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深耕實作人才 喜迎智慧聯網新世紀


隨著科技不斷地進步及演化,越來越多生活上的日常用品,也會透過網際網路連線到雲端,形成所謂的「物聯網」。過去幾年因應智慧型手機的發展,可攜式及穿戴式裝置逐漸普及,加上嵌入式系統網路化之增加,已經驅動各企業加速推動數位轉型,從個人生活、醫療保健、零售、生產製造、交通運輸、安全監控、家庭娛樂、運動休閒、能源管理等皆涵蓋其中,也推升相關產業對於智慧聯網技術與應用人才培育的需求。

為因應全球日漸蓬勃之智慧聯網產業變革之人才培育需求,臺北科大延續教育部「第二期技職教育再造」所累積之跨領域資通訊(ICT)應用能力,推動「智慧聯網技術與應用實作環境優化計畫」,主要建構在感知、網路與平台、雲端智慧的基礎技術上,以水平分工的方式進行智慧聯網基礎及共通課程及模組的開發,並延伸至智慧照明、智慧運輸及智慧醫療等應用場域之模組專題課程,進行垂直之整合。

 

建構以學院為核心的學習環境

雲端平台技術為智慧聯網(IOT)的核心架構技術之一,程式設計與資訊技術的運用已成為各專業領域解決問題的重要工具。北科大電資學院自106學年度起大學部新生新增跨領域學習之畢業門檻,學生畢業前須修讀院內他系至少2學分專業課程,以及院外他系至少2-6學分專業課程,或是修畢他系第二專長模組課程,始得畢業。除了基礎運算思維課程之外,亦依學院內各系所之定位,規劃與機電學院、工程學院、管理學院進行跨學院之跨域教學規劃,例如「工業4.0學程」、「智慧感測與應用學程」、「3C物聯網創新創業學程」等,搭配智慧聯網的技術進行跨院系的專題整合,提供有志於軟體開發之非資訊領域學生更專精的軟體技術養成訓練。

 

解決領域問題的軟硬體教育

除了課程、師資、助教之整體資源支援與配置,本計畫亦著重在教學實作實驗室,提供作為程式設計及多媒體應用課程之實作場域,主要規劃為雲端平台及巨量資料等課程之實作教學環境,藉由採購硬體標的,搭配Openstack, Hadoop, HDFS, HBase等開放原始碼軟體所建置OpenStack雲端平台分散式運算伺服器、以及巨量資料蒐集運算的邊緣運算伺服器,帶領學生實現架構一個IoT端點運算的共同開放框架,以簡化IoT端點運算架構,包含建立IP與非IP裝置間的連接協定,以及提供多個分散式運算節點部署的環境所需安全及系統管理,建立一個能允許元件隨插即用、不同運算裝置間可互通的IoT生態系統平台。

大學的專業養成教育也因應時代的進化,於教學流程的開發嘗試導入Problem Based Learning(PBL),用更有效率的方法來達成工程教育,也鼓勵學生修習資工系開設之「軟體工程」或「行動應用」第二專長學程。本計畫新開發的系統課程大多具有System topic及problem,這些系統應用課程具有系統問題(System Problem)的課題主題,課程的教學上開發系統化設計(Systematic Design)教材,系統由上而下的教學方式(例如計算機程式課程由高階語言àC語言à組合語言) ,有別於傳統由基礎而上的教學方式(例如過去計算機課程程式安排:組合語言àC語言à高階語言),讓學生能夠先理解系統面的問題或發掘應用面的問題,有了目標後再引導學生學習解決問題的底層工具。本計畫以應用設計為導向更是與PBL方向一致,配合特定應用場域的規劃,貫穿智慧聯網所需之核心技術與課程,同時尋求其它領域專長教師的協助,提升電資領域師生於智慧聯網應用之跨域知識及問題創新整合能力。

 

增加學生實務經驗,加強產學合作鏈結

本計畫除了藉由實作課程的訓練,培訓出具有基礎理論及應用軟體設計實務技術扎實的學生,增強學生的就業力外,亦透過產學合作、團隊競賽等契機,增加學生的實戰經驗與產業界的鏈結。例如2019年參加由行政院主辦的第二屆「總統盃黑客松」,透過跨機關、跨領域及公民協力,以黑客協作共創、分享的精神,實踐政府服務創新及優化,同時與國際連結。經過3個月緊鑼密鼓的實作與評選,獲得卓越團隊之榮譽,並由蔡總統親自頒獎(如圖一)。

由北科大領銜之「國土智慧巡守隊」獲得第二屆總統盃黑客松表揚並與蔡總統合影。

圖一、北科大領銜之「國土智慧巡守隊」獲得第二屆總統盃黑客松頒獎表揚

 

本團隊名稱為「國土智慧巡守隊」,成員來自國立臺北科技大學電資學院黃育賢院長團隊、宸暘環境技師事務所、和碩聯合科技公司、德國Ge-Komm公司與臺灣ECOCEO開放社群。由於全球正面臨氣候暖化、地球資源有限及缺水危機等難題,本團隊仿效國際知名的公民科技成功案例「空氣盒子」概念與作法,打造出成本合理、且可以廣泛部署的「水盒子」,可自動搜集水質、水量與水文環境的變化周期等數據,加強針對各種污染源的預測、防範與管控,進而降低對農業用水的負面影響,為循環經濟的跨產業應用、創新商業模式及綠能環保科技產品。本項作品也在台灣國際水週暨台灣國際循環經濟展(CE Taiwan)展出(如圖二)。

總統盃黑客松的獲獎作品「水盒子」,在經濟部水利署舉辦的2019台灣國際水週活動展出照片。

圖二、總統盃黑客松獲獎作品「水盒子」,在經濟部水利署舉辦的2019台灣國際水週活動展出
作者:黃育賢/國立臺北科技大學電資學院院長;陳雅惠/國立臺北科技大學電資學院計畫助理