我們的第一個金矽獎─莊淳富（電機博四）、劉欣宇（電機博三）

今年第九屆旺宏金矽獎，毫無意外地，常勝軍─由王文俊教授所帶領的王家班以及徐國鎧/李柏磊教授團隊，再度拿下了獎項。對於三位教授而言，拿下沈甸甸的獎座，稀鬆平常，然而，對於莊淳富與劉欣宇來說，此次不再隱身於學弟團隊背後，首次參賽便獲得大獎，是意外中的事，卻也不是太訝異。
（左為劉欣宇，右為莊淳富，於頒獎現場與王文俊教授及跟隨機器人合影）

研究室的倫理是這樣，老師不在實驗室時，博士生是碩士生的小老師，負責幫忙解惑、看進度。雖然參加校外競賽多是由碩士生組隊，但背後都有高人，也就是直屬博士生的協助。而王家班採取學長帶學弟的制度，是在碩士生入學時，除了研究方向與博士學長近似者之外，其他人就由老師指派學長，而學長平日就負責帶領學弟。因此這次參加金矽獎的作品，分別由二人的直屬學弟設計製作，因此掛名本就理所當然。


跟隨我，到幾樓？
為了鼓勵學生、增強實力，並且期待對學生往後就業帶來助力，因此王文俊教授總會要求學生參加金矽獎賽事。莊淳富的小隊是以「跟隨我，到幾樓？」作品獲得評審團金獎。這件作品的設計目的在於製作自主跟隨主人與自動搭乘電梯的機器人，且基於其能載物的特性，能讓機器人負責為主人提取重物，提供主人便利的服務。
首先在跟隨功能方面，透過影像辨識的技術以及紅外線距離感測器來實現跟隨主人的機制，不論主人是一般行走速度、快步走、很慢甚至是突然停止，機器人都能如影隨形的跟著，且在遇到障礙物時亦可自動閃避，並與主人保持一定距離。在搭乘電梯功能方面，透過機械手臂與其上所架設之微型針孔攝影機，可實現機器人自動搭乘電梯的機制，由主人透過人機介面給予機器人目標樓層命令，到達指定樓層出電梯後便繼續跟隨主人。此機器人可運用於大賣場、醫院、機場等場所，最終達到攜物、跟隨、自動搭電梯等服務目的。

如此具人性化的作品，其發想與製作，是自二年前王文俊教授的國科會計畫延伸而來。教授與學生搜尋國內外網站與資料，才得出製作此項功能機器人之想法。
王家班有個不成文的傳統，就是機構組裝，全都是學生獨力完成；而寫code以及功能也由學生親自上陣。也因此，王家班的機器人外型總是沒有太多修飾，雖外觀精簡，卻極具功能性。

跟隨機器人最原始的機構，有四個輪子。不過在測試時，容易發生騰空的現象，因此團隊才改成三個輪子。整個機器人在機構部分花了半年多的時間完成，然後用了一年的時間測試其功能性。
由於各家電梯面板在設計上略有差異，因此考量通用性及便利性後，莊淳富團隊採用殘障用電梯面版規格作為設計依據。而科四館內的電梯，就是他們花了一年反覆測試的主要地點。

得了金獎，同時亦肯定了團隊的努力，不過莊淳富表示，所設計的「自動跟隨並按壓電梯機器人」若要商品化，肯定還有一大段路要走。目前雖已達到預期的功能，但還有許多尚待改良之處。進一步說明，此機器人在跟隨部分完成度較高；而自動按電梯的部份，則易受環境及光源變化而影響其控制的準確性。因此，他也期待學弟妹能夠繼續改良與精進該機器人的功能性及對環境的適應性。

智慧型撿乒乓球機
在這次比賽中，劉欣宇則是分別因跟隨機器人以及智慧型撿乒乓球機而獲獎。撿乒乓球機是碩士生丁彥智的畢業作品，劉欣宇是他的直屬學長。
說起這台智慧型檢乒乓球機的設計源由，是為了服務打乒乓球的人，讓他們能盡興打球，不用因為撿球而中斷手感。這部機器人為可移動式輪型機器人，能在桌球場上快速移動，扮演球僮的角色，讓打球的人不用花時間撿乒乓球。整個系統將以微處理器為控制中心，控制輪型機器人的移動，再加上CCD影像擷取裝置，利用BASIC STAMP軟體程式執行演算法，實現機器人撿拾乒乓球的動作。當機器人以CCD發現到乒乓球時，則會儘速執行撿拾乒乓球。若無發現乒乓球，則會進行隨機搜尋乒乓球。當場上的乒乓球已清除，或是蒐集數量已足夠，機器人會自動歸回乒乓球收集站，將球倒至收集盒裡，接著保持待命。另外，為了防止機器人妨礙球員打球，會設置打球區域避免機器人誤闖。

當然，機器人還是由學生自行購買材料組裝。他們改裝一般市面上的自走式吸塵器，採用原來的機身當作載台，自行在上面增加一個壓克力容器和強力的直流馬達，壓克力容器負責做為儲藏乒乓球的空間，而直流馬達負責用來吸取散落在一地的乒乓球。使用影像模組當作機器人的視覺，追蹤指定的特定物體，也增加了機器人的避障功能，使用觸碰感測器來偵測前後左右是否有障礙物，最後利用紅外線歸位裝置讓機器人知道要如何回到原點。

點子很有趣，而且，劉欣宇以持平的眼光來看，認為這件作品完成度極高。他說，這件作品功能已相當完整，目前只要穩定性再加強，並且增加智慧功能，應該很快就可以商業化了。不過團隊也表示，由於原先硬體就已經固定成型，要在新增其他零件上去並不是相當容易，大大的降低了擴充性。將來如果可以的話，希望能結合機械相關背景的科系，利用Solidwork設計出設計圖然後開模，做出符合要求的硬體，不再受限於原有的硬體。

拿到了第一個金矽獎，對莊淳富而言，得獎是課業中額外的bonus。他笑說，他現在全心想著都只是：努力趕快畢業。對於未來的方向，他說，走學界或走業界其實都不錯，一切順其自然；至於劉欣宇，他謙稱，一切都是團隊的合作努力。對於未來，因為興趣所然，已經確立了從事學術研究的目標。

找到你的九九乘法表-電機系鄭國興教授

九九乘法大家都會背，但如果運用在電子學呢？有哪位老師會鼓勵學生「臨時抱佛腳」？
鄭國興老師的獨特學習模式，不但活潑有趣，還將繁複的電子學，簡化成單純的物理現象，連非理工科的人，也能瞭解什麼是「飄移電流」。他常鼓勵學生考1.5名就可以了。這個1.5名哲學，可不是阿Q哲學，而是實在寬廣的目標…

只要不停下來，就不會落後
鄭國興老師的一頭白髮，在資電院老師群中，配上他的身高，頗為醒目。突兀的是，他的臉上皺紋並不多。他打趣地說：「我的白髮是遺傳。而且我不只有白髮，還有白目。」他的白目其實只是白內障。鄭老師愛看書。就算白內障開完刀，還是堅持拿著放大鏡看『十月的天空』。他說，這本書教會讀者，人是可以作夢的，只要不停地一步步走向目標。

就算走得不好，走得慢，只要「不停下來，就不會落後」。這是鄭老師的信念。從國小一直到博士班畢業，他說，小一之後，就只有高三和研究所入學拿過第一名。他認為讀書不需要繃太緊，只要跟第一名站在一起不感到自卑即可。人生有太多需要關注的面向，因此沒拿到第一名，不表示能力差，而是有其他重要的面向值得投入時間。第一名的學生只有一位，但優秀的學生可能就有幾十位。在人生中，他，也包括他對學生的期待，是像個能持續競賽的馬拉松選手。

學生時代熱愛物理，熱中於推導物理現象及化約公式的過程。對物理這門學科，他從來就不靠補習和參考書，也常常是同學的小老師。他說，物理成績好，也有部分原因是因為擔任小老師；同學問的問題，就等於替自己篩選拿手與不拿手的題目了。大學聯考沒考上心目中的第一志願台大物理系，但他毫無所謂地念了電機系。在大學，他打球、追女友，以第十名的成績畢業。

托學生的福
他的成績向來不是頂尖。就如同他所形容的：就是中上。不過，他的學生儘管也學習1.5名的哲學，但是在對外競賽，成績亮眼。電機系辦門口的榮譽榜，他因著學生參加97學年度大學校院積體電路（IC）設計競賽獲獎，也在榜上。他謙稱：都是托學生的福。
電機系學生對鄭老師的評價頗高。就算不點名，他的課仍有高出席率。對於教學，他有自己的想法。
打從學生時代，他便立志當老師。大學時代的家教經驗，讓他愛上了教學這件事。他說，教書是件愉快的事。原本，他只打算當名高中數學或物理老師，因緣際會成了大學電機系教授。已經任教了將近二十年，他仍不改熱誠。他說，到現在，他還是很愛教書，也對如何教自己的孩子唸書也仍興致盎然。
在課堂上的鄭老師，從來不點名。他認為如果內容值得學生聽的話，他們就會出席。他不喜歡用制度強迫學生學習。因為老師負責給學生東西，但學生自己判斷是否願意吸收。雖說他不覺得學生蹺課是嚴重的問題，但是他倒是認為，蹺課的不智在於成本太高。花錢看一部院線片，就算很難看，錢都花了還是會乖乖地坐著，有一搭沒一搭地看，等散場。上一堂課成本計算下來，絕對比一場電影還貴。所以，他說，蹺課最好是為了追求更高的目標才值得。
說實話，老師帶領學生的方式相當特別。他不要求學生設定美麗的目標，也不要求學生一定得拿第一。他強調，要作自己辦得到的研究，不必要追求與諾貝爾獎得主等質量的研究，但追求目標的過程當中，處處盡心，不讓自己有遺憾才是最可貴。他要求學生，要在台大生、哈佛生面前不覺得自卑。拿1.5名的人，或許可比拿第一名的人，能看得更多、做得更多。

能cover最多東西的基本想法，才是最有用的想法
曾聽過學生反應，上課聽不懂老師的授課內容。問鄭老師，萬一學生不懂他的授課內容該怎麼辦，會調整內容難易度嗎？他引述了著名歷史學家湯恩比的「挑戰與回應」的理論：「文明是誕生於對事物的一連串挑戰與回應」。這是指，太優裕的自然環境產生不了文明，因為缺乏了對生存的努力；太嚴苛的環境亦然。因為得奮力為存活而鬥，無法建構文明。同樣的，學習也是，學習的內容太簡單或太難均不恰當，需要有點難度，才能真正地學會。
他舉九九乘法為例子。九九乘法每人都會；5×7大家可以不假思索地立刻回答，但是17×35，大家可能就得拿出紙筆計算了，但是17×35並不需要死背，因為那並不是重點，會九九乘法自然就會運算出答案。更進一步說，無法背誦出17×35的答案，不等於不會九九乘法；而5×7的答案無法立刻答出，那就等於不會九九乘法。他表示，九九乘法表只有懂百分之百與不懂這二種分別。
所以，學習也是。基本的要素才是最重要、最需貫通瞭解。花俏的公式其實來自於最基礎的原理，因此，與其花時間搞懂複雜花俏的公式，不如先徹底找出自己當門學科該學習的基礎為何，並且熟記在心。他自承，自己讀書時都會想基本面，比如PN Junction是元件的基礎，電子元件是電子學的基礎。簡而言之，他讀書學習不忘找出該學科的九九乘法表。
他開玩笑地表示，印度背的是99×99表，所以數學比我們強太多，但重點是，每個人的標準不同，因此需要自己找尋基礎知識，拿捏尺度、學習該課程精華。

私門學習法
關於學習，門道其實很多。他以自己的經驗建議，學習時，設定目標如果太高，容易使自己氣餒。比如，設定一個月念好電子學這種不切實際的目標，不如設定自己一天看懂頻率響應，將自己的學習目標區分成幾個小塊，然後完成拼湊。所以，他會教學生每門課都得分析基本面，再繼續深入學習。
還是不懂怎麼辦？除了問老師之外，他說，就是把自己當老師，才會試著用不同角度和想法解釋問題。他笑稱，電腦不強，但教女友電腦的時候，就會自習變得很強，就是這個道理。
鄭老師特別與我們分享他的私門學習法:

臨時抱佛腳
從小，課本書中、老師口中，總叮嚀千萬不可臨時抱佛腳。鄭老師可不這樣想。他說，為了求all pass，臨時抱佛腳有其必要，因為當下腦袋的CPU執行速度最快。因此，先設法pass，不過考試後還是得弄懂，並且整理下來，或許有可能因而頓悟，可別辜負了這段最有效率的學習黃金時間。
他強調，臨時抱佛腳是在不放棄每一科的前提下才會成立，畢竟大多數的學生為了求單一科目pass，因此會選擇放棄其他科目而救他們所謂的重點科目。此舉卻會為後續的課業學習帶來極大影響。

慎選讀書地點
讀書地點會影響讀書集中力。鄭老師在學生時代，考試前，總會在圖書館花上將近十小時唸書。他總選擇角落的位置，既不容易被打擾，也不容易離席。
在初任教職時，他總會在麥當勞讀書、寫講義。他說，在吵雜的環境，反而會在心中建立冷漠感，使自己不受背景雜訊干擾。

走樓梯，不跳高
這不是老師對學生體能的建議。老師喜歡對學生舉此例。他說，看到一個人站在頂樓，眺望風景，羨慕之餘，唯一能做的就是找到樓梯，一步步往上走，而不是花時間練跳高。他舉例表示，要一次跳躍到三樓，任誰也辦不到，但如能找到樓梯入口，就算是101也可以走到頂。其實，老師指的就是學生該給自己設定可及的目標，逐漸增加難度與廣度，而不是一眛地為了達成能力不能及的目標而浪費時間，徒增挫折。

如何學好電機系課程
鄭老師認為電機系學生最怕的電子學，其實不難。很多學生提到公式就搖頭。鄭老師說，許多公式本質不難─畢竟發明公式的人都已作古。他建議，先找到最簡單的公式，再將公式簡化成簡單的物理現象，再找出自己的九九乘法表。所謂的物理現象，是可以從生活經驗中觀察出，比如「受力面積小，壓力就大」的定理，透過自己親身觀察，就可以內化成自己的知識。他強調，千萬別把繁複的公式當寶。
另外，他建議學生分清難與煩的不同。他說，解偏微分方程式是難；做十位數的乘法是煩。需多瞭解其中的不同，並尋求其最基本的九九乘法表，而不是死背答案。他以自己教書生涯中的第一門課為例。當時他負責教授第二學期的半導體元件，但是他其實完全沒修過相關課程。他笑稱，自己對這門課的知識，或許還比不上坐在課堂上，已經修過一學期的學生。他說，當老師最大的好處，就是腦袋CPU執行最快，因此他拼命利用時間加上自己獨門的九九乘法，很快就弄懂了半導體元件，而且，從頭到尾，沒有學生發現老師原來的程度比自己遜。

給學生就業的建議
許多同學對於獲得博士學位與職場定位總感到矛盾與衝突。對此，鄭老師提出相當巧妙的見解。他認為，每個學位都是一個台階，站上更高處，就可以看得更遠。而與此同時，鄭老師也語重心長地表示在職場中，得要觀察當下環境成功之人的特質，並且見賢思齊。如果身邊的人都不具如此特質，那麼，或許該考慮換個環境。只有三層樓高的房子，是看不到一百樓的風景。

不同的人，有不同的思想方式；老師也是。不同的老師，也有不同的教學方式，給同學不同的啟發。鄭老師憑著活潑的方式與獨特的教學理念，為電機系學生開啟另一個學習思考的面向。