學術研究專案

主持人 2024.8 - 2025.7

近年來，基於REST(REpresentational State Transfer)所設計的Web API已漸成主流，而軟體公司為迅速適應市場變化，快速推出新功能，同時增強服務的可靠性與效率，也逐漸轉向導入DevOps概念，配合容器化和微服務架構(Microservices Architecture, MSA)來開發與部署應用程式，因此Cloud Native相關技術逐漸成為軟體開發的趨勢，許多應用程式由單體(Monolithic)改採微服務架構開發。然而，此架構也帶來新的挑戰，因為原本單機系統變成透過網路連結的分散式系統，許多問題也就跟著複雜化。在此情境下，基於REST，跨(微)服務分散式交易就是一個必須面對的重要議題，歷年來應對REST分散式交易陸續有不少研究被提出，但目前並未發現針對容器化微服務特性優化的研究。有鑑於此，本計畫著眼於發展針對容器化微服務環境的REST分散式交易機制，考量符合REST設計原則的前提與容器化微服務環境特色，針對「達成交易未知性」、「應對單點失效」與「提供多元隔離層級」三項議題予以處理。本計畫基於Sidecar容器樣式設計交易機制處理前二項議題，並基於111年度的研究成果予以修改來處理第三項議題。最後透過實驗與應用情境，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性。並將設計的成果實現為原型系統，供未來研究人員或業界研發團隊參考與使用。

主持人 2023.8 - 2024.7

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)是一種基於訊息(MessagingOriented)的發佈/訂閱(Publish/Subscribe)應用層通訊協定，它近幾年來在智慧環境與物聯網系統被廣泛採用。MQTT所採用的架構一方面帶來彈性與強健性，但也對交易(Transaction)設計帶來很大挑戰。交易指的是一連串不可分割系統行為所形成的基本單位(Unit ofWork)，不是全部成功，就是全部放棄，通常須符合ACID(Atomic, Consistent, Isolated, Durable) 屬性。交易機制在物聯網系統許多實務應用不可或缺，例如選物、付費、解鎖等，但適用於MQTT的佇列式分散交易 (Queued and Distributed Transactions)目前研究相對較少。本計畫以110年度專題計畫的研究成果為基礎，進一步處理三項在前期研究發現的議題，導入同步協調核 心(Coordination Kernel)機制，發展可讓交易有一定程序交錯執行的不同隔離層級機制，透過實驗與應用情境，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性。並將設計的成果實現為原型系統，供未來研究人員或業界研發團隊參考與使用。

主持人 2022.8 - 2023.7

Web of Things (WoT)指的是一個完全以REST (REpresentational State Transfer)架構基礎的Web化物聯網環境，所有物聯網裝置都具有URI，此URI除了 可用於定址，也可用來與物件互動，WoT概念用於在物聯網系統時，具備可重覆 利用已發展成熟的Web技術及其高度彈性與擴充能力的優勢。另一方面， BLE做 為一個非IP網路通訊協定中佔有率非常高的通訊協定，其應用程式的開發仍具有一 定的門檻，本計畫提出一個將BLE融入WoT環境的機制，稱為WeBLE (Web of BLE devices)，讓智慧環境應用服務開發人員能將BLE視WoT一般的存取與管理 ，降低開發門檻與管理負擔。WeBLE可透過WeBLE Gateway的協助，透通地被 IP網路上的WoT應用程式所搜尋、管理與存取。在計畫的研究期程中，我們將針對 Findability與Accessibility兩個主要議題進行研究並設計包含內、外部服務管理、目 錄服務、IP-BLE位址對應、服務對應與繞送等相關機制，並將設計的成果實現為 原型系統，進行實驗的驗證，供未來研究人員或業界研發團隊參考與使用。

共同主持人 2022.1 - 2023.12

科技資本主義結合了一種新型態的權力機器-「機器控制主義」（instrumentarianism），靜悄悄地被取消了我們的自由，讓我們毫無察覺。我們 天真的認為可以自由、能自主地控制機器，不覺得自己不自由，其實是機器控制主義無聲無息且超能運作的展現，從實體世界到虛擬網路，無處不在的全面接管我們 的靈魂與身體。本計畫藉由前瞻科技藝術創作與展演，引導民眾探討自身在機器控制主義下的真實處境，並體認「虛擬現實」所形成的新型態「空間政治學」，深入研究的兩個方向 ：一為探討虛擬科技的空間政治為何？二探討虛擬實境的身體政治為何？並以創作論述與展演、人機互動裝置研發及軟體工程關鍵技術等三個研究子議題，展開本科技藝術創作計畫。本人負責子計畫三，主題為:實現「虛擬分身機器」的軟體工程關鍵技術: 隨著科技藝術創作所需技術的複雜度日益增加，創作者也需要投入愈來愈多時間與資源以完成創作，在時間資源受限的情況下，只能修改作品設計來遷就技術限制，造成創意受限。本子計畫主要著眼於「虛擬分身機器」創作過程中產生的軟體技術挑戰，發展具備一定程度通用性的關鍵軟體技術。對於計畫團隊所建構的實驗型前導作品進行初步解析後，在三年計畫期程中，我們將發展「系統複合媒體串流組合規畫」、「多模式整合系統」與「分散式展品之監控與維修」三項技術來協助創作作品的實現與維運。

主持人 2021.8 - 2022.7

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)近年來受到廣泛的注目與採用。就軟體架構觀點來看，MQTT採用Messaging樣式，具備時間與空間解耦特性，一 方面為系統帶來彈性與強健性，另一方面也對交易(Transaction)機制設計帶來非常大的挑戰。訊息式交易相對於一般以RPC為基礎的分散式交易技術，在學術研究 上進展較慢，技術也較不成熟完備，目前更欠缺考量物聯網場域的特殊需求的訊息式交易機制。本計畫主要目的為發展適用於智慧環境/物聯網應用場域的訊息式交 易機制，並因應此類環境的多變需求，支援多種交易模式與部署型式，為提高設計的通用性，將基於MQTT 5加以擴充，提出兼顧相容性的訊息式交易機制，透過實 驗與應用情境，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性。最後將研究成果實現為原型系統與設計案例，供未來研究人員或業界研發團隊使用。

主持人 2020.8 - 2021.7

採用訊息導向架構，專為處理器資源與網路頻寬受限裝置間通訊所設計的MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)應用層通訊協定在物聯網與智慧環境領域 近年來相當受到注目且受到廣泛採用。其可動態調整的QoS (Quality of Service)機制，讓應用程式透過MQTT傳送訊息得以因時因地衡量trade-offs進行選擇，非常具 有彈性。然而，目前MQTT QoS機制只確保端點與Broker的訊息傳送品質，且無法得知訊息傳送結果，且欠缺因應訂閱端斷線重連時的機制，往往造成程式不穩定且難以除錯，帶給開發人員非常大的困擾。本計畫針對上述問題設計解決方案，以MQTT 5為基底加以延伸，設計支援端點間確保送達機制，包含接收端回執與訂閱端斷線重連的Broker接收與派送演算法，透過實驗與應用情境，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性。最後將研究成果實現為原型系統與設計案例，供未來研究人員或業界研發團隊使用。

主持人 2019.8 - 2020.7

由於Web技術的高度發展與普及，相關技術對物聯網(Internet of Things, IoT)與智慧家庭的發展有深遠的影響。於是，結合Web、REST架構與IoT技術，便發展出 Web of Things (WoT)概念。在智慧家庭中的WoT面臨到如何發現、描述、協調各式軟硬體元件等服務管理問題。現有用於智慧家庭的服務管理機制中，IETF制定 的mDNS/DNS-SD規格被認為是非常有潛力成為WoT的服務管理機制，主要由於它延用DNS的封包格式設計，不需額外配置其它系統元件即可使用，編碼相對較 有效率且所需記憶體較低。然而，mDNS/DNS-SD亦具有不完整的服務管理功能、不彈性服務查詢機制與低效率的節點通訊方式等問題。本計畫希望針對上述問題設 計解決方案，在mDNS/DNS-SD上融入W3C的WTM的服務描述，且基於REST提供服務存取，實現WoT服務描述與存取機制; 並發展彈性服務搜尋表示式與針對節 點互動效能進行優化，透過實驗與應用情境，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性。最後將研究成果實現為原型系統與設計案例，供未來研究人員或業界研發團隊使用。

共同主持人 2019.8 - 2020.7

區塊鏈是源自於密碼貨幣（Crypto-currency）比特幣的底層技術，但現在已成為是一種基於分散式點對點網路，具有不可篡改性的資料庫技術。近三年來，區塊鏈已不是單純的紀錄密碼貨幣的交易帳本，隨著提供「智能合約」( Smart Contract )的功能，區塊鏈已經成為新一代分散式系統的平台技術。簡言之，智能合約就是在區塊鏈平台上執行的應用程式，透過智能合約，人們可以在區塊鏈上開發與執行各種應用程式。目前最知名的區塊鏈智能合約平台是「以太坊」( Ethereum )，其主要的智能合約程式語言是Solidity，它提供一些類似物件導向程式語言的構句與功能，並搭配有一些簡單的例外處理機制以及專屬以太坊區塊鏈特性的機制。其中有一個特別的modifier構句可以有限度的處理橫跨性需求，像是先決條件檢查（pre-condition）與存取權限等。但其功能有限，不如一般處理橫跨性需求的剖面導向程式語言。本計畫擬以剖面導向程式語言的常用構句為標竿來擴充Solidity語言，發展一個可模組化處理橫跨性需求的智能和約程式語言Aspect Solidity。

主持人 2018.8 - 2019.7

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)定義了有效率的裝置間通訊格式與功能規範，適合用於處理器資源及網路頻寬受限的物聯網裝置，在當代智慧環境與物聯網系統逐漸採用Data-centric/MOM (Message-Oriented Middleware) 架構的趨勢下，MQTT規格在學界與業界均受到相當重視。智慧環境經常需要依賴低功耗有損網路(Low-power and Lossy Networks, LLN)中的感測節點將資料回傳，然而，低功耗有損網路和IP網路的設計理念與適用場合並不相同，造成MQTT和低功耗有損網路裝置整合困難，必須依頼閘道器進行轉換，故在各式應用中，MQTT-LLN閘道器有其必要且不斷被重覆開發。本計畫提出二個層次的閘道整合架構:「通用閘道整合架構」用於可使用IP抽象層(如6LoWPAN)的LLN，而因網路特性差異較大，需進一步調整的LLN則採用「協定專屬閘道整合架構」，並就這二種架構下的閘道器的動態發現與綁定、MQTT重要特性實現及避免因異質網路整合造成效能瓶頸等挑戰探討解決方案。此外，我們將實現其原型並提供設計案例，供未來研究人員或業界研發團隊使用，並透過實驗與應用情境，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性，期望計畫開發成果能對智慧環境與物聯網領域技術發展有所貢獻。

共同主持人 2017.8 - 2018.7

隨著科技日新月異，各式穿戴硬體設備不斷推陳出新，在各個領域皆可見到穿戴裝置的應用。 本計畫團隊在過去的研究中，創作了穿戴式裝置在互動展演方面的創新應用，整合各項基本 技術元件模組，包含信號擷取、處理、分析、傳輸、情境藝術創作等，並提供整合之設計平 台。成功公開發表多場不同類型的即時互動展演，如互動舞台劇、虛擬實境互動體驗等。然 而結合科技的即時互動展演，目前仍為成本及技術門檻較高的應用方式，從硬體設備到軟體 的平台、網路、互動介面等設計，皆需就單次表演設計一次性的系統。本計畫係延續「穿戴式互動展演創新應用與技術研究」三年期計畫，旨在將過去技術進一步 深化與整合成系統平台，將技術功能模組化，設計簡易操作之模式，並將導演概念導入系統 中，讓使用者都能透過本平台，設計自己的一套表演，藉以降低互動展演產業之技術門檻。 我們也會利用此平台，創作一套公開演出的互動展演，作為應用範例，再以教案推廣至中小 學教師，以達到成果擴散之目標。

主持人 2017.8 - 2018.7

解決智慧家庭系統的維運議題，是智慧家庭技術普及化，進而形成產業的重要前提。Broadband Forum 所提出的CWMP 是目前較為普及與成熟的維運技術，本團隊過去一年投入CWMP 研究，初 步整合CWMP 規格中獨立的RPC 方法來完成平台安裝、啟動、更新、偵錯與修復等進階維運管理 機制，在研究過程中，發現了CWMP 在軟體架構與軟體設計上具有改善空間，包含用企業級技術來 定義嵌入裝置規範，導致效能與擴充性不佳;領域模型設計不良，開發人員難以學習與理解及Web 回 呼(Callback)機制未臻完善，無法彈性應對各種裝置回呼狀況。針對這些議題，本計畫提出以資源導 向架構風格來改良CWMP，並針對現行各種Web Callback 機制做實驗與分析，評估在CWMP 應用 場域中，較適合的Callback 機制。我們希望能藉由此計畫經費的支援，根據上述的規劃，設計一個 基於資源導向架構的CWMP 智慧家庭服務維運平台，並透過實驗與實作應用情境，驗證其功能完備 性、效能及實務上之可行性，期望計畫開發成果能對智慧家庭技術發展有所貢獻。

共同主持人 (子計畫二「研製區塊鏈結合應用場域服務」的軟體工程關鍵技術」主持人) 2017.5 - 2020.4

在本計畫中，我們將與國內投入區塊鏈技術應用的先驅富邦金控合作，發展區塊鏈企業應用所需之關鍵技術與工具，實際進行場域驗證，爭取正式營運商轉。首先，高效能共識演算法一直是區塊鏈技術應用的重大瓶頸，其主要目標是提升私有鏈的交易吞吐量。在認許制的封閉系統中，可透過機制避免特定錯誤發生，此時可考慮弱拜占庭錯誤，因而有機會設計效率更好的共識演算法。由於認許制共識演算法性質的關係，錯誤節點數量愈少，吞吐量愈高。然大多數認許制共識演算法都有關於錯誤節點數量的假設。因此，在錯誤節點數量減少之後，這些假設將可被改善，我們也將設計一個評比工具來評估各種共識演算法的性能。從軟體工程角度來看，區塊鏈應用學習與開發門檻仍高且手續繁複，且系統整合與架構仍在土法練鋼階段，欠缺系統化的智能合約驗證與測試機制。為解決上述挑戰，將發展自動化佈署與管理中介軟體，其次，將探討區塊鏈結合物聯網整合服務架構風格逐一針對其重要NFR 屬性進行探討、分析、與實作驗證，並應用於建構物聯網整合應用場景。針對欠缺系統化的智能合約驗證與測試機制的挑戰，將開發支援智能合約語言的自動驗證工具，與富邦的領域專家共同實際採用BDD 方法此工具開發應用情境驗證其成效。最後，在分秒必爭的金融交易市場中，數位貨幣交易的優點與便利性絕對是現金交易所難以取代的。但如何兼顧使用者隱私與受金管單位的監控一直是個兩難的議題。另一方面，客戶盡職調查(KYC)在金融服務上，亦扮演著非常重要的角色，不管是從客戶投資的適切性，或是從防制洗錢的角度來看，一家銀行若沒有做好充分認識、驗證客戶資訊的動作，可能會造成客戶極大的損失，或是為公司帶來營業上的困境。我們將利用區塊鏈技術，設計基於區塊鏈的數位現金支付與KYC 機制。

主持人 2016.8 - 2017.7

Bill Gates 早在1995 年就清楚描繪了智慧家庭的願景，建構智慧家庭系統所需要的基礎技術也已 經發展20 餘年，然而，智慧家庭至今仍被大部份消費者認為是豪宅的配備，到目前為止也沒有「智 慧家庭產業」出現。解決智慧家庭系統的維運議題，是智慧家庭成為人們日常生活必需品，進而形 成產業的重要前提。然而，到目前為止，大部份智慧家庭平台技術研究不是聚焦在家庭之「內」，就 是由營運商的觀點從「外」部管理，較少兼顧二者，同時站在家庭與服務營運端二方的角度進行整 合思考與設計。在此計畫中，我們將針對六項智慧家庭的維運議題:「新安裝、購買、啟動、更新、 偵錯與修復、用量統計與計費」，發展維運核心技術，考量智慧家庭服務提供者的「管理端」與智慧 家庭服務使用者的「被管理端」之整合互動，並考量雲端(服務提供者)的觀點與家庭網路內的個別客 端(智慧家庭裝置與服務)之整合，使得每個家庭雖有不同的設備與服務，但可在不影響原有運作的情 況下，由雲端使用同一種技術進行管理。我們希望能藉由此計畫經費的支援，設計一個創新智慧家 庭維運平台初步原型，透過實驗與實作應用情境方式，驗證其功能完備性、效能及實務上之可行性， 期望此計畫所開發的技術，能將智慧家庭產業更進一步向上推升。

共同主持人 2016.8 - 2017.7

隨著智慧家庭的軟硬體設備與感測裝置日益成熟，建構智慧家庭應用系統的軟體工具也應運而 生。其中，提供使用者可自行設定規則來客製化（end-user programming）智慧家庭環境設施的工具 也逐漸受到重視。目前這類工具多以觸發-行動的程式模型（trigger action programming, TAP）為基礎， 再透過簡易的規則製作介面提供給使用者。但是TAP 簡易有餘，卻未能提供智慧家庭程應用中常需 要的狀態處理機制。有鑑於此，本計劃擬從領域專屬語言(domain-specific languages)的角度，結合 end-user programming 的原則，設計一個擴充版的TAP 規則語言：S-TAP(State-aware TAP)，讓使用者 能以簡潔的方式表達對感測裝置與設備的各種依狀態而定的規則。在實作方面，第一年我們將採用 函數式反應程式（functional reactive programming, FRP）的概念與原理來製作此語言的編譯器與軟體 模擬環境：將其規則轉譯成函數語言Haskell 的程式碼，再搭配Haskell FRP 函式庫Reactive-Banana 來執行。第二年則在前一年S-TAP(State-aware TAP)語言成果的基礎上，建構一套完整的開發、佈署 與測試環境，協助使用者得以方便地使用S-TAP 語言進行環境設定與規則驗證，以作為將S-TAP 落 實到實際智慧家庭的場域應用鋪路。並且，我們也將設計相關應用情境，以Raspberry PI 設備搭配 感測控制版(如Phidget 或Arduino)連結感測器，實作數個範例程式以展示我們所支援的智慧家庭應用 情境，以雛型系統方式評估及展現S-TAP 的可運用性。

共同主持人 2015.8 - 2018.7
研究團隊 台大資工系、台大醫學院、台大護理系、台大心理系、政大心理系、政大資科系、長庚大學

隨著人口老化，失智症患者人數呈現快速增加的趨勢，失智症對個人健康、家庭經濟和國家財政所造成的影響與負擔日益嚴峻。照顧者不僅要照顧失智症病患的生活，更須因應其個別需求，耗費心力應對多元精神行為症狀，複雜的照護需求常讓照顧者也承擔莫大的壓力與負荷。有鑑於此，本計畫運用行動科技針對失智症患者、照顧者及醫療團隊來「觀察」、「覺知」、「同理」、「排除危機」、並「促進失智症患者的建康行為」。藉由建構智慧型照護環境、第一人稱視角影像紀錄與活動分析、個別化的生活與社交資訊平台輔助失智症患者的每日照護，及減輕照顧失智症患者的壓力與照護成本、提升失智症患者的 生活品質，並探討「孝行義務」與「家庭韌性」對失智症家庭於照顧之影響，進一步了解所發展之行動科技是否確有助益。

主持人 2015.8 - 2016.7

在典型的智慧家庭中，具備許多嵌入計算裝置的各式日常生活物品、傢俱與家電。然 而，雖然過去的研究使得智慧家庭願景在技術上已具可行性，但可惜的是目前市場接 受度仍小，主要原因是缺乏在技術整合及落實運用智慧環境技術到日常生活中的考 量。尤其是強健性(robustness)及自動錯誤處理(failsafe)的設計。也因此近年來智慧家庭 研究趨勢已從智慧環境的「原型創作」漸漸走向實際應用的「落實維護」。本計畫擬探 討的主要方向，即為針對此一趨勢考量「佈署、啟動」及「長時間、經年累月」的智 慧家庭實地佈署應用需求，設計一個創新的混合式錯誤偵測及回復架構，並實作上述 機制初步原型，透過實驗與實作應用情境方式，驗證其功能完備性、效能及實務上之 可行性，期望此計畫所開發的技術，能使得智慧環境服務朝向實用化、商品化的願景 更進一步。

共同主持人 2015.8 - 2016.7

近年來，隨著資通訊科技的快速發展，各式嵌入式計算與感測裝置（sensor）微型化，我們得以 將具備計算能力的裝置嵌入至各式日常生活的物品、傢俱與家電中。這些微型感測裝置能夠感知環 境及使用者的相關資訊，再藉由軟體應用程式整合協調，得以推測使用者意圖並提供適當的服務， 形成所謂具情境感知能力的智慧環境。智慧環境中要控制分散在環境中的感測設備，應用程式會有一定的複雜度；再加上為了具備情 境感知的能力，軟體應用程式邏輯通常由外在的情境資訊（Contexts）觸發，再據以提供特定的計算 服務，因此具有「反應式（Reactive）」的特性，造成傳統程序式（imperative）的編程思維無法妥善 應用在智慧環境中軟體開發。本計劃以反應式系統為基礎，聚焦於發展可用於智慧環境應用程式比 較高階抽象的程式語言工具，希望透過提供邏輯上較為清淅，可維護性較高的程式語言工具，以簡 化程式開發的工作，降低開發者的負擔。具體而言，我們將參照函數式反應程式（functional reactive programming）的概念與原理，定義適合智慧環境應用程式的各種領域專屬抽象。再以 Scala 語言為基礎，發展一函數反應程式嵌入式領域專屬語言（domain-specific embedded language）以支援這些領域抽象。並搭配 Scala 程式庫工具—Akka，開發支援此程式語言的中介層服務，建構一個模擬環境，以展示我們所支援的智慧環境應用程式。最後以 Raspberry PI 設備搭配感測控制版(如 Phidget 或 Arduino)連結感測器，開發數個展示程式， 以評估本計劃之成效。

共同主持人 2014.11 - 2018.4

由3D 列印技術引領與帶動的自造者運動，近來蔚為風潮，各國紛紛投入資源，希望在這股未來 的發展趨勢中取得領先的地位。3D 列印技術之所以迷人，在於它將客製化製造的技術門檻與成本大 幅降低，使得創新精神與創造力得以自由發揮，滿足了一般人的好奇探索本質，成就了設計者的實 踐能量。作為輔助教育與學習的工具，3D 列印有其吸引人之處，但也同時存在若干必須解決的問題，特 別是推廣至中小學教育應用時，在工具開發與流程制訂部分，應該針對使用者的特性，進行嚴謹的 設計模擬與驗證，方能提供合宜的解決方案。本計劃期望透過資訊科技與科教團隊的跨領域合作， 以創新之電腦圖學、電腦視覺與軟體技術，開發具直覺式操作界面的3D 積層製造公用軟體，降低學 習門檻，達成易學、易用、易於推廣的目標。具體而言，本計畫所研發之軟體將提供3D 實景掃描、 直覺式建模、直覺化編修、模型搜尋、作品分享、加值、客製化與成品列印等一系列功能，並依此 開發示範教案，作為教師融入現場教學設計的參考準則。本計劃所開發的軟體工具與系統平台，將免費提供台灣中小學使用，並進行教育用軟體之效用評估與使用者體驗分析，依據回饋意見改進人機介面及軟體功能，俾使開發之成果能被廣泛的應用，為我國培育3D 列印人才的工作，向下紮根，奠定良好的基礎．

共同主持人 2014.9 - 2017.7

臺灣的表演藝術與文創一向在華人圈的居於龍頭地位，然隨著網路普及（行動網路）、中國的崛起與競爭、國內市場缺乏經濟規模等因素，近年來文創產業備受挑戰。近年來，隨著音樂數位化，唱片銷量大幅降低，演唱會、音樂會等展演性質藝術表演漸成為表演藝術與文創業營利收入的主要來源。傳統展演中，觀眾只是被動聆聽者的角色，表演者與表演者間及表演者與觀眾間互動不多，然如何營造現場的氣氛是表演活動中非常重要的環節。近年來穿戴式裝置也大量被應用於表演藝術與文創產業，例如使穿戴式感測器偵測表演者肢體動作，進行動作捕捉（Motion Capture），並應用在電影與遊戲的電腦動畫之中。隨著相關技術快速發展與成熟，也有研究人員開始嘗試將穿戴式應用在即時遊戲與表演上，例如DJ KTO 在2014 的冬季奧運開幕表演，舞者身穿動作捕捉裝置，將自身轉換成為電腦動畫的雪豹角色。互動式數位展演亦可結合真人與對位投影和建築立體投影。本計畫最主要的目的在於發展結合數位內容科技，將互動新元素加入傳統展演成為「互動式數位展演」，從平台、網路、互動介面與應用等層面發展穿戴式裝置結合互動式數位展演相關技術，期能協助台灣表演藝術與文創產業在一片削價、比量的紅海中，找到另外一片藍海。

主持人 2014.8 - 2015.7

雖然智慧空間研究近年來有豐富成果產出，然市場接受度仍小，主要原因在於大部份裝置需依賴特定平台或技術，造成應用服務開發不易。近年來，由於物聯網技術的發展，Web of Things (WoT)的概念被提出，開發人員只需要使用標準Web技術，即可存取感測服務、使用邏輯規則或控制環境週邊，而不需花費大量時間學習及整合家庭網路中的各式特殊架構或通訊協定。本 計畫主要目的在於以發展成熟的UPnP 為藍本，以WoT 概念設計一個適用於小型智慧空間的資源導向服務管理機制，並實作上述機制原型，透過實驗與實作應用情境方式，驗證其功能完整性、效能及易用性及可行性，期望此計畫所開發的技術，能使得智慧空間服務朝向一般使用者亦可自行設計調控智慧空間的願景更進一步。

共同主持人 2014.8 - 2015.7

軟體即服務（Software as a Service, SaaS）是雲端運算環境下一種新興的服務模式，以往的應用軟體是要到客戶端安裝，供單一客戶使用，但SaaS 的特色是在服務供應商的資料中心安裝，以租用而非買斷方式營運：每個租（客）戶的使用者透過網路使用應用軟體，租戶只需按使用量與服務品質等因素付費。這種營運模式不僅有別於傳統軟體的包裝、部署、授權方式，也會改變軟體的開發架構、收費方式、及維護模式。SaaS關鍵技術之一是多租戶（multi-tenancy）技術：如何達成有效率的資源共享又兼顧個別租戶需求的客製化彈性。除了以虛擬化（virtualization）技術共享硬體外，讓租戶之間共享應用程式與資料庫也是一個重要的技術指標。本計畫聚焦於發展支援多租戶共享資料庫但可依租戶需求客製化資料綱要（data schema）的機制。這種機制通常需要綱要轉換（schema mapping）技術：應用程式中使用的是logical schema，而資料儲存於資料庫時使用的是physical schema，中間透過一個SQL 語句改寫（SQL rewriting）機制，在兩種綱要的SQL 語句之間做自動轉換。讓開發人員得以延續單一資料綱要的架構來設計應用程式，簡化開發的工作。

本計劃提出的機制將以通用表（Universal Table）作為租戶共用的資料表，設計與實作一個多租戶的SQL 語句改寫（SQL rewriting）引擎，並以關聯式代數（relational algebra）來正規化（formalize）這些SQL 語句改寫規則，藉以探討這些規則的正確性，並對改寫規則進行抽象的複雜度分析，與優化的可能性。接著，我們將對SQL 語句改寫引擎進行效能評估：搭配所發展的複雜度解析公式，設計一系列實驗，對SQL 語句改寫引擎進行完備的效能測試與評估。最後，我們會將此SQL 改寫引擎整合到應用程式普遍採用物件關連對應工具（Object-Relational Mapping, ORM）中，提供開發人員一個支援多租戶且可客製化領域物件的資料管理框架。並開發一個範例程式來展示我們的機制與資料管理框架，以及評估我們的作法對程式整體效能的影響。

共同主持人 2012.8 - 2015.7
研究團隊 台大資工、台大醫學院外料/精神料、台大護理系、台大心理系、師大資工系、逢甲資工系

儘管醫療科技已大幅躍進，癌症治癒率與存活率已較過去大幅提升，使得國民平均壽命延長，但老年癌症存活者仍須面對疾病本身和治療所帶來的 不適和壓力。因此，如何運用新興科技提昇癌症存活老人生活品質實為台灣在本世紀所要面臨最重要的課題之一。其中，身體活動與健康管理、社 交活動能力及睡眠品質更是決定老年癌症存活者生活品質的關鍵。本計畫嘗試結合資訊、電機、癌症醫學、癌症護理、心理等領域之專家，著眼於 「身體活動與健康管理」、「社交活動能力」及「睡眠品質」三個老年癌症存活者生活品質的關鍵議題，並結合台大醫院醫療團隊的專業知識，發 展一系列量表與指標來評估並導引技術研發，藉以提昇老年癌症存活者之生活品質，達到品味長青之願景。

主持人 2013.8 - 2014.7

普及計算(Pervasive Computing)將具備計算能力的裝置嵌入至各式日常生活的物品、傢 俱與家電中，藉由「服務管理機制」的整合協調，彼此互相合作，根據使用者意圖提 供居住者適當的服務，而形成智慧生活空間(Smart Environments)。在實際參與多個智 慧生活空間的建置實際經驗中，計畫提案人發現大部份服務所必需的高階情境資訊(例 如人的活動)，往往要在眾多連續不斷湧入的環境資訊中，分析並辨認個別資訊流中個 別感測回報讀值間的「時序」與「因果」脈絡關係。目前此領域相關研究較少針對於 這類問題提出解決方案。若將接連不斷流入的各式感測器資訊視為一連串的事件(a stream of events)，則 上 述「時序」、「因果」相關問題上在Complex Event Processing (CEP) 領域具有許多理論的發展與應用。因此，本計畫期望針對此重要議題，建立智慧生活 空間中以時序為基礎的串流導向事件分析機制、理論模型及其相關應用，使相關研究 在理論與應用層面更加完備。

主持人 2012.9 - 2013.7

近年來，隨著資通訊科技的快速發展，各式嵌入式計算與感測裝置微型化，促成普及計算(Pervasive Computing)願景得以實現，亦即將具備計算能力的裝置嵌入至各式日常生活的物品、傢俱與家電中，形成智慧生活空間(Smart Environments)。然而，目前大部份智慧生活空間系統仍以「系統即服務(the system is the application)」的方式進行研發，研究人員必須建構從基礎設施一直到最高層服務應用的所有細節;而較少在middleware 層級針對服務管理層面進行嚴謹、深入且有系統之研討，造成許多單獨開發的技術、成果或應用服務無法順利整合並落實至日常生活中。此外，智慧生活空間與一般系統最大的差別即為「場域(Ambient)」概念，也就是一個具有計算能力且有界限(Bounded)的場所(Place)。Ambient 具有複雜、相互包含且形成類似階層的結構，人位於每個Ambient 時，偏好及使用設備皆有所不同，未考慮Ambient 關係的服務模型，在組合跨Ambient 的服務時，通常無法達成最好的效果。本計畫擬探討的主要方向，即為針對此一智慧生活空間中最顯著的核心性質，也就是Ambient 概念，對服務管理的影響，並同時從實務及理論層面著眼，提出一個新的Ambient-Oriented 情境感知普及服務管理機制，並進行理論與實驗驗證，最後投射並實現於UPnP (Universal Plug and Play)智慧家庭網路之中，以驗證其可行性。

專任博士後研究員 2011.1 - 2012.1

近年來，居家綠色智慧節能技術逐漸受到重視。居家環境中的綠色智慧節能技術必須易於佈署，低成本，且不可干擾使用者生活。為了增強實用性，該技術也必須考量多使用者共同使用的生活環，在進行節能調控時，亦不應使得居住者感到不適。此計畫主要目標即為設計一個實用的居家綠色智慧系統，藉由同時考量環境資訊及採用可調適式使用者舒適度評估來進行節能。此外，我們也為此計畫設計了一系列高度整合且容易佈署的多維度感測器，以及一組節能推論決策引擎來得到最佳的節能調控。

專任博士後研究員 2008.1 - 2011.10

本計畫將腹部術後之六十五歲以上住院老人列為主要照護對象，結合來自電機工程、資訊科技、醫療、護理與心理各領域之專家，針對日常生活、 認知及營養，提出相關的預防、偵測、介入和評量方法。其中智慧型照護分項主要目標為設計及製作病房專用無線感測器網路並藉由這些感測器協助照謢人員即時了解術後病人的社交、活動及復原狀況。

博士級研究助理 2008.2–2012.1

負責工作: 本人為本計畫最早期參與成員之一，曾負責計畫書「智慧呵護科技」部份之寫作，並參與INSIGHT Living Lab之建置，為INSIGHT Living Lab整合平台之架構設計人。中心成立後，主要負責「智慧呵護科技」之研發、成果匯整及各項重大展示活動，在2008至2009期間為INSIGHT Tech Team成員。

資通訊科技的快速進展，不僅在總體的社會層面產生革命性的變革，將人類文明帶入資訊社會的新紀元，也在微觀的個人生活層面產生重大的衝擊。 如何應用資通訊科技降低少子化及高齡化社會變遷趨勢所帶來的衝擊、減輕全球環境變遷與能源短缺之壓力，已成為全球智慧生活科技研發與應用之重點。 有鑑於此，本中心以智慧住家為主題，提出「智慧生活科技人文議題」、「智慧呵護科技」、「居家醫療照護」、「能源與永續環境」及「無線感測網路」五大研發主軸，規劃未來五年的研發藍圖。 此五大研發主軸以「智慧生活空間科技」、「無線感測器網路技術前瞻研究」、「前瞻工程科技之未來產品概念設計」三個整合型計劃現階段之研發成果為基礎， 整合產、官、學、研、民間團體及國際合作夥伴等不同層次的研發單位，呈現與展演智慧生活科技於「家」的未來情境。 大部分成功的整合與創新企業經營實例，皆具有強大的核心研發能量，本中心亦以此想法為基礎，以堅強的核心研發能力配合外部創意與中心運作機制，共創智慧生活新貌。

網址: http://insight.ntu.edu.tw/

博士級研究助理 2010.11 - 2011.6

負責工作: 本案由本人單獨執行完成，並至工研院資通所進行8次的技術移交Workshop。

傳統企業間整合(B2B) 大多基於Direct-Connection樣式實作。當軟體所佈署的服務愈來愈多時，此方式將造成系統管理與功能擴充時變得困難。針對這個問題，IBM提出了企業服務匯流排(Enterprise Service Bus, ESB)的概念。

ESB由要由一個基於訊息導向架構及共通標準整合異質服務的平台為核心，讓各式異質元件在不相依(loosely coupled)的前提下相互呼叫溝通。其所包含的功要主要為協調異質元件間的服務呼叫、整合異質元件間的訊息傳送及訊息流(Message Flow)的管理。

在2005年，Java社群完成了第一個ESB共通標準的制定，稱為「Java Business Integration (JBI)」，代號為JSR-208。基於JSR-208標準，近年來數個實現ESB的開放源碼專案陸續被啟動，並相續於2008年推出較為成熟穩定的版本。其中最被廣為採用者為Apache Service Mix。

本研究案以Apache ServiceMix為核心，設計一以JBI為基礎之雲端服務整合平台軟體架構，完成下列(開放源碼)技術之整合

• Apache ServiceMix (ESB)
• Apache ActiveMQ (JMS)
• Apache Camel (Message Routing Engine)
• Apache ODE (BPEL4WS)
• Apache CXF (SOAP/Restful Web Services)
• Apache Felix/Karaf (OSGi)

博士級研究助理 2010.1 –2010.12

負責工作: 本人在此計畫為團隊成員，主要參與計畫構想及計畫書寫作，並主導部份實作技術主軸。

本計畫主要結合雲端運算技術，發展ADL辨識與情境感知服務推論技術，該系統可利用家庭中的感測器對環境進行參數收集，並上傳至雲端，利用雲端快速的推論出ADL所需要的結果，再回饋至系統的ADL推論模型進行加強，主要包含下列項目：

• 透過智慧家庭中的WSN進行sensor data蒐集。
• 根據sensor data進行ADL recognition，可以取得使用者活動並瞭解使用者需求。
• 依據使用者背景資訊進行服務挑選，提供適時、有效之服務。
• 人性化遠距居家照護平台為應用範例。

本計畫之原型在雲端部份以Hadoop與H-based架設Cluster，並以MapReduce框架及Apache Mahout進行資料分析。

博士級研究助理 2009.1 –2009.12

負責工作: 本人在此計畫為團隊領導人，主導並監控所有計畫執行，計畫書、期中末報告撰寫，負責所有專案相關會議之口頭報告。GLIF Engine與Compiler部份為本人獨立開發。

近年來，我國經濟發展迅速，生活與教育水準提昇，醫療保健普及，但老年人口也急遽增加，根據統計，我國在2020年老年人口將高達14%，人口老化速率僅次於日本，為全球第二。上述情況將對於政府的全民健保及照護老年人的子女生活造成極大負擔。我們預期將來Smart home與Telecare相關應用與服務也將蓬勃發展，從生活起居、健康關懷到居家安全，發展整合式居家照護服務網絡，將是未來相當受期待之技術領域。

目前大部份商品化的居家照護服務應用侷限於生理資訊的量測及上傳，實質上只能間接達成「照護服務」的功能。為建立更優質的居家健康照護環境，本研究計畫擬將GLIF(GuideLine Interchange Format) 醫療照護指引標準應用於居家健康照護環境，著眼於將專業照護人員的知識與居家環境感測器、裝置及網路的整合，研發Home-care Guideline Execution Engine(H-GLEE)技術，並以此Engine為核心，建置「智慧型居家健康照護管理平台」，在此平台上可發展與佈署各式居家照護服務之元件及場景(Scenario)，藉以對於H-GLEE的功能進行驗證及改善。

博士級研究助理 2008.3–2009.2

負責工作: 本人在此計畫為團隊領導人，主導並監控所有計畫執行，負責所有專案相關會議之口頭報告。並研發SWE (OGC Sensor Web Enablement) protocol stack adapter，將感測器資料轉換為符合OGC Sensor Web Enablement O&M之格式。

本委託研究案的主要目的為基於OGC Sensor Web Enablement (SWE) Web 服務架構提供未來智慧型家庭一個無線感測網路應用平台， 並透過Web 軟體介面提供無線感應網路系統在管理、控制、資料存取等功能。本研究案將著重於透過SWE將智慧型家庭中的無線感測網路所得的資訊與外界 進行分享及整合，並提供數個示範的應用情境。經由本計畫所發展的技術，電信業者可將服務範圍更進一步延伸到使用者的居家生活， 藉由原本具有的電信及網路平台整合優勢，提供消費者更多居家生活服務。

博士級研究助理 2006.8–2009.7

負責工作: 本人在2007.7年之後為團隊領導人，主導並監控所有跨領域研究活動，負責所有專案相關會議之口頭報告。

「房屋」做為個人與家庭的居所，所能提供的意義不僅僅在於遮風避雨之物理性功能，更重要的，是滿足被庇護的心理需求與舒適感。 儘管目前的科技已經能夠提供相當便利多樣的功能，但其對於人性的支援還不夠。建立「智慧呵護屋」的目的，即在於在「家」這個環境中， 提供預先、主動式的電腦科技，以滿足人類生理、情緒與思考的需求，達到最大的「舒適感」。