隨想 物理

從學術卓越邁向產業鏈結與人才培育

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撰文者:范賢娟
發文日期:2018-08-07
點閱次數:1722
  • 用大筆的錢買昂貴的儀器,按按鈕、讀讀數據,是否足以完成尖端的研究?

    臺灣大學凝態科學研究中心「超快雷射光譜實驗室」的研究員張玉明博士認為要在科學研究發展上有突破性的學術成果,關鍵在於研究者需具創新的科研想法,更要有能力設計實驗來進行探索,並且不受限於現成既有的儀器,如此才能掌握先機產出突破性的科學研究成果。

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    攀至學術頂峰後極目四望

    學術專長在雷射顯微光譜影像技術、非線性光學、半導體超快物理現象的張玉明博士,最早一直期許自己能在學術專業上努力研究,發表成果。但年紀漸長近年他開始反思,自己努力做研究目的到底是為什麼?

    就學術而言就是在自己的研究領域產生新的知識貢獻,並發表於學術期刊上,同時接受科學社群的認可升等為研究員,經過多年的努力與波折,張玉明已經達成此目標。但就在升等成為研究員後,他深刻體認到科學研究的目的如果只是為了發表學術期刊論文,這實在太過狹隘。此時他的實驗室也剛好聘了兩名國內頂尖學府畢業的碩士與博士,他觀察這些年輕人的研究表現,評估後覺得他們想在學術這條路上順利發展恐非易事。

    甚至張玉明還心疼地發現,國內高教長期以來以學科成績、論文集點為導向的學習模式,讓學生欠缺實作能力,他得從諸如鎖螺絲、調整雷射光路這些細微處來開啟實驗室新進人員自我學習與摸索的機會,補強動手實作的經驗值。

     

    他願意耐心地把國內高教人才培育所欠缺的實作能力補上,但這些年輕人的未來職涯在哪裡呢?

    張玉明平心而論,多數國人衷心嚮往的學術研究之路其實還蠻狹窄崎嶇,恐怕只適合真正具學術研究人格特質與能力的人。但國內高教長久以來有意無意地把許多學業成績優秀的年輕人都導向此苦路,辛苦又無太大意義,而且限縮了年輕人其它發展的可能。張玉明很希望能在目前的高教窘境上,由自己的實驗室出發先做出具體的改變,擴展高教人才培育的未來發展空間,或許帶著年輕人去做「科研技術商品化」,打造科學研究或產業研發所需的儀器設備,透過客製化解決產學界的科研需求,讓高教累積的科研成果能加值年輕學子的專業能力,同時鏈結產業需求促進台灣產業升級。

    但這真得有可能嗎?

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    高教科研的創新與創業

    此時剛好國內高教圈也吹起一股創新創業的風潮,鼓勵大學與業界合作,於是張玉明2012年就展開他的高教研發與產業鏈結實驗:「多功能雷射光譜與顯微影像平台」為核心技術的產學合作計畫。

    就在此時有國內知名大學的貴儀中心規劃購買不同領域的名牌專業量測儀器,但在系統整合上出現困難,原本想尋求國外儀器原廠協助,但廠商的報價讓人卻步。後來透過儀器商轉介而尋求張玉明研究團隊幫忙,經過兩年的努力,張玉明率領研究團隊終於成功克服所有困難打造出一個穩定可靠的顯微雷射光譜量測系統,為國內相關領域學者提供更大的研究自主性,而其報價也遠較國外儀器原廠親民。

    除了這樣獨特的產學合作經驗,張玉明還觀察到雷射掃描共軛焦顯微鏡(Laser Scanning Confocal Microscopy, LSCM)這項昂貴設備的光學功能尚未被全面開發,目前國際品牌大廠提供的標準化LSCM只專注於螢光影像的擷取與分析,卻忽略了研究樣品可能還有其他重要的光譜訊息,例如吸收光譜、螢光光譜、拉曼光譜、與螢光生命期…等等。過去十年自製光學量測系統的經驗累積,張玉明實驗室逐步研發出自製「雷射掃描共軛焦光譜影像」光學量測平台(LSCSM Platform)所需的核心技術,藉由一個接一個的廠商出資委託的產學合作計畫深入了解市場需求,並且評估研發技術原型、開發系統軟體並分析成本後,確認此平台具有利基市場,因此張玉明就帶領實驗室成員一起將LSCSM技術商品化,他們還根據多年的研究經驗,設計出簡潔易用的軟體操作介面,讓儀器使用者能夠專注探索新穎材料或生醫樣品的光譜特性及其動態過程。

    接下來他們配合儀器商積極參展,主動接觸客戶。一開始時由張玉明親自帶領團隊成員一起到台灣各地裝設儀器、提供客戶教育訓練及技術服務解答儀器使用問題,到後來團隊成員皆能夠獨當一面,慢慢建立口碑。甚至2013年團隊成員參加科技部的創新創業激勵計畫獲得 200 萬創業基金,於 2014 年離職後登記成立衍生公司。 2012到2014期間,這項高教與產業鏈結的初體驗,驗證了具體可行的產學運作模式,執行成績單則是與廠商簽訂產學合作計畫7件、技術服務案2件、創業競賽獎金...等,總收入達一千餘萬元。這讓張玉明確認此類的模式同時可為產業解決問題及為高教研發成果與科技人才找到出海口。

    實驗室的新方向

    經過三年的初步嘗試獲得些許產學合作成果,那實驗室又該如何幫自己的未來定位呢?張玉明希望能持續在大學的研究實驗室培育真正具有實作能力的光電人才,並用專業諮詢、技術服務、產學合作、技轉授權等方式,協助更多學術單位與光電廠商提升技術,同時也為社會創造高科技產業的就業機會與經濟價值。

    因此張玉明於2015年跟科技部申請產學小聯盟計畫,成立「臺灣大學凝態中心光電工坊」,簡稱「光電工坊」的產學交流平臺,提供廠商會員專業諮詢服務,幫助廠商了解自身代理的光電產品,厚植相關的專業知識,以利拓展銷售市場,此外也協助學術界老師針對採購光電儀器,提供專業分析建議與系統設計評估的服務。

    這個過程中對方若有進一步的技術服務需求,諸如光電系統的整合,或者特殊光路設計等研究要求,張玉明的實驗室就可以透過多年的實務經驗分享與純熟的技術團隊支援,為廠商會員解決光電系統開發的問題,甚至提供具體可行的解決方案。「光電工坊」的運作模式如下圖:

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    光電工坊之產學合作模式

     

    雞同鴨講的科技部產學聯盟計畫

    最初張玉明為「光電工坊」設定的計畫 KPI 是:針對廠商會員的光電技術需求提供專業諮詢與技術評估,讓廠商願意以全額出資的方式來進行產學合作計畫、技術服務、與後續的技術移轉授權,並以達成上述工作內容此作為光電工坊運作成功與否的關鍵指標。

    經過三年的計畫執行期,統計產學聯盟的執行績效包括:專業諮詢112次(281人次)、技術服務133次(305人次)、學術合作73次(185人次)、技術推廣11場次(259人次)。三年內共計招收六位廠商會員並收取年費,此項收入約100萬,與廠商會員簽訂的產學合作計畫共6件,此項收入超過600萬;廠商與學術會員的技術服務案共20件,此項收入超過3 50萬元。

    雖然「光電工坊」產學聯盟三年內共計創造了超過千萬元的聯盟總收入。但從科技部產學司的角度來看,審查委員總是期待「光電工坊」能衝出更多的廠商會員數、創造更多的會員費收入,以及更多的專利授權金。光電工坊似乎一直未能符合審查委員的期待,因此未獲得科技部第二期的光電工坊計畫補助,被迫於2018年四月底結案。

    這個「挫折」讓張玉明反思自己團隊真的做的那麼不好嗎?科技部審查委員與實驗室團隊雙方對產學聯盟的期待落差到底在哪裡?

    當初設計光電工坊產學合作平台是以提供臺灣光電中小企業專業技術服務為自我定位,原本預設的服務對象就不宜太多,會員費也不想設太高,以免造成中小企業廠商過高的參與門檻,但當廠商會員開始提出具體的產業問題要光電工坊協助解決之後,則可透過收取技術服務費用,甚至由廠商全額出資的產學合作計畫來維持技術平臺的運作與收入來源。上述的聯盟運作模式,張玉明發現透過解決產業實際問題與需求,能讓實驗室團隊成員的核心研究技能(know-how)不斷累積增強;另一方面張玉明體認到過度強調專利產出所衍伸的維護費用其實是不小的開銷,然而專利所能提供的智財權保護則未必如預期的那麼大,甚至反而會因對外揭露過多事情而被迴避失去效用,因此他對專利數目與授權這檔事倒不是那麼在意,反而藉由實驗室累積的know-hows承接廠商全額出資的產學計畫及技術服務,仍可有效達成高教研發成果與技術的產業擴散效應,且證明技術團隊以及校方仍可獲得合理或更高的收益。

    光電工坊的運作模式其實徹底顛覆了過去數十年來政府推動產學合作計畫的迷思。目前經濟部或科技部主導的產學合作計畫,就其制度設計而言,嚴格來說仍屬政府補助的研究計畫,廠商的角色比較像是事不關己或是可有可無的旁觀者,因為大部分的研發經費仍是由政府出資,廠商只需提供不成比例的配合款即可成案。而光電工坊所設定的產學合作計畫是要求廠商全額出資,這意味著廠商需要先認可光電工坊的技術研發能力,願意全額出資請工坊協助解決他們的產業實務問題,這才是真正的產學合作計畫,利用高教累積的研究實力,真正協助產業升級的做法啊。

    但一般人的刻版印象已經定型,這又要如何辯解呢?

    看來科技部與光電工坊在許多高教與產業鏈結的看法與做法上似乎存有不可共量性(incommeasurability),似乎這也是該分道揚鑣的時候了。

     

    經過數月的沉澱,張玉明毅然決定即使沒有科技部的資源挹注,他仍要想方設法讓光電工坊持續運作下去,如果這是件對的、該做的事!轉個念,張玉明認為當不再受科技部統一標準的計畫KPI框架綁手綁腳,而能按照自己的科研與產學理念去做事,不也是一種幸福嗎?

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    善用既有的資源仍可有所作為

    去年製作「看見臺灣」紀錄片的齊柏林因空拍意外而殞命,讓人對他的認真、熱情而感動。齊柏林沒有太多資源,但為了用專業去呈現臺灣這塊土地的美麗與哀愁,自願放棄公務員退休年金、拿自己的房子向銀行抵押貸款、冒著生命危險去行動。這讓張玉明重新思索,自己或許也可用個人的專業與現有的實驗室資源,做些不一樣的事情。

    張玉明觀察在高教單位當中,許多人會抱怨政府挹注的資源越來越少。雖然從資源分配的角度來看政府近來的重點的確有點奇怪,但從個人的角度來看,倒底需要多少資源才能做事呢?他自己最近就有一個經驗,因著科技部邀請國外學者前來臺灣參加學術會議的機會,張玉明邀請一位美國維吉尼亞大學教授來凝態中心參訪,大家聊起來發現光電工坊的雷射光譜技術與設備,可以協助對方在可變溫環境下量測最新的有機無機混成鈣鈦礦(HOIPs)材料的雷射激發螢光光譜與時間解析螢光生命期,於是張玉明很快就與對方共同完成一篇高品質的學術論文,發表在Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS),這學術合作過程純粹是建立在彼此對該科研議題的共同興趣上,完全無需申請任何科技部跨國合作計畫來完成。

    這樣的學術合作經驗與感觸讓張玉明覺得有時候不見得要等外在資源,照著官僚體制訂定的遊戲規則去走,反而可以大膽地用理念與勇氣去嘗試自己所認同的科研合作。

     

    盼望為高教人才培育找出路

    除了成立光電工坊協助產業解決問題之外,張玉明也覺得國內高教的人才培育已經遭遇很大的瓶頸。臺灣已經過二十年的教育改革,然而目前大概只有國小生還能快樂學習,之後的國中、高中、大學、研究所階段,學生的學習歷程一路下來仍過度注重紙筆測驗,學生欠缺探索知識的熱情與實作能力的訓練;專注在教科書範圍的反複練習,學生的生活經驗不足、廣泛閱讀的習慣沒有、主動學習的精神未見;獨尊標準答案的背誦,使得學生獨立思考分析能力更是欠缺。

    但未來他們的戰場可不是紙筆測驗,面對的生活也不是只有學校和課本,更重要的是人生很多事情哪有標準答案啊!如果我們的教育場域只能、只願、甚至只想這樣訓練我們的年輕人,很難想像他們將來要如何面對未來快速變遷的世界呢?

    張玉明希望將來能有機會將光電工坊的經驗轉化成反轉高等教育的契機,提供年輕學子不一樣的教育歷程與體驗。他回想1998年剛回台灣在東華大學物理系任教的時候,由於草創大三的光電物理實驗室,沒有講義、沒有商業套裝的科教儀器設備,學生需要根據指定的實驗主題,自己規劃實驗步驟、搭設實驗所需的電腦、量測設備、儀控程式、數據分析討論、撰寫成果報告、到最後以公開展演方式完成期末報告。張玉明認為當年的大三學生透過這樣的課程設計達到主動學習的目的,其實是蠻好的教學實驗,當年受教的的學生,仍然有些會跟他持續保持聯繫。

    現在他所任職的臺大凝態中心並沒有招收學生或授課的義務,然而實驗室召募的研究助理、博士後研究員,張玉明也都是以能訓練他們成為具備獨立思考,解決問題能力的專業科研人才為目標,他期望能在日常的實驗室點點滴滴生活當中,能潛移默化培育出具有光電專業技術的優秀人才。

    張玉明深信實驗室所訓練的實事求事的做事態度,團隊合作的精神、具體而微的科學討論分析,透過設計實驗動手實作來解答科研問題,才是二十一世紀臺灣科學研究或產業發展所需培育的人才特質。

    後記 : 就在此訪問稿修稿期間,科技部宣布張玉明研究員榮獲106年度科技部傑出研究獎,肯定過去六年他建立的高教科研與產業鏈結模式「光電工坊」,成功促成高教研發成果技術商品化的努力。(2018/05/03)

     

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