本期專訪|鄭鈺潔副教授:薄膜科技結合剪紙概念 開發光控微型機器人

關鍵字: 光電、半導體、薄膜、智慧機器人

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臺北科技大學光電工程系 鄭鈺潔副教授

學歷

Ph.D. Europhotonics Erasmus Mundus Doctorate program

Universitat Politecnica de Catalunya (UPC), Spain

European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS), Italy

M.S. National Central University (NCU), Taiwan

B.S. National Central University (NCU), Taiwan

經歷

PD Engineer, Intel Corporation, Ireland

PhD student researcher in the groups of Prof. Kestutis Staliunsa (UPC, Spain) and Prof. D. S. Wiersma (LENS, Italy)

Master student in the group of Prof. Chii-Chang Chen (NCU, Taiwan)

Bachelor student in the group of Prof. Pi-Gang Luan (NCU, Taiwan)

 

科技部愛因斯坦計畫 培育年輕優秀學者

  鄭鈺潔老師畢業於中央大學光電系,僅用5年內完成大學及碩士學位,並以全額獎學金身分於3年半內拿到西班牙巴賽理工大學、義大利佛羅倫斯大學之雙博士歐盟光子學位(Erasmus Mundus Europhotonics),畢業後進入歐洲英特爾研究部門擔任產品開發工程師,但基於對教學熱枕且希望將最新的技術教予台灣的莘莘學子們,因此於28歲時回到台灣,進入國立台北科技大學光電工程系任教。她所帶領的近代奈米光子實驗室專注於研究與開發平板光學元件更進階的功能,如頻率轉換、平板光學聚焦元件、角度不變量等。因為在研究領域的卓越表現,於2018年榮獲科技部年輕優秀學者之愛因斯坦計畫,每年最高500萬台幣的研究經費,為期最長五年。

  科技部為了培植創新性、國際性的優秀年輕學者,改善國內科研世代斷層情形,去年9月起推動年輕學者養成計畫,包括「愛因斯坦培植計畫」及「哥倫布計畫」兩類。愛因斯坦計畫限32歲以下或35歲以下且博士畢業三年內者申請,每年至多補助50件研究計畫,總金額至高500萬元;哥倫布計畫限38歲以下學者申請,每年至多補助30件研究計畫,總金額至高1000萬元。

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圖一、北科大跨國團隊開發光驅動的微型軟性機器人

 

以剪紙啟發靈感研究光控微型機器人

  鄭鈺潔老師與碩士生呂浩銓、李軒等,與芬蘭Tampere大學博士曾浩合作組跨國團隊,歷時三年潛心研究,製作出光驅動微型軟性機器人,大小如螞蟻般,不但可遠端遙控轉彎、導航定位,還能爬坡,此亮眼成果被刊登在國際光電材料領域頂尖期刊《Advanced Materials》,更獲選為當期封面。

  鄭老師表示以往電控微型機器人最小只能到釐米(mm)尺寸,因需有線電路、裝載電池等限制,導致無法縮小至微奈米(µm)尺寸,鄭老師團隊利用厚度為50微米、薄如人髮的液晶聚合物薄膜,結合剪紙概念將2D薄膜轉化成3D幾何結構,用光對此多瓣結構進行型變控制,達到步階式的光誘導機械運動(photomechanical movements),成功實現以光控制的滾動式微型機器人,不僅可由光導航複雜路徑,移動速度最高可達每秒5釐米,甚至可爬上最高6度的斜坡。鄭老師規劃未來將開發更精細的光控微奈米薄膜,透過三維雷射技術進行細微加工,使光敏材料達到微奈米等級結構,使光感機器人能直接對環境進行感測並反應,可實現仿生微結構,此創新概念將為電控機器人領域帶來重大突破。