國研院海洋中心王兆璋主任(右)贈送勵進研究船模型給科博館孫維新館長(左) 國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心(國研院海洋中心)與國立自然科學博物館於2020年8月27日(週四)簽署合作備忘錄,雙方將就學術服務、科學研究、推廣科普教育、標本永久保存與永續利用等面向,進行多方交流與合作。
合作備忘錄中的最大亮點,是科博館引進了國研院海洋中心自主開發的「焦點疊合自動顯微拍照系統」(簡稱"TORI FOCUS"系統)[i],成為海洋中心之外的第一個學術服務據點!TORI FOCUS系統可以進行不同顯微焦距自動拍照,再透過影像演算,將所拍攝系列影像疊合成完整清晰的標本單一圖像,解決了以往受限於顯微鏡高倍率下,僅能拍得標本部分清晰對焦圖像的限制;並且相較於掃描式電子顯微鏡僅能提供黑白影像,藉由本拍照系統可以獲得標本實體自然色的清晰影像。TORI FOCUS系統可辨識結構寬度,最小達476nm(nanometer,奈米,1nm=10-9m)。
科博館成為TORI FOCUS系統中部學術服務據點之後,可嘉惠中北部相關學術機關及研究人員。科博館蘊含多元強大的研究能量,透過科博館人類學、生物學、地質學等各個自然科學領域之研究人員,穩定持續地提供多元研究領域之系統使用回饋,對於TORI FOCUS系統的優化更新、擴充設計,及完善發展將會大有助益!
國研院海洋中心與科博館基於資源有效運用及合作互惠之理念,簽署此合作備忘錄,將提供各科研機構便利的學術服務,增進科學研究能量。此外,為提升民眾科普知識,科博館亦將於相關主題展覽中現場操作TORI FOCUS系統,實質拉近普羅大眾與尖端科研的距離,以達科普教育推廣之效。
科博館擁有豐富館藏與完善蒐藏管理系統,未來對於國研院海洋中心經由研究航次採集而來的地質與生物標本,可提供各種相關協助。以此次合作為契機,期待能進一步深化雙方於標本永久保存與永續利用,並促進雙方未來合作新課題的開展。
國研院海洋中心配合行政院「向海致敬」政策,在科技部指導下,以「型塑全民親海風氣,培養海洋國家思維」與「孕育科學發展動能,厚植學術研究能量」為主要目標。期望這次與科博館的跨界合作,海洋中心自主開發能量結合產業應用的創新科技,能對台灣海洋研究與海洋生態保育做出貢獻;也藉由科博館所具備對外進行科普展示的功能,讓更多民眾親眼看到科學技術的具體應用,幫助科學向下扎根。
[i]大多數微體生物/化石都有三維立體構形,需要使用顯微鏡觀察及拍攝微細的形態構造,進行分類鑑別工作。然而顯微鏡雖可提供足夠的放大倍率,但高放大倍率下景深極淺,即使微體生物/化石的各部分與顯微鏡的物鏡距離只有些微差距,仍會造成標本的許多部分無法同時對焦,而無法看清楚整個標本。
為了提供能看清楚整個標本精緻圖紋和輪廓的單一圖像,國研院海洋中心自2017年起開始開發自動顯微拍照系統,讓顯微鏡可以快速自動以不同焦距拍照,並以電腦軟體將不同焦距照片中的清晰畫素堆疊組合,得到整體清晰的圖像。整套系統包括驅動顯微鏡載台在平行光軸方向移動的電子機械驅動裝置、整合機械傳動裝置及攝像單元的控制軟體,以及搭配焦點疊合的影像處理技術。
市售商用自動顯微拍照系統的價格高昂且規格固定。國研院海洋中心團隊在研發之初,即考量國內使用者需求不一,規劃設計高性價比且能依使用者需求進行調整及更新的自動顯微拍照系統。研發期間根據使用者的回饋建議,進行過四次系統改版優化作業,增進驅動裝置的動作精確度,並大幅減少被拍攝標本受到微震動的影響。根據測試,這套系統的自動化流程可以顯著減少顯微影像拍攝的操作時間,在連續拍攝10張照片的情況下,可以大幅減少人員操作時間至少40~50%,從122秒縮減到78秒,並減少近1/3的失誤數。
自2018年至今,「焦點疊合自動顯微拍照系統」已協助科學家拍攝近2,000件海洋生物標本的清晰顯微影像。這些高解析照片不但可作為科學研究的佐證圖像,幫助科學家進一步了解地球環境從古至今的重大事件,並對未來提出關鍵性的決策建議,同時也是科普教育的最佳推廣素材。