教師教學與學生學習國際交流補助成果報告-徐超明老師

計畫主持人: 電機系徐超明教授

學生:

日期:113年6月25日-7月2日

訪問國家/城市/機構:奧地利/維也納

4th International Conference on Applied Science and Engineering


活動成效

本次前往奧地利維也納參加4th International Conference on Applied Science and Engineering會議,並於會議中發表標題為”A Machine Learning-Based Estimation of Anthracnose Occupancy Ratio by Conversion from Volumetric to Planar Mango Fruit Image” 的論文,本論文係以機器學中的回歸分析演算法分辨出芒果果皮炭疽病的佔比,多國學者對本次論文發表內容感到興趣,現場提問踴躍,表示期待後續深化研究。本次會議中可聽取不同應用科學與工程領域的報告,其中包含了能源、AI、數學、通信等應用科學與工程領域等,對於未來進行多元與跨領域機器學習研究能獲得較高的啟發性。

此次交流活動,達成了以下國際化質性的成效:

1. 參加 4th International Conference on Applied Science and Engineering會議發表論文”A Machine Learning-Based Estimation of Anthracnose Occupancy Ratio by Conversion from Volumetric to Planar Mango Fruit Image”

2. 帶領4位碩士班以及1位大學部學生參加國際會議,除了解國際研討會議發表並進行國際性學術學習並,同時也擴大學生的國際視野與在跨領域學習。

3. 了解跨領域與多樣性前瞻研究發展,尋找未來研究可能結合方向。

此次交流活動,達成了以下國際化質性的成效:

1. 論文於國際學術研討會發表:炭疽病會潛伏在芒果樹體以及果實內,並不危害芒果果樹本身以及果實的發育,但果實到了後熟期間,因果實內部組織軟化,因此炭疽病會在此時出現,炭疽病出現時果皮表面會出現黑色斑點,黑色斑點面積超過整體面積21%時,果實則失去商品價值,而炭疽病的出現,也會會加速果實腐敗導致櫥架壽命縮短。因此在多種延長芒果櫥架壽命的研究中,計算炭疽病發病面積及時間點是園藝上重要的測定指標之一。過去常以方格紙覆蓋或目測的方式進行計算,因此在精度與效率上並不高;加之果實本身為立體形狀,過去使用平面方格紙計算時會因果實側邊曲面等因素導致僅正上方之炭疽病面積有較高的計算精度。因此本次發表內容主要為分析過去兩年度芒果皮的炭疽病,藉由圖像處理方式對平面芒果皮上之炭疽病進行識別及面積計算,後期導入機器學習方式,將特定品種芒果之立體圖及平面圖進行迴歸分析,未來可開發作為高效且高精度的園藝測定輔助工具。

2. 教師和學生與參與支國際學者專家交流:參與本次會議的尚有來自英國、瑞士、美國、沙烏地阿拉伯、德國、波蘭、匈牙利、迦納、中國大陸、法國、加拿大、羅馬尼亞、葡萄牙、墨西哥等國的學者,針對各領域前沿研究及整合性能源問題、人工智能及機器學習等提出見解,學生不僅在論文發表時擴展了自己在資訊與園後處理的國際視野外,並在參與來自其他國家的學者的論文發表中,得到以英文討論與交流的學習。

3. 會議結束後,並帶領學生於6月29日~7月2日間參訪奧地利附近參訪人文與風景之國際學習後返國。


學習成效說明

參加此次在奧地利舉行的學術研討會,不僅拓展了我的學術視野,也讓我體驗到了不同文化的獨特魅力。在研討會上來自世界各地的學者分享了不種領域的研究項目,讓我了解許多新的知識,也體會到國際研討會是一個什麼樣的活動,同時也增強我的英語能力。

在這次研討會,我見識到了許多科學與工程技術的運用,也了解到各領域結合的重要性。開場的化材應用主題「活性塗料對鎂基合金表面的影響」,了解到化學領域的實驗做法與相關應用。還有機械工程建模相關的「新穎3D表面車輛設計模型」、影像方面有「手掌靜脈RGB影像識別偽造檢測系統」,其中讓我印象最深刻的是德國霍夫曼教授所發表的「使用神經網路校準PM濃度的測量裝置」。

這項技術結合了人工智慧和環境科學,展示了跨領域技術融合的強大潛力。霍夫曼教授展示的神經網路校準方法,不僅提高了PM濃度測量的準確性,也提供了環境檢測的新想法。像是現在一些能源釋放所造成的一些細塵微粒、交通工具所排放的空氣污染、都是環境檢測的相關議題,結合人工智慧校準環境檢測裝置對於現在注重環境安全的世代,讓我們可以進一步探討人工智慧在環境監測中的應用,並嘗試將這些技術應用到未來可能的發展項目中。

第二個印象深刻的是浸入式液冷技術,讓我對此技術有更深入的理解與認識。在數據中心及電動汽車領域,處理器與電池的散熱方法相當重要,會影響到數據中心與電動汽車的性能和安全性。報告中強調浸入式液冷技術在這些領域中的應用潛力。浸入式液冷技術以強大的散熱能力、高溫度均勻性和安全可靠的特點,展現出其在控溫冷卻方面的優勢。浸入式液冷技術已經有顯著的進展,也對數據中心的處理器和動力電池的控溫系統中展現出強大的應用前景。

再來是我們的徐超明教授所發表的透過機器學習從體積到平面影像轉換預測芒果炭疽病占比,在這篇論文中,我們教授提出了一種提升芒果炭疽病佔有率(AOR)實時估算效率和準確性的方法,並使用機器學習技術,以「萬里香」芒果作為模型芒果。研究方法包括首先拍攝整個水果,然後將其對半切開,取出果肉,並將果皮平放進行拍攝。通過影像處理計算整個水果和平放果皮的實際AOR,進而建立訓練集,使用線性回歸的機器學習方法進行訓練,建立適用「萬里香」芒果的回歸模型,以估算測試整個水果照片的AOR。

未來可以增加其他果類的病害檢測再透過模型建構一個應用於手機上的APP讓園藝專家去進行實時檢測。可以用來提升園藝人員農產品的瑕疵檢測效率,並讓他們方便分析農產品的品質控管等相關問題。


體驗活動及文化交流概況

1. 奧地利以其悠久的歷史和豐富的文化遺產聞名,在參與研討會以外的空閒期間,我們參加了許多文化景點,體會到奧地利的文化與作為音樂之都的魅力。透過與當地居民的交流也提升了我的英語溝通能力,此經歷經歷對我來說是一次寶貴的學習和成長機會。

2. 研討會結束後,也在歐洲體驗了當地的文化,到維也納市中心街道看到了馬車,我們一行人去體驗了馬伕駕馬車載我們在市中心進行導覽。介紹整個維也納的市中心設施與城市歷史。


提供未來參與學生建議

1. 事先安排好各種行程,包括住宿交通等等,尤其在交通方面各種大眾運輸五花八門,購票方式以及票的使用方式也不盡相同,需要先做好功課也免到時有突發狀況。當地人不會說中文甚至英文的情況很多,且告示牌或是菜單上也可能連英文都沒有,所以準備翻譯軟體會有很大的幫助。

2. 未來若有機會出國,建議要有基本的英語聽力跟英語溝通能力,不要害怕面對外國人,其實蠻多人都相當友善,問問題都會熱心的協助你。也可以透過出國去觀察與思考國外的哪些規劃與技術可以應用在國內,這些都是文化技術的交流應用與發展。