早在2018年,清大就成立「清華運動科技中心」,推動「AI棒球計畫」,藉由整合大數據分析、感測技術、生物力學、人工智慧等最新科技,協助棒球球員提升投打表現,並減少運動傷害。
這項計畫的特點,就是由電機系特聘講座教授、也是昔日巨人少棒名投手吳誠文擔任顧問組召集人,集合電機系、體育系、資工系、動機系及工業工程與工程管理學系等5系共10位教授,加上1位骨科醫師及2位校外教師,打造出人工智慧棒球訓練系統。

從運動到復健 清大工學院發展跨域不遺餘力
回顧從「AI棒球計畫」到跨域課程「復健工程與輔助科技」的一路發展,全程參與的工業工程與工程管理學系副教授李昀儒最有感,她認為最快樂的就是能與各擁專業的老師一起合作,讓師生都有發揮舞台與學習機會,真正做到激勵自我提升與成長。
本身就是球迷的她表示,研發「精準打擊」系統,能透過眼動儀及地面測力板量測球員的視角、身體重心變化,來調整打擊姿勢,「最厲害的就是能破解人的動作,決定滾地球或全壘打。」
「其實,國外大球團很早就使用大數據演算提升運動員表現,」李昀儒解釋,用科學分析增進選手實力,不僅能增強投打表現,還能減少運動傷害,因此AI並非要搶人飯碗,而是提供更好的選擇依據。
發展至今,智慧感測跟演算,已與運動產業產生不少結合,舉凡射箭、桌球、羽球、籃球、拳擊,甚至自行車等,都開始使用這些科技,像是可以追蹤羽球軌跡,進行落點預測,改善選手表現,甚至可從桌球落點的「聲音」辨識球路,這都是肉眼做不到的靈巧。

更有意思的是,經過這幾年發展,這些研究內容不僅延伸至其他運動領域,還促成清大工學院開設「復健工程與輔助科技」等跨域課程,讓研究與運用範圍與時代更緊密結合。
跨域促成交流 打破藩籬激發想像
「跨域研究最重要的意義,就是打破藩籬!」參與「復健工程與輔助科技」課程的動力機械工程學系特聘教授張禎元便表示,歐美頂尖大學很早就有跨域合作的發展趨勢,清大也不能置身事外。
尤其近年清大已不再只是很多人印象中的理工學府,在與新竹教育大學整併之後,加入了體育等更豐富的科系,發展為全方位的綜合型大學,發展跨域研究與教學,更是理所當然。
「理工技術運用在不同領域,就會有不同的火花。」本身就是專研復健機械手臂的張禎元便指出,「跨域」是清大工學院的重要命題,整合資源聚焦特定主題,能讓課程設計更具前瞻性,一方面刺激學生學習動力,一方面也創造科技與研究運用的「場景」。
張禎元觀察,清大學生多半優秀,但實力堅強的人通常不愛合作,一定要打破既定框框,藉由跨界交流,觸發更多想法,也能讓學生更懂得互相尊重,接受不同觀點。

「跨系課程是整合平台,能打破過往傳統,重新組織。」張禎元有感而發,「要打破藩籬,才能重得自由,造就出更好的工程師與研究者。」因此他特別肯定,以科技研究提高生活品質,「運動」與「復健」是非常好的切入點。以台灣社會來看,根據推估,到2025年就會有五分之一的人口超過65歲,因此對復健與輔具將產生極大需求。
「轉化」躍身關鍵字 激發師生追求卓越
同樣參與「復健工程與輔助科技」跨域課程的材料科學工程學系教授葉安洲表示,看到學生在課程中展現的改變,心裡有股難以形容的成就感。
「清大工學院一直努力發展跨領域的課程,除了『復健工程與輔助科技』,另外還有『工程導論』、『工程創意思維專題』…等。」葉安洲分析,有別於各科系的核心課程,跨域課程需要給學生更多的空間和時間做跨領域的學習、跨領域的對話、跨領域技術的整合,比方「復健工程與輔助科技」便整合了動機系、材料系、工工系的師資與研究資源,寫下清大工學院重要里程碑。
「產品無非是質與形的結合,材料應用方向雖不同,但選用材料的邏輯其實很類似,」葉安洲表示,即使這堂課的主題是復健與輔具,但專長航太材料的他還是很樂在其中,享受看見學生們的成長。
他舉例說明,這堂課讓學生以「智能輪椅」、「手腕助力器」為題,利用材料數據庫,進行材料選用與設計,不僅讓學生學習如何根據產品結構的設計選擇材料,更讓學生考量製程選用對碳足跡的影響,甚至材料的設計可為產品帶來的附加價值,譬如舒適度,自潔性、抗菌…等功能層面。這個過程讓學生學習跨領域技術的整合,達到多元的學習。

「這裡頭就有很多跨領域的對話,學生也感覺耳目一新!」三位共同參與的老師不約而同表示,尤其學生在期末展現了成果,將截然不同的各領域知識整合,體現跨域課程的關鍵字「轉化」(Transformation),學習心態也隨之「轉變」(Transformed),化為清大工學院推動跨域學習最無價的寶藏。