臺灣大學機械系電子報

美國德州農工大學機械系黃界清講座教授       前幾天在台大ME70群組裡，看到有關於台大機械系退休教授陳紹東老師去逝的消息。內心感到相當沈重難過，腦海裡浮現當年陳老師的教學身影，久久揮之不去。       記得1968-1970年代，陳紹東老師與林光中老師，倆位剛從美國留學回來的年輕教授，給予當年的機械系，注入全新的教學方式，獲得同學們的好評喜愛。林光中從美國普渡大學回來教熱力與流力，陳紹東從麻省理工學院回來教熱傳遞。林光中的熱力是用史丹佛大學Reynolds教授著的書，流力是用SW Yuan教授著的書，陳紹東的熱傳遞是用麻省理工學院Rohsenow教授著的書。他們當年，年輕力壯，充滿活力，熱心教學，我們實在很幸運，在台灣就能夠得到很多新的第一流的熱流課程知識。       我於1970年畢業，服務一年的預官役後，有幸能回到台大機械系當陳紹東老師的熱傳遞助教，他還是捧著MIT那本熱傳教科書及一大堆參考資料，用心用力的教學，他的年輕貌美高雅的太太，有好幾次來工學院機械系辦公室等陳回家，聽陳太太說陳老師常常不回家，讓我們這些小助教們，印象深刻，但心中不解為何陳老師要認真教學到不回家的情況。因為陳紹東在MIT唸過書，我個人當年很崇拜他的學識與課題，來美國唸書也就選擇了熱流學科。如今我自己也當了40多年的教師，現在看來，林光中用的熱力書本，偏重於理論，比較屬於研究所用的書，流力的課本非常好，很適合大學部，陳紹東的熱傳書，非常實用，是屬於中階段熱傳課程，適合大學部與研究所。     我個人非常感謝他們的用心用力教學，直接影響到我自己也走上熱傳與流力這條路上。尤其令我印象深刻的是，陳紹東的期末考題，屬於綜合型的應用題，例如燃燒室的設計，包括熱輻射計算，熱交換器的熱流計算等等，把所學的基本熱流知識，通通用上去，非常的實用，不過也相對的難度比較高。後來我自己寫熱傳教科書時，MIT Rohsenow那本熱傳書，是我很重要的參考指標。真的非常感謝陳紹東老師的熱傳課。願老師安息。（黃界清 2024年5月16日）   點閱人數

B00/R04顏安系友 消費文化：退換貨方便，對消費者保障充份     美國人不愛儲蓄，賺得多則花得多、花的比賺的多、先消費再付款，這些都是司空見慣的。根據聯準會公布的《2022年美國家庭經濟狀況報告》（Economic Well-Being of U.S. Households in 2022），只有63%的成年人表示他們能以現金全額付清四百美元的非預期緊急支出（而不需要用任何延遲付款的方式）。除了早已盛行的信用卡之外，許多商品都有先買後付、分期付款等機制，讓消費者在購物衝動之下，只需要花相當少的錢就能先享受。       亂買之後倒也不必擔心，如果後悔，很容易就能退貨，商家都很乾脆，毫不囉嗦。我過去長年生活在台灣和日本，習慣於相對嚴苛的退換貨條件，剛來美國時對於退換貨之方便頗感詫異。有時候商家連原因都不過問，即使問了也只要回答「不需要」、「不想要」這種理由即可，甚至不必是商品有瑕疵。       有一次我在超市買了一盒藍莓，結帳之後回到貨架確認價格，發現是特價品，被多收了一美元。於是去退貨櫃檯想討回一美元，結果竟退回七美元。店員說根據密西根州的法律，我除了原本被多收的一美元之外，可另外再拿六美元，等於免費得了藍莓都還有剩。我覺得不可思議，回家立刻查詢，發現真有此法。密西根州從2011年9月開始施行的《購物改革與現代化法案》（Shopping Reform and Modernization Act）規定：消費者如果被收取高於標示價格的費用，賣方除了退還差額之外，還必須支付一筆小額補償金。我原本完全不知道有這種法律，也很納悶店員為什麼會如此主動加上這筆錢；更細讀該法條文才明白，如果賣方不遵守相關條款，可能因買方提起的訴訟而損失數百美元。密西根州將保護消費者的精神如此落實於立法，實在令人讚嘆。 治安狀況：大學城日常生活平靜，仍偶有危險事件     密西根大學會對全校發送電子郵件，通報犯罪消息，概述時間、地點、事發經過和嫌犯特徵。去年一整年，總共收到過五次犯罪警報：三次是性騷擾案，一次是入侵住宅案，一次是槍擊案。唯一的那起槍擊案發生在深夜的校園中心附近，因路人之間口角而導致。嫌犯逃離現場，傷者被送醫治療，沒有生命危險。後續情況如何、嫌犯是否被逮捕，一般人無從得知。常在電視上看到關於美國治安敗壞的報導，特別是槍枝泛濫的問題令人印象深刻。然而，生活在安娜堡這座平靜的大學城，除了一些偶發事件的消息，我並不會感到特別危險，身邊也沒有朋友經歷過嚴重的治安事件。       去年2月某天晚上，距離安娜堡約一小時車程的密西根州立大學發生槍擊案，造成學生三死五傷，兇手在當天深夜與警方對峙後自殺身亡。這起槍擊案受到全國關注，也上了國際新聞，是一次讓我比較近距離感受到特別危險的事件。       我所親身經歷過最恐怖的事情，發生在從底特律回安娜堡的高速公路上。起初我在內側車道，見車速變慢，前方道路上似乎有人，以為發生事故或有施工管制；靠近時才發現竟然是一位體型壯碩的黑人女性，裸露下半身，手上拿著一支很長的棒狀物。剛反應過來，她已經緊貼車前，兩眼瞪得像銅鈴一般大，怒視著我，作勢要打車窗。幸好她沒有下手，而且當時該路段車速已經很慢，我迅速切換到外側車道，也沒有造成事故。後來從新聞上得知，那人是精神病患，她手持的是一把長刀。萬幸的是，後來警察順利排除狀況，她也被送醫治療，沒有任何人受傷，只造成了交通堵塞。這次事件之後，我對路況更加小心，時常警惕自己，當前方許多車輛開始陸續變換車道的時候，應該及早應變。 自然環境：與動物為鄰，彷彿進入迪士尼動畫     安娜堡的自然環境豐富，我家院子經常能見到松鼠、花栗鼠、兔子或各種鳥類。今年春天，甚至發現一隻母鴨在樹叢中孵蛋。她選擇一個相當隱蔽的地方築巢，不分晝夜晴雨，待了至少兩週。我幾次好奇靠近觀看，驚動了母鴨，她的身體開始鼓動，同時發出急促的氣音，似乎在表達憤怒，同時絲毫不離巢。近水邊的區域，常能看到加拿大野雁，有時成群結隊，佔據人行道或停車場。校園裡的松鼠不怕人，還會主動靠近乞食；而工學院所在的北校區，竟然還有鹿出沒，這在城市中是難得一見的景象。       我想到華德‧迪士尼的動畫電影，各種動物與人互動，甚至在關鍵時刻幫助人。和安娜堡的動物朋友們雖然很難親近，只要稍微靠近牠們就會嚇得跑開；但光是暗中觀察和餵食牠們，便能得到不少樂趣，是生活中的一大慰藉。松鼠直起身子觀望四周的呆滯模樣，還有花栗鼠塞進滿嘴花生的貪婪模樣，都十分可愛。       安娜堡到處都是可愛的動物，卻也時常能看見可憐的動物屍體，最多的是松鼠，偶爾有鳥、浣熊、土撥鼠、貓或狗，高速公路上還有鹿的屍體。這些景象提醒我們，動畫片裡「人與自然和諧共處」、「人與動物相親相愛」終究只是人類的美好幻想。對於動物而言，人類的世界危機四伏，稍有不慎便可能命喪車輪。       以上三則見聞，是我在密西根生活的一些片段和感受。從消費文化、治安狀況到自然環境，與我過去在台灣和日本的生活比起來，都是比較特殊的經驗。最後再附上幾張照片，皆與內文無關，並加註簡短說明。這個系列的文章有許多師長和學長們分享寶貴的經驗，我想換換口味，既不談學習，也不談工作，雜談小事，饗讀者以消遣。   作者簡介:     2015年畢業於台大機械系，進入碩士班固力組，受莊嘉揚教授指導畢業。曾旅日四年，在名古屋交換留學一年，在大阪擔任工程師三年。2022年秋季入學美國密西根大學機械系博士班，現為博士候選人。   █ 福特博物館包括一間展示美國工業發展的室內場館，還有一座保存數百年來美國人生活風貌的小村莊，古蹟林立，老式汽車和蒸汽火車繞行其中。照片中我和編號第一千五百萬輛出廠的福特T型車合影     █ 美國職籃底特律活塞隊過去以兇悍著名，有「壞孩子（Bad Boys）」之稱；這幾年戰績非常差，近兩季都在NBA墊底。和那些大城市的勁旅比起來，在這裡看球的成本較低，空位也很多   █ 工學院所在的北校區一景。冬天雨水在樹枝上結凍，形成好像燈飾的冰塊，我覺得比雪景更加稀奇     █ 長方形的底特律披薩，餅皮外酥內軟，香腸片、起司加上濃厚的醬汁，和許多典型的美國食物一樣，味美熱量高   █ 柏林愛樂樂團在市中心（也是校園中心）的希爾廳演出。密西根大學不單學術聲譽高，藝術、體育的發展也極為活躍。像柏林愛樂這樣世界頂尖的樂團，訪美之旅還會特別停留安娜堡這座小城進行兩場演出，並且和音樂學院的師生交流   █ 底特律美術館是美國最大、藏品最全的美術館之一。去年年初，我去底特律美術館參觀梵谷特展，看到了這幅著名的館藏梵谷自畫像   █ 以巴軍事衝突爆發一個多月後，支持巴勒斯坦的學生在校園遊行抗議，校警、市警和州警齊至，原本就道路狹小的市區，交通更加壅塞。照片中可見一位勇敢的青年高舉以色列國旗表達相反立場   點閱人數

B03陳聿軒系友       我是B03畢業的陳聿軒，目前在美國卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University）就讀博士班。很榮幸有機會分享我近期完成的一篇論文，想和大家分享研究路上遇到的種種困難和心路歷程。       品牌辨識度創造了巨大的商業價值，這也是為何即使我們沒看到車子的logo，也可以輕易地從外觀辨識出賓士、BMW、Audi等車型。那麼，究竟是哪些曲線或幾何形狀讓它們如此容易辨識呢？從製造的角度出發，設計出兼顧創新又能保持品牌辨識度的新品，不僅需要設計師們多年的經驗，還得在反覆的市調與焦點小組中，透過抽象的語彙與片面的資訊進行迭代的修改，費時費力。既然人類辨識品牌特徵的方法是將不同品牌的設計進行比較，同中求異，那是否可以使用深度學習訓練一個模型來取代並自動化特徵辨識的過程，減輕設計者的一些負擔呢？ █ 研究的流程圖：從資料處理的角度，我提出了兩種使用人工智能提取品牌特徵的方案：從小的向量圖資料庫中觀察pattern並內插產生合成資料庫，以及從大的點陣圖資料庫進行向量化。在經過神經網路分類器後，我對這個分類器進行多方面的分析以獲得品牌導向的設計要素     在這個研究中，我面臨了許多困難。首先，資料從哪裡找？找到了以後，又該如何轉換成線條與形狀？進行此轉換之後，又要如何將向量形式的資料輸入給神經網路？     為了瞭解深度學習是否能被應用，我首先手動解決前兩個問題，以了解第三個問題能否得到解答。因此，我必須找一個外觀複雜度較低的產品，使得手動產生線條與形狀不會過於困難。手機，作為一個正正方方、線條簡約且隨處可見的日常用品，成為一個理想的個案分析。我量測了市面上各種手機的工程圖，找出共同點，用造型文法合成資料庫，接著我選擇了使用神經網路進行品牌分類。結果不但分類準確度高，而且可視化模型觀察的重點也符合人對手機品牌差異的觀察，因此我認為這是一個有潛力的方向。   █ 從收集來的手機工程圖中，我發現了品牌的pattern並製作了一個合成手機外觀的文法系統。只要調整每條規則中使用的參數，就可以產生有著高品牌辨識度的新手機 █ 由於合成資料庫中，蘋果的手機鏡頭始終在「瀏海」而三星則只會出現在正中間或是右上角，因此我將蘋果手機的鏡頭從左到右移動，將所訓練的模型判定該手機為蘋果的信心化成曲線圖。可以發現手機鏡頭在正中間時信心略為下降，且到「瀏海」右側時有很顯著的下降，顯示了模型的可解釋性     那麼，如何解決第二和第三個問題？由於點陣圖大數據在互聯網時代已經相當普及，只要建構一個點陣圖轉向量圖的流程即可解決前兩個問題，理論上也可以應用在幾何圖形複雜的資料上，而不需要手動製作。因此，我以車子作為第二個個案分析。   █ 邊緣偵測是我遇到的一大難題。我需要找到一個邊緣偵測演算法，可以提取最重要的產品外觀信息，忽略背景中的反射，但又不能忽略重要的曲線。經過多次嘗試，我終於發現使用transformer的EDTER效果最好       由於車子的向量圖有成千的曲線，我接著對手機個案分析使用的神經網路模型進行相應的深度和寬度的擴展，發現這個分類器同樣產出了可解釋且有高度參考價值的信息。從混淆矩陣和隱藏層降維可以看出，奢侈品牌的車辨識度特別高。我也對這個大模型進行可解釋分析，發現奢侈品牌一致集中在車燈和水箱罩形狀，不需要看logo甚至故意忽略。平價車則除了看logo形狀以外，沒有很明顯的趨勢。這應證了先前的研究：對奢侈品牌來說，外觀的設計對品牌辨識度非常重要，而平價品牌則更在意是否與同價位的車款相似，以達到可靠的印象。證明了人工智能的預測符合人性，有可解釋性，可以得出與人類相同的結論，也能輔助設計師辨識品牌。   █ 上圖為分類器的混淆矩陣結果，可以看出Benz, BMW, Audi等奢侈品牌的辨識度較高，反之豐田和現代則不容易區別。從右圖隱藏層的tSNE降維也可以得出一樣的結論 █ 圖中，紅色的曲線為分類器認為有助於品牌辨識的特徵，可以看出奢侈品牌的車多集中在車頭燈及水箱罩上，平價的車則沒有明顯的特徵。右上角為卷積神經網路在點陣圖上進行分類的可視化結果，可以發現在曲線及形狀的提取成效不佳，對設計的參考價值也就不高 在這個研究中，我學到了很多，特別想和學弟妹分享的有以下幾點：     首先，我很慶幸自己大學時優異成績使我獲得很好的留學機會，也為有趣的研究奠定基石。因此，我想鼓勵大家珍惜在校時光，體驗青春之虞一定要用心學習，努力取得好成績，將來便能收穫豐碩的果實。其次，不要怕寫程式！在這個資料科學飛速發展的時代，程式設計與演算法是每個專業都不可或缺的技能，在機械設計的領域，我更是相信機器學習能加速甚至解決很多長久被認為費時費力的問題。最後，我覺得做研究就像迷失在黑暗的隧道中。你可以看見前方微弱的光，希望那是出口，希望它不太遠，但你無法保證。既然你已經前行許久，回頭的路已經太長，只好硬著頭皮繼續往前。在這個迷茫的時刻，你會了解到你付出的努力：修過的課、看過的論文、寫過的程式、建立的人脈和溝通技巧（說與寫）成為了照亮你前方的手電筒--累積越多努力，你就能照得越遠，邁出的每一步也就會更加有自信。       希望這篇文章能夠激勵更多的人勇於追求自己的夢想，即使在研究的道路上遇到困難，也要堅持下去，因為每一份努力都會在未來成為照亮你前行的光。   校園與生活雜記       我在三所學校待過：臺灣大學、加州柏克萊大學和卡內基梅隆大學。三個大學都是頂尖的綜合型大學，因此都能接觸到來自各領域最聰明的人才，而城市給我的感受則有所不同。       柏克萊身處灣區，靠近大城市舊金山與奧克蘭，因此有很多的演唱會、市集與比賽等活動。我最喜歡的是爬柏克萊的後山，不但可以遠眺金門大橋，四季如春的天氣讓這裡一年四季都能在綠意盎然的環境中放鬆身心。       匹茲堡是一個比較小的城市，治安相對較好。秋天可以賞楓，冬天可以滑雪，夏天我最喜歡的活動是打匹克球（這是一種介於網球和桌球之間的運動），這些活動讓我在不同的季節都有不同的享受。       回想在台北的公館生活，這是三個城市中最方便的地方，不僅有四通八達又準時的公車和捷運，滿街都是便宜又好吃的餐廳。我則是由其喜歡在河濱公園騎腳踏車，這樣的便利性和豐富的美食選擇讓我的生活多姿多彩。       我認為，卡內基梅隆大學最大的優點是擁有世界一流的人工智慧教學與研究資源，由每個系所都有與機器學習相關的研究室可見一斑。因此，我特別推薦對這領域有興趣的同學來修機器學習和電腦圖學的課程，這些課的教授常能以淺顯易懂的方式解釋數學理論，作業也能很好地輔助學生理解。這些課程對我進行深度學習相關研究有很大的幫助。   作者簡介：     2018年畢業於台大機械系，曾在加州大學柏克萊分校交換留學一年，在高雄擔任工程師兩年。2020年秋季入學卡內基梅隆大學機械系博士班，現為博士候選人   論文連結   █ 圖1 █ 圖2 █ 圖3 █ 圖4 █ 圖5 卡內基梅隆大學的校慶Spring Carnival，有各種遊樂設施(圖1)，Buggy比賽(圖2,3)，和學生搭建的主題木屋booth(圖4,5)   點閱人數

B99/R03陳于壹系友       我是機械系B99校友陳于壹，我的職涯從工程師轉換到商管跑道，目前即將從西北大學MBA凱洛格商業管理學院畢業，之後將到灣區的科技公司擔任產品專案經理。很高興能有機會分享從工程學院轉修商學院的經驗。希望這能夠幫助到也想要探索職涯不同可能性的學弟妹們。   西北大學商學院     商學院基本可以廣分為Master of Management、MBA和EMBA。Master of Management是大家所熟知的商研所，即在大學畢業後不用特別多工作經驗就可以考試＋面試錄取，主要著重修課與研究，MBA則是需要至少3-5年的工作經驗並加上考試與面試去做申請，EMBA通常是已經在業界超過10年並回校進修與增廣人脈的學程。在臺灣大家比較熟悉的可能是商研所與EMBA，而在美國較流行的是MBA學程。     MBA學程是介在兩者之間，所以涵蓋較廣，包含了增廣人脈、修課、職涯探索。超過95%的人具有3年以上工作經驗並來自各行各業，大部分的人都是來尋求職涯轉換跑道，與大家迷思的只來增廣人脈不同。     許多人可能將西北商學院連接到顧問業或者行銷領域。然而，在過去十年中，隨著科技行業的迅速發展，西北商學院也一直在積極轉型，大力增強其在科技領域的資源和規劃。現在，每年約有25-30%的畢業生選擇投身科技行業，僅次於管理顧問行業，成為畢業生們的第二大就業方向。西北商學院同時重視實踐，倡導「邊做邊學」的體驗式學習。學校提供許多讓學生創造和測試新技術的機會，例如商業計劃比賽、實驗室、與企業合作商業專案等，學生會廣泛參與其中，將自己的想法付諸行動，在實踐中學習所需的知識和技能。「合作性團隊精神」也是我們的文化根源，西北商學院是第一個將團隊合作列為MBA學習核心部分的商學院，它希望創造出一個在各個方面都相互支持、合作的社區。學生在校兩年期間大約要參加200個小組討論，每一個學生都要給其他小組成員打分並彙報給教授。培養出來的學生被認為是開朗的且具有團隊精神，有著很好的情商和優秀的溝通協作能力。   探索不同的職涯跑道     我非常鼓勵學弟妹趁著大學期間多加探索自己的興趣，並可以時常反思自己個性未來適合怎樣的工作、喜歡怎樣的工作、會擅長怎樣的工作。機械系的必修課程不但可以培養邏輯思考能力也能提升挫折容忍力(對於不是這麼聰明的我來說)。大學期間即使對於未來是否要從事機械相關工作有所疑慮，我還是盡可能地努力學習每門課程，嘗試讓自己的成績維持在系上前1/3。課餘期間可以多參與不同系所辦的營隊來探索職涯不同的可能性，我記得我參加了國企系的國商營和財金系的財管營，這幫助我瞭解了兩個不同系所未來的就業方向，也讓我更進一步反思自己是不是能夠進入非工程的領域。在工作幾年後即決定轉換跑道至較需要協作組織能力的專案經理和產品經理工作，因為我發現我的熱情在於與不同組織的人合作以及比較喜歡做投影片和報告。     大學畢業與第一份工作不是人生目標，而是一個「專業人士」的培養過程(專業人士代表著你能夠在該領域發光發熱，並提供獨到見解)。生涯三元素：熱情、性格、能力，你有幾項跟想要的工作符合？也要等工作過了才知道，所以我非常鼓勵大家不要在第一份工作長待超過5年，也要時常反思自己現在的崗位是不是一成不變，檢討該如何改變不是這麼滿意的現狀。切記，不要停止探索，不要停止努力，沒有停滯不前的藉口。   作者簡介：     2014年於台大機械系學士畢業，加入莊嘉揚教授實驗室，2016年畢業後在艾司摩爾與惠普企業服務過，2022年入學西北大學商學院，現為矽谷科技公司專案經理。   █ 西北大學MBA系館   █ MBA課堂後合影(作者為前排二中間) █ 台灣夜(作者為中間黃衣服) █ 參加印度同學們Bollywood Bash活動   點閱人數

陳明新教授5分鐘的課中課       最近幾年天然災害比較多，有的時候在很短時間內，下了大量的雨，因而造成土石流或山崩，影響最大的，就是住在山上或河流旁邊的原住民。我記得有一次在路上聽到有人談論， 認為原住民本來就不應該住到那些危險的地方，好像是原住民的不是。但是後來在電視節目上看到原住民受訪的時候，表示他們的祖先原來是住在比較安全的區域，但是許多年前遭受到政府的強制遷村，才會遷到河流的旁邊，原住民的祖先其實早知道這些河流每隔多少年是會發大水的。所以原住民是很可憐的，在漢人沒有來之前，他們擁有台灣這一整片土地，漢人來了之後，只好被迫往山區遷移。現在在山區又設立了許多國家公園，在國家公園之內，原住民連打獵的權利都被剝奪。     當原住民的家園被大水毀壞的時候，政府會另外擇地興建永久屋，安置這些原住民。但是被遷移的原住民並不習慣，第一，原來在山區可以種植一些經濟作物維生，搬到永久屋之後卻只能打零工。第二，原住民原來居住在山區有很遼闊的空間，門打開來，可以從這個山頭看到另一個山頭。搬到永久屋之後，突然之間覺得空間縮小許多，許多原住民，尤其是老人家，有被關到監牢的感覺。這一點我也有相同的感受，我曾經在陽明山住過一年的時間，當我從山上搬回都市居住的時候，確實也不太能適應都市裡面狹小的空間感。     這讓我想到動物園裡面的野生動物，這些野生動物原來在野外的時候，有非常遼闊的活動空間，可是一旦被關到動物園裡面以後，就只能在狹小的斗室之間來回踱步，其實是很可憐的，有的動物甚至會因此而發展出異常或自我傷害的行為。各位同學想一想，如果規定你只能在這個教室裡面活動，不能離開，雖然有人定時提供食物與飲水，可是我想你過不了兩三天，就受不了要發瘋了。所以同學以後如果有養狗，要常常帶 牠出去公園散步，不要一天到晚只把狗關在家裡，這是很殘忍的事情。     現在政府對於原住民有一些優惠的措施，譬如在一些考試裡面，原住民可以加分。有些人或許會覺得不公平，但是如果我們把時間拉長，了解以前原住民被漢人掠奪了多少土地與資源，就會覺得照顧原住民其實是應該的。   點閱人數