成大材料系蘇彥勳團隊 科技農(nóng)業(yè)跨領域產(chǎn)學合作表現(xiàn)亮眼
中正大學機械系賴臆升助理教授於臺南鹽水植物工廠進行跨領域產(chǎn)學研究。圖：成功大學提供
突破農(nóng)業(yè)多元運用，加速光電元件開發(fā)進程。國立成功大學材料系教授蘇彥勳研究團隊長期投入科技藝術農(nóng)業(yè)跨領域研究，開創(chuàng)仿生技術實務應用及關鍵技術突破，使農(nóng)產(chǎn)業(yè)朝高質(zhì)量化以及高品質(zhì)化發(fā)展，支持多元農(nóng)業(yè)領域創(chuàng)新發(fā)展需求，同時也為青年科學家從事農(nóng)業(yè)創(chuàng)造有利環(huán)境，推動農(nóng)業(yè)創(chuàng)新經(jīng)濟模式。
自然界的光合作用為目前已知最有效的太陽光能轉(zhuǎn)換體系，科學家們除了探究其原理，更將天然植物運用提升至半導體效能與光電元件的開發(fā)。蘇彥勳提到，研究計畫在賴清德副總統(tǒng)積極協(xié)助、科技部的支持以及臺南市政府農(nóng)業(yè)局與鹽水區(qū)公所的輔導下，才得以順利促成與協(xié)作植物工廠進行科技農(nóng)業(yè)跨領域產(chǎn)學合作，並在教學中呈現(xiàn)多元的合作成果。
蘇彥勳指出，從天然植物萃取出的染料作為光電半導體元件的「光敏化劑」，可有效提升半導體元件的光電轉(zhuǎn)換效率，此研究即仿效葉綠素在大自然中行光合作用的原理，將天然植物應用於太陽能能量轉(zhuǎn)換相關技術，並利用人工智慧與植物工廠合作，進行天然植物品系種類、色素種類、生長條件選擇，仿效自然界演化現(xiàn)象，提升天然植物於光電性質(zhì)的應用。
蘇彥勳表示，從眾多的染料以及光敏化劑當中挑選出適當?shù)呐浞揭约氨壤枰馁M數(shù)個月甚至是數(shù)年的時間進行摸索以及研究，此次蘇彥勳團隊與中正大學賴臆升助理教授合作，利用人工智慧選擇天然植物葉子並調(diào)控天然植物葉子色澤分布，製作出天然色素染料並應用於純淨且零碳排放的太陽能產(chǎn)氫元件之感光層，善用人工智慧有系統(tǒng)地改善人類生活，促進綠能科技與創(chuàng)新農(nóng)業(yè)發(fā)展。
利用人工智慧選擇天然植物葉子並調(diào)控控制天然植物葉子色澤分布進行元件優(yōu)化。圖：成功大學提供
研究團隊所開發(fā)的人工智慧運算系統(tǒng)運用了「基因演算法」以及「類神經(jīng)網(wǎng)路系統(tǒng)」達成關鍵技術突破。此系統(tǒng)可針對天然植物之染料的吸收峰值、強度甚至是植物的種類以及所搭配之半導體材料的電化學特性做為演算依據(jù)。經(jīng)過數(shù)百萬次的大數(shù)據(jù)演算以及測試之後，最終該系統(tǒng)可給出綜合關鍵參數(shù)之最佳解，進而節(jié)省大量研究成本以及時間並得到最佳效能的參數(shù)配比，也在太陽能產(chǎn)氫效率上，由原本2.59 %提升至9.42 %。
從環(huán)境、農(nóng)業(yè)、科技出發(fā)，榮獲國際期刊關注讚賞，研究成果刊登於國際著名農(nóng)業(yè)領域期刊「美國化學學會農(nóng)業(yè)科學與技術」（ACS Agricultural Science & Technology），並獲選為當期期刊封面，展現(xiàn)成大國際化研究量能，擴大跨國合作視野。
中正大學機械系賴臆升助理教授指出，協(xié)作植物工廠進行科技藝術農(nóng)業(yè)跨領域產(chǎn)學合作所建立的人工智慧系統(tǒng)可快速且有效地為科學家找出最佳解答。透過人工智慧的開發(fā)以及運用，不只能快速推動高附加價值的「第六產(chǎn)業(yè)」也將促使農(nóng)業(yè)科技進步，更有機會助於人類解決能源、糧食短缺危機以及環(huán)境污染等相關議題。
研究團隊除了與產(chǎn)業(yè)界合作，也正與成大員工消費合作社研擬推廣生態(tài)瓶產(chǎn)品「發(fā)光植物-生命之草」，增進研究的可近用性與附加價值；在跨域教學成果部分，蘇彥勳教授與成大藝術研究所及戲劇碩士學位學程馬薇茜助理教授的「劇場實務」課程多次合作，將新穎科技藝術媒材，運用於藝術療癒、劇場展演與推廣教學，修課學生在黑夜中看見發(fā)光植物不僅大為驚嘆，在藝術場域活化運用，體現(xiàn)成大跨領域資源充足的環(huán)境，更能發(fā)揮最大研發(fā)量能。
馬薇茜表示，結(jié)合科技藝術農(nóng)業(yè)跨領域產(chǎn)學合作，進行科技藝術（Tech Art）新型藝術發(fā)展，以創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)生的策略規(guī)劃，不僅結(jié)合演藝課程，亦結(jié)合SDGs目標加入成大book一市課程，師生前往鹽水坔頭港國小連結(jié)地方創(chuàng)生，並與各地之地、產(chǎn)、人的特色資源，發(fā)展沿線橫向連結(jié)，以農(nóng)業(yè)特色結(jié)合科技與藝術，讓觀賞者透過沉浸體驗感受新穎的科技藝術魅力，實踐大學社會責任中「在地連結(jié)與人才培育」之宗旨。
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