子的協同作用。     <2>臭氧與較大烯烴反應所形成的克里奇中間體。     <3>以準確的方法計算大氣條件下，活性氧化劑克里     　 奇中間體的反應速率。在生物質譜研究上，預期     　 成果是發展出簡單可靠的辦法來決定多醣分子的     　 序列結構，對於含Hexose,HexNAC的三醣、四醣、     　 和五醣做到結構的決定。在分子光譜的研究上，     　 含有O-H/N-H/C-H的官能團中時常帶有非常複雜的     　 振動特徵，預期成果是在分子聚集體的振動光譜     　 學中解決一些基本上重要的難題，擴展我們對分     　 子間相互作用更深入的理解。   (2)未來幾年將會繼續發展及應用最先進的計算方法，   　 探討各種低維度尖端材料的新穎現象，預期成果是   　 透過計算預測，篩選適用於新穎能源及元件應用的   　 低維度尖端材料，計算預測未知材料系統晶體內的   　 原子結構。在材料的研發上，預期成果是繼續研發   　 新能源材料，探討人工光合作用在二維材料上的反   　 應機制，進而提升其效率與產物價值。研究陽極氧   　 化鋁底板上的銀奈米粒子陣列所產生的「表面增強   　 拉曼光譜技術」，預期成果是利用「表面增強拉曼   　 光譜技術」偵測敗血症病人血液中細菌之抗藥性，   　 設計與製作具有超高偵測靈敏度和均勻度的「表面   　 增強拉曼光譜」奈米晶片。關於新的元件結構和製   　 程方法，預期成果是開發幾種不同的元件製作技術   　 ，包括二維材料的乾式轉移和無殘式元件製作，及   　 開發多種合成途徑。   (3)在螢光奈米鑽石在生物醫學方面的研究，預期成果   　 是建立一個以螢光奈米鑽石為基礎之細胞治療技術   　 追蹤平台，以螢光成像方式找出治療細胞在器官組   　 織內的位置，定量分析其在活體內之生物分佈和藥   　 代動力學，並將此平台發展成為本院的核心設施。   　 在超高解析度顯微鏡與影像技術的研究，預期成果   　 是瞭解更多中心體與纖毛的未知功能、病毒在細胞   　 膜表面的行為、細胞體內物質是如何傳輸、以及細   　 胞膜中的分子運動。在原位核磁共振技術膜蛋白研   　 究上，預期成果是把脂質奈米盤技術應用在細胞計   　 畫性死亡的相關研究，把電性陰離子通道第二異構   　 物的結構解出。   (4)在非線性光學及光量子記憶體的研究上，預期成果   　 是實現高效率（>90%）、高頻寬（~1GHz）及低雜訊   　 的光量子記憶體，並研究兩節點的基本量子重複器   　 ，共振偶極-偶極交互作用對光量子記憶體的影響。   　 在利用冷原子研究的研究上，預期成果是沿著方位   　 角方向的等效規範場產生等效轉動，用以研究漩渦   　 融入玻色凝聚的物理機制，及Hess-Fairbank效應，   　 實現超低溫量子氣體，用以研究超流體物理。在極   　 紫外光超快光學的研究上，預期成果是發展光參量   　 線性變頻放大器，大幅縮小高功率雷射的體積和增   　 高效率，發展極紫外光高階諧波的相位匹配技術，   　 以達成高效率諧波轉換。 8.天文及天文物理研究：   (1)ALMA已步入運轉期，將保持地面望遠鏡之頂尖地位   　 至少三十年；正進行Band-1接收機73套系統的量產   　 ，預計2022年底前全部完成；通用天文軟體研發中   　 心（ACDC）發展數據分析的先進軟體，加速科學研   　 究及論文發表；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；預備研發Band-11接收機   　 系統。   (2)天文所參與建造之Subaru主焦點光譜儀（PFS）預計   　 2020年完成，隨後開始5年的後續分光觀測，研究銀   　 河系考古學、星系演化、及宇宙學。   (3)持續擴充高效能運算所需之電腦設備；持續促進天   　 文所與國內外機構的理論天文合作研究；為天文所   　 各波段觀測研究結果提供理論支援與解釋；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)TAOS II於2017年完成望遠鏡安裝並取得初光觀測影   　 像，2018年進行系統測試，預計2019年全面運轉，   　 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，以研究這類天體的數   　 量及大小分佈。   (5)持續支持EACOA博士後計畫；EAO負責營運的JCMT望   　 遠鏡運轉效能良好。天文所同仁領導或參與JCMT多   　 年期大型計畫並已使用JCMT觀測資料發表科學論文   　 。EACOA/EAO擬繼續營運JCMT並為它研發新一代的儀   　 器。   (6)SMA的超寬頻（wSMA）接收機系統升級計畫進行中，   　 預計2021年完成，延長SMA具競爭力的使用年限達五   　 年。   (7)天文所參與之高解析度紅外線極化光譜儀（SPIRou   　 ）已開始科學觀測，天文所正準備進行SPICA衛星計   　 畫的儀器初步研發，並考慮加入可見光波段的Subar   　 u的ULTIMATE計畫、GMT（Giant Magellan Telescop   　 e）或TMT（Thirty Meter Telescope）望遠鏡計畫   　 。   (8)格陵蘭望遠鏡（GLT）開始進行初步觀測；已加入EH   　 T，並與SMA及ALMA進行併連觀測，成功取得干涉條   　 紋並已開始對M87超大質量黑洞陰影進行VLBI觀測。   　 預計在圖勒運轉到2022年，隨後若籌措到經費則移   　 至格陵蘭峰頂站（Summit Station）進行高頻觀測   　 。   (9)使用「奈米級二次離子質譜儀」分析彗星塵粒或隕   　 石之微小樣本的同位素比值；持續與丹麥哥本哈根   　 大學合作，進行有關太陽系起源的研究。   (10)我們已將李遠哲陣列更新，使用新相關器、類比電    　 子儀器及可監控指向的光學相機，探索宇宙初始一    　 氧化碳的起源與分佈，正進行試運轉並已開始初步    　 觀測，2019年將持續進行李遠哲陣列的更新及改裝    　 工程，未來將啟用數位相關器，進一步提升性能。   (11)發佈新聞稿並舉辦記者會；出版“天聞季報”；翻    　 譯天文新聞報導及影片；舉辦的暑期學生天文研習    　 計畫。 9.應用科學研究：   (1)微環境參數對細胞分化與細胞交互作用之影響：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)整合多重感測元件之非侵入式智慧型血糖檢測技術   　 ：非侵入式智慧型血糖機有經濟性、可便攜性、高   　 敏度、快速判讀、極少扎針的情況下提高檢測血糖   　 濃度的頻率以及實現幾乎是連續的血糖濃度監測控   　 制。   (3)利用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)深入研究農業施肥對空氣品質的衝擊，研究結果將   　 為研擬農業區空氣品質改善策略提供重要的科學基   　 礎。此外，本計畫中農業施肥最適化的調查結果將   　 對台灣農業之永續經營做出長期的貢獻。   (2)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。   (3)發展具感測器物聯網整合介面的高解析度細懸浮微   　 粒（PM2.5）空氣品質資料分析與預報模式，作為下   　 一世代的空氣品質預報與管理的工具。   (4)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。   (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)發展無接縫天氣氣候模擬與預報系統的構想，將整   　 合國內學研界，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2020年代的天氣氣候模   　 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。   (7)探究人為生成氣膠微量金屬在西菲律賓海不同TEI p   　 ools中的季節性轉換及其生地化循環機制，並探索T   　 EI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。   (8)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。   (9)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。   (10)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。 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，推動產學合作並促成政   　 府、學術機構以及民間企業間合作管道的建立。持   　 續追求資安技術研發之卓越性，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：聚焦於多媒體、通訊、物   　 聯網與嵌入式系統技術創新的三個研發方向。以物   　 聯網大數據分析與人工智慧技術暨應用兩方向為主   　 軸。針對新一代（5G）通訊標準發展的架構，提出   　 相對應的技術以及應用方案。著眼於物聯網的興起   　 與人工智慧突破性的進展，開創行動作業系統的創   　 新設計，以加速智慧型手機，穿戴式裝置和雲端互   　 聯的未來發展。   (3)人工智慧創新應用專題中心：配合行政院推動的「5   　 +2產業創新方案」，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，   　 與農委會、金管會、科技部、經濟部等單位合作爭   　 取政府科技計畫支持。運用物聯網、人工智慧及大   　 數據等技術，以協助臺灣產業轉型，貢獻國家社會   　 ，經濟的發展。