4.智慧科技物聯核心技術升級

跨校區網通基礎建設與智慧共通匯流服務平台

(一) 跨校區資訊基礎建設

本校目前共規劃三個校區在執行校務發展，其中分別包含三民校區、民生校區及正在積極開發的南屯校區。由於三校區的資訊系統尚未整合，因此亟需透過本計畫建設跨校區資訊系統。透過此特色躍升計畫，本團隊將以新興網通基礎建設設置、建置與部署、智慧化共通匯流服務平台、網通資訊安全監控及智慧化校調系統平台最佳效能為跨校區資訊基礎建設策略方向

(1)未來四年的三校區系統整合規劃

本計畫團隊規劃在計畫前四年主要網路基礎建設目前為：全面提升校區內10G網路、環校骨幹光纖佈建、通往TANet網路由1G 提升為2G、通知ISP WAN 負載平衡系統提升為3G、建立AI 需端機房等任務以及加強資安防護，提升校內師生、教職員有穩定的網路頻寬及多元的服務。

(2)第五年的三校區系統整合規劃

第五年任務為：提升三民校區至民生校區之網路骨幹10G(距離4公里)，建立三民校區至南屯校區之網路骨幹1G(距離20公里)、把AI機房移往南屯校區機房並完成全校AIoT設備佈建及相關應用程式開發。

(二) 資訊科技升級策略規劃

本校資訊技術升級，首要任務由電算中心主導建置跨校院之基礎網路建設外，並建置智慧共通匯流服務平台，包含雲端虛擬化、智慧物聯網以及深度學習伺服器叢集。而資訊流通學院為本校之管理、資訊、物流重點發展院系，針對特色躍升計畫個亮點議題之應用可進行跨域合作之技術支援，包含智慧物流應用、虛擬實境、擴增實境與混合實境之應用、雲端大數據應用、人工智慧與資料探勘、區塊鏈之應用、智慧物聯網應用，分別描述如下：

1.跨校區網通基礎建設與智慧共通匯流服務平台

在建構IoT的環境的同時，也在需端建立AI伺服務，中介層透過共通匯流服務平台來串接，無論應用程式或服務是在雲端或內部部署中執行，通常都需要與其他應用程式或服務互動。「服務匯流排」提供更多實用的作法，不同的情況需要不同的通訊方式：

1.讓應用程式透過簡單的佇列來傳送和接收訊息。

2.具有發佈與訂閱機制的佇列。

3.只需要應用程式之間的連線，而不需要佇列。可讓應用程式以幾種不同的方式互動。

在本計畫的初期(第一年)將建構公有雲及私有雲的雲端架構，如下表所示:

雲端架構

說明

公有雲

採用Azure cloud方案，將校內IoT之流量經由Azure service bus服務直接送往公有雲，亦可透過校內IoT Gateway及On-Premises Server送往公有雲。

私有雲

校內私有雲分四年計畫逐漸完成建置，建置的架構與公有雲類似

計畫最後一年，再將本校建置的AI機房重新在新的南屯校區部署，以達成跨校區AIoT之服務與應用架構。完成公有雲與私有雲介接後、任何一項IoT的服務可由服務的特性選擇放在公有雲或留在私有雲，亦可以相互備援，以提升更穩定之高品質服務。此外，智慧化共通匯流服務平台(ISB)，不但可以介接IoT，亦可提供三大層面：服務端、管理端及應用端共12大項的服務。

(三) 資訊科技升級技術與課程規劃方向

1. 人工智慧技術

有鑑於未來對於「雲端運算」、「大數據分析」、「物聯網」、「行動應用」將有大量的人才需求，因此本學院近年來積極推動相關的課程與證照，以提升師生們在雲端大數據領域的技能與專長。

雲端數據運算

技術特色

本學院各系所在「雲端大數據」各個面向發展其技術特色，以展現整合的優勢。因此在「雲端大數據」領域，著重在雲端服務商業模式與消費者行為分析。以下是各學系之特色:

資訊工程系表現在雲端的高效運算、通訊協定、以及物聯網，並拓展應用於智慧工業、智慧醫療、和健康照護。

資訊管理系則以巨量資料分析與應用為主軸，延伸應用在生物辨識、推薦機制、以及創意行銷等。

流通管理系以連結商品與服務，自生產者移轉至最終使用者的商流與物流活動。

技術可應用或合作之領域

⚫ 工業4.0智慧製造：透過巨量資料分析提供解決方案，協助製造業有效控管維運成本與提高製造生產效率及良率，包括製造流程缺陷站點分析技術、故障或異常預警示和品質估測。

⚫ 雲端及智慧行動應用：透過Open Data與大數據分析，發展智慧行動應用技術，使用者可隨時體驗雲端行動科技便利性。

⚫ 個人化商品推薦服務：藉由分析商品、消費者關聯性，結合消費者個別喜好，提供適性化商品推薦，可提升消費者流暢的購物體驗，進而提升客戶忠誠度與電子商城導購率。

⚫ 智慧物流管理：透過物聯網雲端整合平台，將物流過程中的重要訊息上傳雲端，線上可隨時查看物流過程，並在指定時點更新訊息，即時採取具有針對性的客戶服務措施。進行改變供應鏈策略、物流營運和貨運維護。

機械式學習

說明

機器學習(Machine Learning)屬於人工智能(Artificial Intelligence)的其中一門學科，機器學習的模型有部分是基於數學統計的理論假設被設計出來的。資料探勘(Data Mining)定義為從結構或非結構性的數據中發掘隱藏的資訊，而剛好機器的學習的模型成為資料探勘的工具，藉此來進行分類或預測。

相關課程

本校相關課程包含巨量資料分析、機器學習、巨量資料在商業投資之應用、AIoT用於護理及長照。對於參與成員之相關人才培訓，分述如下。

⚫ 人工智慧方面：人工智慧方法與實作之培訓

⚫ 資料探勘方面：大數據資料基礎與實作之培訓(包含：挑戰、系統的建置與使用、資料儲存與管理、巨量資料的處理和分析) 、資料探勘重要演算法、大數據處理的相關技術。

⚫ 參與計畫之醫療院所方面：醫療院所除了既有的醫療專業能力之外，另外醫院中的資訊部分也將參與其中，因此經由資訊部門的協助，本計畫將取得各項大數據資料，學生可以參與大數據的蒐集、整理以及資料前置處理等工作，進而理解各項資料集的特色，以利後續的各項應用。

⚫ 積極推動各項學校至醫療院所參訪、交流與產學合作，共同期待未來更多之資訊專長之畢業學生投入醫療資訊行業。

⚫ 校內課程安排：擬朝向規劃「程式設計與應用」課程2學分必修課，培育學生基礎程式語言能力，另外，專業必修課程則安排「健康資訊應用及實驗」課程1學分2學時，以培養學生護理資訊能力

技術特色

資料探勘和機器學習最大不同的就是其目的，機器學習目的只為機器懂得思考，做最好的決定和預測，而資料探勘著重的則是為結果作最好的解釋。人工智慧與資料探勘幾乎可以適用到任何有數據產生的產業，本院的資工、資管系已經在人工智慧與資料探勘這二大主軸完成課程規劃、基礎設備建置與教師培訓等前置工作。

技術可應用或合作之領域

目前各行業都在導入AI到各產業的智慧應用，依本校的屬性及教師能量，我們選擇「智慧金融」與「智慧護理」這2個項目，導入AI人工智慧與資料探勘與產業系統整合是目前預計發展的關鍵技術。

例如，導入智慧產品技術；智慧產品通常將人工智慧的功能內嵌於產品中，多數是利用雲端系統整合不同系統中的使用者偏好，透過了解客戶與客戶偏好，提供超個人化體驗與驅動用戶參與。智慧產品的子集合為內建人工智慧並能進行移動與互動的機器人，如軟銀的人形機器人Pepper能透過情緒、談話與肢體語言與人類溝通，且能辨識腔調，目前已被應用於飯店接待與醫院門房。

區塊鏈服務應用

說明

區塊鏈技術是由幾個資訊技術組成：非對稱加密技術、數位簽章技術、訊息摘要、不可逆雜湊函數。

為提升本校師生對於區塊鏈服務應用的知識能量，本計畫將以區塊鏈服務應用開課為計畫重點，其中團隊成員、課程名稱及可應用技術

人才培訓或本院相關課程

人才培訓或本院相關課程：資料結構、演算法、密碼學、資訊安全、資訊網路、網際網路應用、網路程式設計、離散數學、區塊鏈。

技術可應用或合作之領域

可應用或合作之領域：一幣多付問題與因應技術、工作量證明、智慧保單、虛擬折價券流通、身分驗證機制。本團隊目前已積極研議利用區塊鍊的發行數位貨幣技術，來發行長照幣，以實現智慧護理與健康長照之願景。

1.虛實整合科技應用(AR/VR/MR)

運用虛擬實境、擴增實境與混合實境之技術，可在有限空間裡面藉由視覺、聽覺、觸覺與其他輔助感知設備，協助使用者體驗傳統二維平面設備所無法表達之立體實境空間概念。同時，讓使用者可在特定空間中運用虛擬實境、擴增實境與混合實境互動技術，於不受操作時間與場域空間的限制之下，達成與實境環境相同人、事、地、物互動操作或模擬之功能。

(1)人才培訓或本院相關課程：專業學程部分有3D多媒體結合VR/AR人才培育計畫。相關課程規劃有多媒體系統、3D電腦繪圖軟體、數位遊戲開發、行動遊戲設計、虛擬實境、擴增與虛擬實境。

(2)技術可應用或合作之領域：本技術應用於醫療保健產業上，不僅可以輔助醫生進行遠端診斷與醫療行為，也能用於手術之前做預演訓練，以及提供手術所需相關即時資訊等功能。在醫療保健上，則可以協助病人以更有趣的方式進行復健，或者自我身體檢查與監測等功能。讓病患可於家中直接完成自行復健以及基礎生理心理檢測，降低傳統病患親身前往醫療院所診治的大量社會資源支出。

AIoT應用

智慧型院區移動輔具調度

說明

本計畫研究院區移動輔具(mobile assistive technology device, mobile mATD)如點滴架、輪椅、拐杖等的故障診斷(fault diagnosis)、調度演算法設計與實作。

本計畫主要的原創性包含結合LoRa 與整合式傳感器系統提出行動輔具構想、應用大數據分析與人工智慧研究嫌惡輔具的特性並預測輔具故障率、透過輔具取用站之間自然輔具流動、群眾調度方式的輔助避免調度經過不必要的輔具取用站以藉此降低車輛調度成本。

各院相關課程

透過本計畫，結合物聯網與人工智慧機器學習。在資本院資工系、資管系都有開設物聯網應用與機器學習課程，參與學生可以完成基本學習再投入計畫案參與實作。開設相關課程如下：

1.物聯網應用

2.人工智慧與機器學習

3.資料探勘

4.系統分析與設計

5.資料庫應用

6.行動程式設計

計畫研究員或學生方面

計畫研究員或學生方面：參與成員除了可接觸到醫療產業之資訊技術與醫療場域實作外，亦將學習IoT(Internet of Thing)相關醫療資料之蒐集與分析、模型建構、系統分析、以及個案溝通等訓練。

參與計畫之醫療院所方面

醫療院所除了既有的醫療專業能力之外，相關人員將可運用AIoT(Artificial Internet of Thing)相關技術，有效提升使用品質及排除故障時間等方面。另外，透過產業與學術之間的交流，對於智慧醫療物流管理與應用有更深入的了解，未來可將此成熟技術延伸至其他院所或部門使用，並依不同院所或部門需求，進行客製化彈性調整。

相關機構

將可為臺中科技大學注入新的專業化智慧醫療市場領域思維，拓展產業視野，跳脫原有傳統的流通業範疇，與純學術教育理論的思考模式，培訓學生為其日後進入跨領域相關產業作準備。

智慧物流應用

說明

本計畫之智慧醫療倉儲管理系統(iH-WMS)，擬針對醫療院所行動庫存管理作業而開發，協助人員在任何時點都能精確管理存貨進出位址、品項及數量，進而降低庫存管理成本，提升行政作業效率。技術實用特色包含儲位自動指派、視覺化統計報表顏色識別、數據化資料匯出及庫別溫層管控。

計畫研究員或學生方面

參與成員除了可接觸到最新的醫療產業開發技術與產業知識外，亦將學習醫療資料之蒐集與分析、模型建構、系統分析、以及個案溝通等訓練。開設課程如採購管理、流通科技管理、物流管理、存貨管理、資料探勘、供應鏈管理、系統分析與設計、資料庫應用、行動程式設計等。

參與計畫之醫療院所方面

醫療院所除了既有的醫療專業能力之外，相關人員將可運用智慧醫療物流管理之標準化作業流程，降低人為管理異質性之缺失。另外，透過產業與學術之間的交流，對於智慧醫療物流管理與應用有更深入的了解，未來可將此成熟技術延伸至其他院所或部門使用，並依不同院所或部門需求，進行客製化彈性調整。

相關機構方面

NTCUST-特色躍升計畫辦公室