大四朱正平
在這趟交換之前，我給自己立了幾個目標，第一個是希望能把握臺灣所沒有的資源，很慶幸我交換學校所在的亞利桑那州，是美國近期正在推廣太空商業的重要基地，也因此有許多相關的課程跟機會。我分別選了一門偏向商業及一門偏向工程的課程，希望能深入的了解美國的太空產業實況。
Space Entrepreneurship這門課的進行模式是每周邀請太空產業相關業師、學校太空學院教授、商學院創業中心人員進行演講，內容囊括了公司發展、營運方式跟技術開發流程，學生背景更包含了工學院、理學院到商學院。本學期的講者包括NASA的前太空人、JPL研究人員、3D列印火箭新創公司Relatvity以及衛星陣列通訊開發團隊Iridium，從發射、通訊到科學探勘的各種層面來透視這個產業的多元性。在學期末課程會要求所有學生分組，討論出具有數據說服力的太空商業計畫，透過每堂課與業師、教授的討論，提出對市場及自身提案完整的分析並上台報告。我那時很幸運，同組的成員均為ASU火箭社團Helios Rocketry的領導幹部 (該社團目標為在2021年一月參與一個學生太空競賽，並達成負載發射至特定高度的任務)，所以我的角色算是在了解Helios的研發流程及背後商業價值後跟他們討論出有商業價值的發射服務型態，在討論的過程也因此了解到這種資金競賽型社團的運作及技術開發該如何運作。課上的同學們也有很多值得思考的提案: 太空專法搜尋引擎及顧問服務、輕便型太空頭盔、太空網路分享服務等，甚至有部分提案後續有繼續延續到學校的商業競賽及相關太空商業論壇申請資金。
█ 期末報告組員合影 – 手持分別為碳纖維火箭體及1:1 3D列印引擎模型
另一門Space Work I則是學校的太空學院(SESE)開給學生的Capstone課程，這個課程分別有三個等級，由初階到進階，學習從技術面去規劃一個太空計畫。課程規劃是要在學期末做出一個能從3層樓高度落下的減速登陸裝置，落下後必須保持裝置的著陸方向性，並於指定時間後將負載卸下。上課的內容裏，教授會介紹NASA在管理一個任務計畫的方式: 如何設計計畫、如何規劃計畫時程、基本登陸裝置設計方式，最後也會有幾個暑期NASA或相關產業的實習計畫說明和履歷面試教學等。課程剛開始教授們就會將大家事先分配好，平均將各科系及各能力的學生分配到各組，課程中也會額外搭配軟體訓練課程、工廠加工訓練、進階無塵室訓練等等，因此會有很多機會可以到學校太空研究的場域做一些簡單的實際操作。這門課最棒的體驗是能很真實參與工程實務討論，由於課程教授們均具有前NASA研究員或計畫主任資歷，在定期報告的討論上能學到他們在執行專案中的處理模式。透過這兩門團體討論及實作的課程，我也挑戰自己在全當地學生的情況下，如何找出團體中的定位，甚至嘗試把過去在臺大Capstone的經驗帶過去整合，擔任減速裝置及裝置整合的組長，在剛開始的時候總是會很彆扭，甚至大家也會難以相信交換學生的投入程度(我想反之在臺大也是如此)，但慢慢透過一次次的提案討論跟實作，組員們也開始願意信任。
█ 登陸裝置設計 – 由於疫情影響，該課程只完成到模行測試
由於從大二就一直對於未來到美國讀研究所有所規劃，這趟交換的另一個面向是要確定自己對於美國學術環境的適應，也因此在確定交換錄取的當下，就開始著手研究學校的研究資源，在三、四月便開始嘗試與當地教授聯繫，詢問加入研究室的可能性，也因為我是一學年的交換生，在研究的彈性上較大，教授們也較願意提供這樣的機會。由於在交換前我在蔡協澄教授的專題中以Fortran為基礎語言做計算流體力學的研究，在交換的過程也想繼續延伸在計算流體的學習，最後選擇加入Dr. Yulia Peet 指導的Integrative Simulations & Computational Fluids Lab，主要的研究為透過數值模擬找出重要的流場結構，並透過物理模型與演算法的結合優化流場表現。剛加入研究室的時候，教授給我非常高的信任，分配我一個人去研究計算流體領域中新的解構技術 – Resolvent Framework，希望能整理並重現出2016年文獻中的成果，以利實驗室後續推廣這個方法。一開始原以為只有Matlab作為計算平台可以勝任，但這個技術背後的數學方法實在非常複雜，到現在我還在理解的路上，一直到快學期末我只能重現出文獻中60%的結果。雖然沒有完全達成教授指派的任務，但在研究的過程中對於處理Matlab的大架構程式也更加得心應手，也慢慢學到流體力學研究近期的發展，正逐漸與控制理論結合，希望找出更有效率的分析方法。由於這個研究的後期我的輸出實在不如預期，老師決定讓我跟另外一位博班學長合作，完成它主題下的小分支。這次的研究題目為鮪形的游泳型態分析，透過加入優化演算法(Surrogate Management Framework)，找出達到平衡狀態時最有效率的運動型式。透過這個研究我開始增加跟實驗室的互動，能更有效率的學習新的研究方法，也透過教授跟學長的協助，獲得學校超級運算中心的授權，規劃較大運算量的模型，獨立從模型的建立、優化到最後後處理計算結果。研究最後原先有機會在AIAA Scitech發表一個小的論文，但因為疫情及學長論文的延後，變成以學士論文整理的方式收尾，但也因為一開始預設為論文的發表，在多次和教授來回討論的過程，練習到學術發表的撰寫方式，得到一次寶貴的經驗。
█ 研究室因卓越研究表現獲得工學院電子報邀請拍攝
除了研究資源外，實驗室外的學術資源也相當豐富，教授會有許多校內外研討會的資訊會要求研究生參與。研討會對於我們來說也是重要的學習跟人脈建立，大部分發表的學者均為美國或歐洲流體領域前30大學校的研究學者，曾參與過的就有美國聖母大學、加州理工、德州大學奧斯丁分校以及荷蘭TU Delft等學校的教授參與發表，在參與研討會的過程，我也要求自己盡量至少提出一次發問，練習自己整理資訊，開啟學術對話的能力，也因為這樣會後有了很多機會跟部分教授有進一步的談話，更深入了解該研究室及現在領域上的各種發展。
█ 計算流體力學研討會實拍
總體來說，這趟交換的經驗讓我對於研究領域有了更多的探索，對於未來研究的方向也更加明確。在實驗室裡跟課程上的訓練，讓我的研究能力及面對國際化群體的應對更上層樓，也能慢慢在未來想站上的舞台被人看見。在交換過程中建立的connection也在今年的博士班申請路上給了我很多的討論跟幫助。雖然很多同儕間的討論會談到: 交換再怎麼樣也要到比臺大排名前面的學校才有意義，但以我的經驗來說，ASU全美工程排名大約50，全球排名更是不用說了，但在課程的扎實度跟學術資源上卻一點也不輸臺大，甚至在熱流、航太領域上比臺大能提供更多的資源。因此勉勵看報的學弟妹們只要自己準備好了，對於交換有所目標，那這趟交換的旅程一定會是人生重要的轉捩點。
P.S. 若想了解更多交換的細節及課程的成果，也歡迎到我的個人網站及臺大交換心得分享搜尋:
https://jchu89.wixsite.com/home/blog
https://oiasystem.ntu.edu.tw/IncomingExchange/www/experience/108/Outgoing/009413.pdf
█ 與朋友到加州公路之旅
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