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國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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| 所屬學群 |
工程學群
跨
地球環境學群
工程科學學類 |
工程學群
機械工程學類 |
| 所在校區 |
校本部 新竹市光復路二段101號 |
校本部 新竹市光復路二段101號 |
| 學系特色 |
本系成立於民國五十三年，是清華大學在台復校最早成立的兩個科系之一，為凸顯本系在機、電、材及工程物理等多元化教學研究的特殊性，並迎向未來科技中跨領域整合的潮流，本系於民國八十六年更名為「工程與系統科學系」，將豐富的資源投入在更多具前瞻性的跨領域教學與研究，是目前亞洲最佳的跨領域整合科系之一，期望能為台灣培育未來的科技菁英。 |
清大動機系橫跨「機械」與「電機」兩個領域，是台灣第一個推動「機電整合」的系所，更透過課程與師資結構的調整，成為「光機電整合」的先鋒。2018年更進一步結合人工智慧與資訊科學，利用最佳化技術、機器學習、資料探勘與大數據分析，推動機械工業與製造生產系統之智慧化，邁向「AI光機電整合」。動機系除了提供學生紮實的機械工程領域知識學習外，也透過結合電機、光學、資訊等相關知識，培養學生具備系統整合的能力。 |
| 學科意涵 |
清華大學工程與系統科學系乙組 (智慧奈米系統組)為因應人工智慧(AI)晶片發展而設置的課程。AI的領域可大致區分為智慧應用、演算法開發與硬體核心裝置。本組的教學特色是整合機械、電子、材料、物理領域的核心課程，應用於AI晶片所需的上游系統設計、中游製程技術、與下游奈米檢測。 |
只要是會動的機器，都屬本系的研究範疇。日常生活中除了汽車、工具機等已熟知的大型機械外，電腦、手機、晶片系統等尺寸小、精密度高的電子產品、奈微米元件、生物醫學用微小晶片系統等，也都是近年來動機系重視的研究主題。因此研究領域含括機電整合、能源與動力、電機控制、微機電系統、精密機械與智慧製造、AI機電資訊、先進半導體製程、生醫工程等。 |
| 學習方法 |
本系注重教學，對大學部學生而言，教學是大學生學習最重要的管道，本系有三分之一 的教授獲得過本校傑出教學獎，即為明 證。前瞻的學程再加上多專長優秀的教師，才能提供成功的跨領域教學。各專業領域選讀無名額限制，完全尊重學生意願。 版權:清華大學工科系 
資料查閱：圖書館館藏目錄、期刊、資料庫、網路等管道進行各項文獻蒐集 版權:Pixabay 免費圖庫 
實驗實作：教授及助教協助同學透過實際實驗操作，讓同學深入體會課本上學到的知識 圖解:學生於本系電子實驗室進行實驗課程 版權:清華大學工科系 
線上學習：開放式雲端課程讓學生彈性規劃學習進度，不受時地限制，自由選擇提升知識的廣度或深度。 版權:Pixabay 免費圖庫 
暑期實習：透過與企業實習機構及企業導師之互動，協助學生在進入職場前，學習企業實務經驗與瞭解產業趨勢。 版權:清華大學工科系 |
動機系的學習方法為強調理論與實作結合，例如大四必修的專題實作課程，必須選定一個專題研究題目，與他人進行團隊合作實作，藉由實際設計與實驗操作來解決務實的工程問題。 圖解:學生專題研究實作作品 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
應用課程知識理論去動手實作：學生團隊-清大賽車工廠。是一群熱愛賽車的同學組成的學生方程式賽車團隊，以從零開始的方式打造自己設計、自己製造、自己行銷的方程式賽車。從2016年起每年皆打造新賽車(包括油車、電動車、自駕車)赴日本、歐洲參加學生方程式賽車競賽，屢獲佳績。 圖解:賽車工廠團隊學生與自行打造之賽車 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
應用課程知識理論去動手實作：學生團隊-DIT Robotics。是由一群喜愛機器人的學生組成。DIT=Do, Improve, Try，即秉持動手實作、不斷改進、勇於嘗試的精神迎接挑戰。團隊學生自行打造機器人，參加國內各種不同比賽，甚至每年赴美國、歐洲等地參加國際性機器人比賽，屢獲佳績。 圖解:DIT Robotics參加歐洲機器大賽 版權:國立清華大學動力機械工程學系 |
| 高中階段可以準備的學習方法或方向 |
學習內容豐富且具一定深度，需具備歸納與融會貫通的能力，可以藉由參加專題研究來加強這項能力。透過自己發現問題，嘗試獨立解決回答它，將有助於提升自己的觀察力、歸納與融會貫通的能力，同時也能培養動手做的實力。此外，與國際接軌一直是跨領域科技人必須具備的能力，需要提升英文的聽說讀寫能力，以降低未來在面臨英文授課時的壓力。 |
1.能培養能夠主動發掘問題，並解決問題之能力。 |
| 與相關科系之異同 |
本系與一般工程科系相比，本系的課程具有電子、機械、材料多元化及跨領域的特色，注重數學及物理基礎課程。與物理系等理論類科系相比，本系強調工程知識與訓練。 |
動機系研究範疇包括動力能源、電機控制、微機電與奈米科技、精密機械與智慧製造、AI機電資訊、生醫工程、先進半導體製程等。本系除了將機械與電機兩者融合在大學部的基礎課程中，並進一步將光、生醫、動力、能源、微奈米、AI等科技與機電系統整合在一起，所以本系的學生比機械系的學生不怕電，又比電機系的學生懂機械！ |
| 生涯發展容易誤解之處 |
本系大學部畢業生絕大部份(95%以上)選擇繼續至研究所取得碩士學位後再就業。除核工領域畢業生較多在核能或醫學物理相關單位發展外，其他專業領域的系友多任職於高科技相關的半導體、電子、光電與資通訊產業。本系跨領域整合訓練與強調未來科技的特色，也提供畢業生投入奈米、能源與生醫等新興高科技產業的能力。 |
一般人容易誤以為機械系未來出路多為傳統產業，甚至需上機台做黑手。實際上本系畢業生廣泛從事於學術研究、政府或國營單位、半導體科技產業、製造產業、自行創業等，未來出路廣。 |
| 學習方法容易誤解之處 |
無 |
一般人容易對機械系的學習內容認為須做粗重工作、做黑手修理機器等刻板印象，甚至認為女生不適合念機械系，此為錯誤觀念。本系的研究領域涵蓋各種高科技產業技術，學習內容旨在培養學生成為具備系統整合能力去解決問題的工程師，以及成為高階的領導及研發人才。 |
| 補充提醒與說明 |
跨領域學習已成趨勢，儘管任何同學都可透過自行選修跨系課程完成，但很可能會遇到衝堂問題，導致需要花更多時間才能修完選定的科目。在工科系各領域核心課程都已妥適安排，不僅沒有衝堂及跨系學分承認的問題，亦可提升學習效率，順利銜接研究所進階課程，對未來進修與深造有相當的助益。 |
本系大一修習包括基礎必修科目(普物及實驗、普化及實驗、微積分、工程導論等)、程式設計、材料科學導論、工場實習。大二修習動機系專業科目，如工程數學、應用力學、熱流學、電路學、電子學等。大三可依興趣選擇於四個專業學程中擇一修習。最後在專題研究這堂課，學生利用三年多來所學，以團隊方式進行題目研究，動手解決務實的工程問題，參加公開專題成果展。網址：https://www.pme.nthu.edu.tw/ |
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國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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| 核心課程地圖 |
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| 專業選修課程 |
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| 特色課程 |
機器學習導論本課程介紹機器學習的基本概念及其相關內容數學工具。 它針對的是高年級生，並且假設以前沒有機器學習的概念。對多變量微積分、基本線性代數有一定的了解有助於本課程但非必要。涉及的主題包括概率分佈、貝葉斯決策理論、參數方法、多變量方法、降維、聚類、決策樹、線線性判別、多層感知器和深度學習。 圖解:機器學習 版權:Pixabay 免費圖庫 
半導體元件物理
學習基本半導體物理及載子傳輸現象，瞭解常用半導體元件電特性之物理機制，並介紹各種應用半導體所製作的元件： 圖解:半導體 版權:Pixabay 免費圖庫 
第一原理材料計算破除學生認為理論計算是枯燥乏味之謬思；引起對理論計算之興趣； 以第一原理計算為主，重點在介紹密度泛函理論及讓學生對不同尺度理論計算應用有基本的認識及其重要性與如何計算材料相關物理化學性質等。 圖解:奈米材料 版權:清華大學工科系 |
專題研究一、二在這門充滿趣味與挑戰的課程中，學生必須利用三、四年來所學到的知識與技術，以團隊合作的方式，選定研究題目，藉由真實的設計與系統的建立來解決務實的工程問題，並於一年研修後之期末參加公開專題成果展。 圖解:動機系期末專題成果展 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
基礎熱流學以熱力學(包含第一及第二定律)分析系統的物理化學能量變化，並應用在許多熱力學循環分析，是所有機械、電機、化工應用工程的基礎學程。 圖解:動機系機工實驗室-燃料電池量測平台 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
應用力學一、應用力學二應用力學包含包括靜力學及動力學。靜力學為固體力學之基礎，它以質點或剛體探討靜力平衡問題，也是動力學之基礎。動力學主要討論的範圍為研究運動的變化與造成這變化的各種因素，亦即研究的是力對於物體運動的影響為主，其基礎定律是牛頓運動定律。 圖解:動機系機工實驗室-動平衡測試 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
電子學一學習如何使用基本電路理論於電子元件之應用。包括固態電子元件理論、電子元件之介面、固態電子元件之發展歷程、電子元件模式及如何使用電腦輔助工程軟體LTSpice於電子電路分析。 圖解:動機系電子實驗室 版權:國立清華大學動力機械工程學系 
機械製造課程的目的在了解與機械工程相關的各種主要工業與商業的產品及其零組件的生產方法、可採用之各種加工法、各種加工法的基本原理、特性與所須之設備、以及生產加工過程中要精進生產力所涉及的工程方法。 圖解:精密機械與智慧製造製程 版權:國立清華大學動力機械工程學系 |
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國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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| 適合從事工作 |
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| 系友生涯 |
未上傳圖片
金聯舫系友核工68級 榮獲2006年傑出校友 現任科管院教授兼院務顧問 金聯舫博士（68級核工）在美國哥倫比亞大學畢業後，先在核能行業工作，後轉戰3C產業，陸續在美國Convex超級電腦公司、Motorola、IBM跟台積電擔任高階主管，期間卓有貢獻。 更多介紹請見清大數位校史館：http://archives.lib.nthu.edu.tw/history/people/alumni_024.html 未上傳圖片
林誌祥系友核工86級 榮獲2016年傑出校友 美商祥茂光電科技股份有限公司Applied Optoelectronics, Inc.（簡稱AOI）的創辦人、總裁、執行長兼董事會主席 林校友擁有的多項美國專利中，記錄著他的研究成果，在1997年2月催生了美商祥茂光電科技股份有限公司（簡稱AOI）。 AOI的營運範圍包含美國、台灣及中國大陸，三地皆設有生產部門、研發部門、銷售部門和行政管理部門，以服務全球客戶。 更多介紹請見清大數位校史館：http://archives.lib.nthu.edu.tw/history/people/alumni_062.html 未上傳圖片
邱德成系友核工87級 榮獲2011年傑出校友 益鼎創業投資股份有限公司董事長/總經理 1996年自行創業成立益鼎創業投資公司，為當時國內最年輕的創投業負責人，專注投資於國內光電產業、IC設計公司及電子關鍵零組件業，並協助國內多家企業創業成功。 更多介紹請見清大數位校史館：http://archives.lib.nthu.edu.tw/history/people/alumni_045.html |
圖解:黃有執副董事長
黃有執國立清華大學動機系學士92級、碩士94級畢業。 大立光電股份有限公司總經理兼副董事長。 黃有執系友自1996年進入大立光電股份有限公司，該公司專精於微型鏡頭技術，為行動裝置光學鏡頭技術領導廠，高階鏡頭市佔率持續保持全球首位。黃有執系友任職設計主管及技術長期間，主管範圍由光學設計，逐步增加到全集團研發及工程事務、組建大立光電光機與智財部門、協力推進光學材料，精密模具，光學檢測等核心技術開發。並於2022年升任總經理職位，並進入董事會擔任副董事長。 
圖解:史維教授
史維國立清華大學動機系學士77級畢業。 香港科技大學前校長。 史維教授是享譽國際的學者，為美國航空及宇航學會(AIAA)及美國機械工程師學會(ASME)會士。史維教授對於計算流體力學、燃燒和推進、流體結構互動、生物流體力學、生物性及低雷諾數飛行器等的貢獻均深受國際認同。曾任密西根大學Clarence L.「Kelly」 Johnson講座教授及航天工程學系系主任。現為香港科技大學機械及航空航天工程系講座教授，曾於2018年至2022年間出任香港科技大學校長。 
圖解:徐敬全總經理
徐敬全國立清華大學動機系學士91級、博士97級畢業。 聯發科副總經理暨無線通訊事業部總經理 徐敬全系友於2013年擔任聯發科技新事業發展本部總經理，領導開發新一代穿戴式運算及物聯網應用，獲得市場高度關注。2018年轉任智慧車用事業部總經理，佈局物聯網的四大方向，包括穿戴、智能家居、定位、M2M均有參與。2020年接任無線通訊事業部總經理，任內推出多款5G行動晶片，使聯發科技持續成為推動5G發展與創新的全球領先企業，成為全球最大的智慧型手機處理器晶片設計商。 
圖解:楊威迦教授
楊威迦國立清華大學動機系學士76級畢業。 喬治亞理工學院航太工程學院 William R. T. Oakes講座教授。 中央研究院院士。 楊威迦教授是航空太空推進與動力學科的國際首席專家之一，為美國航天航空學會(AIAA)、美國機械工程師學會(ASME)、英國皇家航空學會(RAeS)會士。其致力推廣航太推進和動力技術發展，曾協助美國太空總署解決引擎燃燒不穏定現象而聲名四播，以多項成就獲選美國國家工程院院士，也獲頒推進界最高榮譽馮卡門(von Karman)航天講座獎，且獲選為台灣中央研究院(工程科學組)院士。 
圖解:蔡進步董事長
蔡進步國立清華大學動機系學士81級畢業。 巨沛科技股份有限公司董事長兼總經理。 國立清華大學校友總會理事長。 蔡進步系友於1990年成立巨沛股份有限公司，從事半導體、光電及電路板構裝設備與材料的代理及銷售技術服務，服務據點除了臺灣之外，還包括中國各重點城市、香港、新加坡、馬來西亞、泰國、越南等。另曾任動機系系友會會長，捐贈「動機系系友獎學金」、「行動通訊電聲實驗室」等。近年更擔任國立清華大學校友總會理事長、百人會會長及清華企業家協會副會長等公益職務，除了慷慨捐款興學外，也致力結合校友資源，協助母校發展。 |
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國立清華大學 工程與系統科學系乙組(智慧奈米系統組) |
國立清華大學 動力機械工程學系 |
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多元能力 |
語文理解與表達：能透過語文理解他人想法形成特定概念，且能說明特定想法或因果關係。
5%
敏銳創造：能覺察特定事件與觀念、理論之間的差異，且能對事物進行拆解、組合、重新詮釋，呈現新穎之處。
5%
邏輯推理：能捕捉事物運作的規律或關聯性，歸納或是推演不同事物的差異或因果關係，並得到特定理解。
5%
數理科學：能選擇適當的科學、數理知識或邏輯來思考問題，依據科學規律正確地推演出答案或排列資訊。
5%
記憶詮釋：能識別、儲存、喚起多項資訊、數字、知識內容，且能以多種方式組合這些訊息間的差異與關聯。
5%
快速知覺與總結：能從散落的資訊中，快速分辨與覺察具有意義的訊息，且能歸納出要點、關聯、架構等概念。
5%
同時多工：能同時接收多個訊息，切換心力在不同的訊息組合。
5%
專注力：投入心力在特定訊息及排除外部干擾。
5%
遠觀細察：能在遠、近距離中能分辨、比較色彩差異，在不同光線強度下能觀察物體大小、距離、移動變化。
5%
批判思考：運用不同觀點對問題進行理性分析，對問題的解決方法或結論，評估出優缺點、支持、反對的意見。
5%
主動學習：積極尋求新資訊用以掌握問題的前因、後果以及預期影響，並依據各環節選擇適合的學習行為。
5%
自省促進：收集、評估自己或他人的表現，提出可改善及調整的方法或採取行動。
5%
社會覺察與合作：覺察並理解他人的感受或想法，並調整自己的做法，配合他人來完成任務。
5%
說服協商：提出觀點與他人商議或說服他人同意，以積極的態度引導他人，達成共識、目標，或解決困難。
5%
問題解決：分析並預判問題的成因與後果，設想出合適的解決方法及使用的工具。
5%
運作分析：分析特定需求並規劃合適的運作流程，運用技術調整、組裝、設定設備，讓設備及系統正常運作。
5%
程式設計：了解程式語法以及邏輯架構，撰寫、修改程式，開發並設計系統。
5%
機械操作：能監控設備或系統，按程序運行、排除故障，且能進行修繕、更換零件，檢測產製成果的品質。
5%
系統運作：評估與分析系統的運作方式、效能，考慮運作成本與效益，制定系統運作可改善或調整的方式。
5%
資源管理：分配及運用可支配的資源，調配人力、物力、資源運作的合理性、平衡性，發揮預期效益。
5%
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語文理解與表達：能透過語文理解他人想法形成特定概念，且能說明特定想法或因果關係。
5%
敏銳創造：能覺察特定事件與觀念、理論之間的差異，且能對事物進行拆解、組合、重新詮釋，呈現新穎之處。
5%
邏輯推理：能捕捉事物運作的規律或關聯性，歸納或是推演不同事物的差異或因果關係，並得到特定理解。
5%
數理科學：能選擇適當的科學、數理知識或邏輯來思考問題，依據科學規律正確地推演出答案或排列資訊。
5%
記憶詮釋：能識別、儲存、喚起多項資訊、數字、知識內容，且能以多種方式組合這些訊息間的差異與關聯。
5%
快速知覺與總結：能從散落的資訊中，快速分辨與覺察具有意義的訊息，且能歸納出要點、關聯、架構等概念。
5%
同時多工：能同時接收多個訊息，切換心力在不同的訊息組合。
5%
專注力：投入心力在特定訊息及排除外部干擾。
5%
手工操作：能依據物體變化（如移動速度），快速地調整出肢體反應，或以運用手部與手指進行精細動作。
5%
批判思考：運用不同觀點對問題進行理性分析，對問題的解決方法或結論，評估出優缺點、支持、反對的意見。
5%
主動學習：積極尋求新資訊用以掌握問題的前因、後果以及預期影響，並依據各環節選擇適合的學習行為。
5%
自省促進：收集、評估自己或他人的表現，提出可改善及調整的方法或採取行動。
5%
社會覺察與合作：覺察並理解他人的感受或想法，並調整自己的做法，配合他人來完成任務。
5%
說服協商：提出觀點與他人商議或說服他人同意，以積極的態度引導他人，達成共識、目標，或解決困難。
5%
問題解決：分析並預判問題的成因與後果，設想出合適的解決方法及使用的工具。
5%
運作分析：分析特定需求並規劃合適的運作流程，運用技術調整、組裝、設定設備，讓設備及系統正常運作。
5%
程式設計：了解程式語法以及邏輯架構，撰寫、修改程式，開發並設計系統。
5%
機械操作：能監控設備或系統，按程序運行、排除故障，且能進行修繕、更換零件，檢測產製成果的品質。
5%
系統運作：評估與分析系統的運作方式、效能，考慮運作成本與效益，制定系統運作可改善或調整的方式。
5%
資源管理：分配及運用可支配的資源，調配人力、物力、資源運作的合理性、平衡性，發揮預期效益。
5%
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性格特質 |
主動積極：常常主動提出特定見解，樂於付出活力與熱情投入特定問題、活動，引領他人的行動。
100%
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主動積極：常常主動提出特定見解，樂於付出活力與熱情投入特定問題、活動，引領他人的行動。
10%
樂群敬業：總是表現活潑、傳遞熱情，主動參與活動，熱衷於與夥伴一同完成任務。
10%
自信肯定：總是相信自己能達成目標，會肯定自身的優勢、長處，面對挫敗能較好的調整情緒。
10%
開朗活潑：總是正向樂觀的看待事物的發展，即使事件發展不如預期，也能保持接納、能看見正向價值，常常表現自在、不膽怯。
10%
親和接納：總是願意關懷他人情緒與感受，樂於接納與照顧他人困擾與情緒，表現和藹友善、易於親近。
10%
合作互助：總是願意優先關照、包容他人的需求，在不同意見中尋求最大的合作可能，優先尋求團體的共同價值，信任團體成員的指引。
10%
堅毅負責：常常長時間專注投入於特定事物，排除干擾訊息，會對所承諾的事物，會負起責任目標、執行到底，享受追求成就。
10%
深思力行：常常追求事物的條理秩序，審慎確認事物的彼此關係，行事仔細考量後果。
10%
探究冒險：常常樂於探索未知事物、能夠容忍陌生情境，樂於把困難視為一種挑戰，在探索、挑戰未知中偏好看見自己的成長。
10%
變通開創：常常對多種事物，表達熱情興趣，對於既有事物，進行拆解、重組，給予新的理解與觀點，並且喜愛創造出令人意想不到的新事物。
10%
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