2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV22)
The 22nd International Congress on Sound and Vibration
(104.07.29聯盟王栢村主席編撰)
一、 參加會議經過
第22屆聲音與振動國際研討會(The 22nd International Congress on Sound and Vibration, ICSV22) 於2015年7月12日至7月16日在義大利佛羅倫斯(Florence, Italy)舉行，ICSV由隸屬於國際理論與應用力學聯盟之國際聲學與振動學會(International Institute of Acoustics and Vibration, IIAV)主辦，迄今已經辦理第22屆，為振動噪音領域相當重要的會議。本次會議由義大利聲學學會(Acoustical Society of Italy, AIA)主辦，結合義大利國家研究委員會(National Research Council of Italy)，以及佛羅倫斯大學(University of Florence)協辦。
本年度共有925篇論文正式發表，分別有17場次同步進行，共有1200餘人正式註冊，台灣這次研討會除了本人發表樂器聲學論文外，也陸續碰到多位來自台灣的學者，包括：明志科技大學、中央大學、中興大學、清華大學、台北科技大學、中央研究院等單位的教授學者。
ICSV22研討會開幕式在2015年7月13日上午9點舉行，由大會主席Eleonora Carletti以及Sergio Luzzi教授共同主持，除了致歡迎詞外，也報告此次研討會籌備情形，有分為peer-reviewed referee paper (R)以及沒有審查的一般論文，本人的論文係經過論文審查的(R)論文。
大會開幕式也不免俗，邀請多位人士致詞，首先由大會主席Eleonora Carletti宣讀義大利國會議員Senator, Rosa Maria Di Giorgi的書面致詞，其中提到：研究是驅動國家與國際發展的重要因素，這應該是每個國家都有的共同認知。
依序邀請當地佛羅倫斯市的代表、IIAV榮譽主席Malcolm Crocker教授、學會理事長Len Gelman、義大利聲學學會理事長Luigi Maffei、歐洲聲學學會(European Acoustics Association, EAA)代表Antonio Perez-Lopez、Joachim Scheuren, President of the International Institute of Noise Control Engineering (I-INCE)，相繼致詞。其中，IIAV榮譽主席Malcolm Crocker教授還對ICSV以及IIAV這二十多年來的發展做一個回顧，並展示歷次的老照片，個人也很榮幸參與接近一半的一年一度研討會，同時也是IIAV學會的正式會員。
大會也精心安排六個場次的專題演講(Keynote Speech)，分別如下：
- Acoustics of Italian Opera Houses: A Cultural Heritage, by Roberto Pompoli
- Room Acoustics Effects on Speech Comprehension of English-as-Second- Language Talkers and Listeners versus Native-English-Speaking Talkers and Listeners, by Lily Wang
- Recent Developments of BEM and FEM and Their Application to Real Life Acoustic Problems, by Otto von Estorff
- Porous Material Characterization via Acoustical Methods, Kirill Horoshenkov
- Modeling and Monitoring the Effects of Environmental Sound in Private and Public Space, by Dick Botteldooren
- Experiencing Noise-Reducing Pavements (On the Interaction of Acoustics, Road Construction, Psychology, Legislation and Policy), by Wim van Keulen
- Sound Focusing and its Practical Applications, by Semyiung Wang
本年度研討會，依照往例也是有廠商展示，特別的是還安排有一些廠商的Workshop，相當於是給予廠商在現場和與會者互動的研討機會，可能是有不同等級的付費，除了展示攤位能和參加會議人員互動外，又多了一個實際的交流方式。
二、 與會心得
ICSV研討會可以說是振動噪音領域最重要的學術研討會之一，本年度參加ICSV的與會人士打破以往的紀錄，一般都是6~700篇論文，今年一舉超過1250的摘要投稿，最後定稿達到900多篇論文，算是歷屆以來最多的一屆。
在此次會議有許多新的體驗分述如下：
1. 報到作業：
這次研討會據悉有超過900多篇論文發表，共有1,100多人預先註冊，到達會場，根據個人的姓氏，不到一分鐘，就很快速即刻完成了報到作業，一開始對行政團隊服務效率，就有好感。
2. 繳費收據證明：
雖然大會已經在網頁上，有了很貼心的服務，電子收據(electronic invoice)都已經自動建置在每個人的專屬帳號，但是在國內的會計制度，非得要有如主辦單位的正式蓋章或簽名的正本，才能辦理經費核銷，雖然這是個人的額外需求，不過，主辦單位很貼心在告知需求後，找到個人資料，大約5分鐘內，就取得了彩色列印收據及承辦人員的簽章。過程中，看到主辦單位建置的資訊系統，似乎都已經考慮這樣的狀況需求。其實，ICSV在網頁上的資訊服務，做得相當貼心，包括接受發表論文信件、邀請出席會議的簽證信函、繳費收據等，都是個人化的客制化服務，這些看似簡單的作業，不僅可以大大減少行政人員的負擔，也對所有與會人員有很大的方便性。不過另一方面的思考，我國的會計制度凡有文件都要正本，真的有需要這樣僵化的、不便民的措施嗎？唯一理由，大概就是人性本惡的立法精神，殊不知國外都以信任原則為出發點。
3. 會議資料袋：
雖然來會議前，已經有了議程安排，為了再次確認個人論文發表報告的場次，因此，拿到資料袋後立即檢視。除了論文摘要集，其中包括了議程、場地、時間等，可以說是很有人性化的考量，是從使用者的角度，在規劃大會手冊的內容。資料袋也貼心準備了佛羅倫斯當地的地圖、義大利人文介紹、當地藝文活動等各項資訊，都是由【使用者角度】所準備的資訊，雖然是一份會議資料袋，就可以看出主辦單位的精心規劃與安排，當然也有置入性行銷義大利風情。
4. 大會開幕儀式：
本屆大會的場地與一般的演藝場地相似，個人覺得特別的是，舞台上有一個超大螢幕的即時影像，另外有一個小螢幕同步介紹目前進行的活動內容，如致詞人的單位姓名等，雖然流程上，有一點點隨興，不過在硬體設備以及軟體適當規劃的配合下，整個開幕儀式讓人耳目一新。
5. 頒發榮譽會士：
近年IIAV學會開始每年頒發一位榮譽會士，今年度頒給義大利學者Roberto Pompoli，隨後並由Roberto Pompoli來一場專題演講：Acoustics of Italian Opera Houses: A Cultural Heritage。這場演講除了在建築聲學的學術面向發展介紹，個人看到的是義大利重視其歌劇院建築，不僅由人文角度保存歌劇院的歷史傳承，更藉由科學工程技術的研究發揚出建築聲學的科技發展。
6. 論文發表的時間控制方式：
本屆會議的所有發表論文，大會都一律採用power point格式，並且必須在論文發表前進行上載檔案，都有專人的服務與協助。在各場次的發表論文時，該場次時間到了以後，就會出現該場次的所講員及講題與論文編號等資訊[如照片(13)]。檔案會自動開啟撥放，再由報告人自行控制換頁，螢幕上隨時有剩餘時間的提醒，報告結束前，兩分鐘也會自動發出聲響，Q&A時間一到就自動結束撥放，並切換到場次表，同時撥放更換場次的音樂，約莫2分鐘給與會者可以換場次聽演講。這樣的設計安排，確實可以實實在在地掌握各場次、各個論文發表的時間嚴密控制，讓與會者能透過機制性的做法達到互相尊重的效果。
7. 音樂表演：
每一屆辦理ICSV研討會的國家及其主辦單位都會費盡心思安排表演活動，今年義大利就以音樂表演為主軸，著實顯示出了義大利這個國家的特色，音樂會的演出可以說是本次大會的主要特色之一。在開幕儀式之後，就安排一場高水準的五重唱[如照片(12)]，主題就是，Birth of Opera；在第一天的歡迎晚會，也有小樂團表演；在第三天的晚宴，更安排了三名男高音的演唱會，都是經典的耳熟能詳的義大利樂曲。
8. 專題演講者及主題特色：
keynote 演講的安排，也可看出主辦單位的精心設計，每天的上下午場次，在一般口頭論文發表前，都至少一場專題演講。
9. 樂器聲學領域：
本報告人近年研究的重點之一，在打擊樂器的設計分析與新型打擊樂器的發展，所以特別注意樂器聲學的發展。今年度樂器相關論文有多篇，印象深刻的是一篇以葡萄牙典型的十二弦吉他振動與聲音探討，最令人驚豔，從完整的弦線非線性振動理論推衍並發展出3D動畫模擬，包括時間域分析與頻率域探討，從吉他弦、結構邊界、到音箱結構、到周邊的音場分析，所有結構的振動、聲振耦合、聲場分析都考慮到了，這也我們振動噪音實驗室的發展目標，目前已經充分掌握了各類型打擊樂器的結構振動特性以及對應的發聲機制；在分析與實驗方法上都能充分掌握，並且發展落實了結構最佳化設計方法於打擊樂器的應用；針對簡諧倍頻音的打擊樂器發展更是已有4種此類型的新穎打擊樂器，並也有獲得專利或申請專利中；目前發展中的技術，包括：結構空氣的聲振耦合分析技術，結合心理聲學領域的樂器聲音品質探討；最後，希望能夠發展出具有價值的產品化、能有市場導向的商品化打擊樂器組。
三、 發表論文全文或摘要
Preliminary Study of Hollow Pipe with an Undercut as Percussion Instrument
英文摘要：
This work investigates the possibility of using steel hollow pipe with an undercut to make a new type of percussion instrument. From traditional bamboo percussion instruments found in Taiwan or elsewhere, the bamboo geometry is a hollow tube structure generally with the undercut. This work formulates a basic geometry model with specific dimension variables for the hollow pipe with an undercut in the middle. A stainless steel pipe is first chosen to identify its materials properties and used to manufacture the special pipe percussion instrument. A trial study on determining the dimension of the pipe and its undercut is performed to obtain the initial pipe geometry design, in particular for Note A5 with the pitch frequency 880 Hz. Both theoretical modal analysis (TMA) and experimental modal analysis (EMA) are conducted on the pipe, respectively. The obtained structural modal parameters reveal very good agreement between experiments and analysis. The percussion sound of the pipe with the undercut is also studied by spectral analysis. Results show the fundamental frequency of the pipe matches the pitch frequency of Note A5 very well. There are several overtone frequencies over the fundamental frequency having integer ratios. This is known as harmonic sound characteristic that makes the percussion sound of the pipe in harmony and pleasant-ness. The optimum design for different pitch frequencies of musical notes can be developed accordingly base on the geometry model and under investigation to design a new type of percussion instrument for the hollow pipe with undercut.
具底切中空圓管打擊樂器的先期研究
中文摘要：
本文探討鋼製的具有底切的中空圓管，使成為一個新類型的打擊樂器的可能性。在台灣或可能在其他地方有發現傳統的竹敲擊樂器，竹幾何形狀一般是中空的管結構的挖空底切構造。本文發展一個中空圓管具有底切的幾何模型架構，首先選擇一不銹鋼管進行測試求得其材料機械性質，以能進一步據以製作管型打擊樂器。一個案例探討，特別是針對音階A5的基音頻率為880Hz，求得具底切中空圓管的具體幾何尺寸，使具有此基音頻率特性，分別由理論模態分析(TMA)以及實驗模態分析(EMA)，可求得此結構的模態參數可發現分析與實驗數據有良好的對應。此具底切的中空圓管的打擊聲音也進行分析其結構的第一個模態自然頻率與A5音階的基礎頻率相吻合，而且結構糕模態的自然頻率，也具有倍頻音的泛音特性，此稱為簡諧倍頻音，可以使得打擊樂器有較和諧及愉悅的聲音感受。不同音階的最佳化設計，則可根據本文發展的方法，據以完成其設計達成一組打擊樂器的設計與製作。
論文發表中，由於呈現了完成設計分析的成品製作，以及對應振動模態振型動畫，可以充分了解此具底切的中空圓管之設計理念與方法，引發多位在場學者的提問討論。
有一學者問到，如何執行最佳化分析？事實上，我們實驗室採用ANSYS軟體內定的最佳化模組，先使用RANDOM選項，取得較佳的設計變數初始值，再以SUBP選項進行最佳化分析。
另外，也有人建議在模態振型的分析與實驗結果比較，可以加入MAC，比觀看振型更有效率？確實，如能引用Modal Assurance Criterion (MAC)於振型的比較，是比較好的方式，在此主要是因為圓柱形結構，需要做特殊後處理，而沒有進行。也有問到進行EMA時，如何設定實驗的量測點規劃？基本理念就是在圓周方向以及管的軸向均需要有適當的點數。
本文所設計製作的具底切中空圓管打擊樂器，確實有相當潛力可以發展成為商品化的打擊樂器，未來還需要克服加工誤差及形狀精度控制。
四、 建議
雖然已經連續參加多年的ICSV會議，也認識許多IIAV學會成員，當然也是因為個人已經是IIAV會員。在國際研討會上，猶如在國際競爭，看得還是實力！每次參加國際會議最大的感概，就是大團隊與小團隊之別，以本人帶領的振動噪音實驗室來說，雖然多數人知道有一定的研究能量，但是，都會很訝異，我們沒有博士班，只是靠著碩士生與大學部專題生，是由老師帶領大家進行研究。
再者，每個國家都有熟知著名的大學，以鄰近的韓國如KAIST就是快速竄起來的新興知名大學，與韓國學者聊下來，感受的就是政府的魄力，At the right time, put the right money on the right place with the right strategy。
本次會議來自台灣的論文篇數，大約十來篇，都是個別而來，顯然都是單打獨鬥型，在以國家團隊上來說，就常有小巫見大巫的現象，如何將國內已有的振動噪音基礎在擴大化，也是個人常思考的問題。基於種種現象，個人提出一些看法與對應策略及作法：
1. 人才面向：
以台灣學術界、法人研究單位從事與振動噪音相關的人員相當多，在產業應用、技術面向卻是有相當多的領域，雖然有關振動與噪音的基礎科學相近，不過在應用面上，卻有截然上的差異。
2. 政府各部會：
(1) 環保署：
掌管環保議題，由環保署管轄的環境噪音已有對應的噪音管制法及管制標準的立法，現階段國內尚未有振動管制法及管制標準的立法，不過，在環境議題中的噪音，雖然有立法也受到相當程度的重視，但是在環工領域中，噪音技術是個弱勢的領域，連帶著噪音振動人才的培育，尚有很大的改善空間。另外，也可以擴大如土木、機械人才的加入。
(2) 勞動部：
主要議題在維護勞工的健康安全與衛生，也有相關的勞工衛生設施規則等立法，但是在企業主還沒有落實的理念狀況下，推動的工作，還是冰山一角而已，除了可加強國人在振動噪音的科普知識外，也需要強化相關法制的落實。各個工程科系學生對有關勞工振動噪音相關的衛生議題教育，有必要由根做起。另外，職訓局以及職訓中心也需要與時俱進，有必要將振動噪音議題，加入職業訓練證照的發展。
(3) 營建署：
比較著重在建築法規，與振動噪音相關的是隔音隔震的建築結構，相關的大學科系包括建築與土木，但是有關振動噪音的基礎教育，卻也是冷門的一環。
(4) 經濟部：
個人認為與振動噪音相關至少與工業局、標準局相關，如果再以台灣外貿為導向的產品特性，又與國貿局相關。以個人熟悉的機械產品產業，簡單說哪一種機器、機構沒有振動，從天上飛的、地上走的、海上、海下等，到每個人身上都有的手機等3C產品、家庭中的家電用品，無一都和振動與聲音相關。學校的機械及電機等相關科系，在振動噪音鮮少為必修課程，更少有進階的工程實務教學。
(5) 科技部：
為國家基礎研究與應用技術發展的搖籃，就如同本次大會由義大利國會議員提到：研究是驅動國家與國際發展的重要因素。台灣在科技發展的規劃，其實落於所謂產業的泥沼，多以產業聚落、產業需求為發展，實際上，如ICT技術是所有產業都需要的重點技術，物流、大數據、甚至工業4.0等概念，不只是對特定產業，而是適用在所有的產業，其中，振動噪音的分析與實驗技術，則是科技產品發展的基礎之一。
(6) 教育部：
當然是掌管教育的最高指導單位，教育經費的偏重高教體系而輕技職，另一個效應則是重學術輕產學，其實學術發展與產學合作是可以併行與相輔相成，以振動噪音為例，絕對需要理論的學術基礎為後盾，才能開拓符合產業需求的產學合作。
(7) 跨部會的合作：
這是個長久以來，個人觀察到沒有確實做得很好的議題，很可能是策略面的規畫不足，常常著重在工作事務面向，另一方面，KPI的迷失，恐怕也是各部會合作中，只為了看KPI，而忘了合作初衷吧！
3. 振動噪音技術生根，必須由教育著手：
振動噪音的需求性幾乎是各個產業都會用到，但是由於科普教育的不足，社會大眾普遍不了解振動噪音，一般工業界的工程師、甚至技術主管在大學以及各級教育都鮮少有正規與系統化的教育薰陶，大部分來自在職訓練，如何深根振動噪音的科普教育、社會教育、專業基礎教育、工程實務教育，確實有必要由各個層級，如前述各政府部會的角度整合推動之。
4. 由基礎技術發展自主的儀器設備：
台灣的頂尖大學其實似乎在競爭購買頂尖設備，所做的研究也是由頂尖設備之成果，在此並不在置啄這樣的作法，但是需要省思的是，台灣的設備自主能力呢？我們能有製造頂尖設備的能力嗎？這次會議碰到了來自中國的一家儀器廠商，自創品牌在推展振動噪音量測儀器，反觀我國呢？在此面向的發展成果堪憂，不僅僅在振動噪音領域，這恐怕是整體制度面、策略面上需要深思的議題。
5. 臺灣樂器產業之發展省思：
由此次IIAV榮譽會士Roberto Pompoli有關義大利歌劇院的專題演講，引發了對台灣本土化音場環境的思考，例如：廟宇、夜市。又由葡萄牙12弦吉他的研究，也引發對台灣本土化之樂器調查研究，與台灣文化應能結合創造其文化面之價值。屏科大著重在打擊樂器發展，應可再將已有專利與技術，進行下一階段產業化/商品化的推動。台灣樂器產業可以有再深入的產業調查，以能盤整樂器產業產值，人力技術發展需求。從歐盟等國家的樂器研究發展，可以感受到的是，文化、產業、藝術、美學等人類生活福祉的理念，以能支持研究經費才能帶動各種樂器的研發，此點值得台灣的借鏡與省思。
本人自2014年2月起執行科技部小聯盟計畫，推動【振動噪音產學技術聯盟】擔任聯盟主席。另外，自2014年8月起也接任我國【振動與噪音工程學會】理事長，學會是社團法人的學術性組織，聯盟是任務導向獲得科技部補助的計畫，個人希望聯盟在科技部補助期間，能夠：(1)建立自給自足的能力，(2)發揮在振動噪音領域的影響力，(3)成為產官學研各界對於振動噪音需求的窗口。
擔任學會理事長而言，其實也可以有同樣的目標，只是扮演的角色與定位略有不同，畢竟推動這樣的工作，需要也期許能夠獲得各界的認同與支持：
(1) 個人的理念在：【國家認同、社會需求、產業需要、大學支持】。
(2) 希望能由【個人】的熱情奉獻、【振動噪音實驗室】的動員執行、【聯盟夥伴】的支持協助、【企業】的認同需求，促成【社會】的福祉及【國家】的發展。
(3) 【教育生根】在大有，【互利共生】也是大有的精神。
五、 攜回資料名稱及內容
1. 2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV 22)論文光碟。
2. 2015年第22屆聲音與振動國際研討會(ICSV 22)大會手冊及摘要集。
六、 其他
(1) ICSV22 大會的LOGO
(2) 王栢村教授在ICSV22 會場報到區門口留影
(3) 參加ICSV22研討會的名牌
(4) ICSV22資料袋
(5) ICSV22大會手冊及論文摘要集
(6) ICSV22大會主場館，開幕式、論文發表、廠商參展
(7) 王栢村教授於ICSV22大會開幕式會場留影
(8) ICSV22大會開幕式會場
(9) IIAV國際聲學與振動學會頒發榮譽會士授予Roberto Pompoli(左2)，由Malcolm Crocker 榮譽主席(左1)，Len Gelman, President of IIAV(右2)代表頒贈
(10) Len Gelman, President of IIAV開幕式致詞
(11) ICSV22共同主席，Co-chair, Sergio Luzzi，介紹大會會場
(12) ICSV22開幕式中的五重唱表演，Birth of Opera
(13) ICSV22論文發表場次的螢幕時間表，此為自動撥放系統，依照場次時間自動撥放論文發表者的簡報檔案。王栢村教授發表論文再本場次第四篇
(14) 王栢村教授發表論文後，Q&A時間
(15) 論文發表結束後的論文發表證明，作者：Wang Bor-Tsuen & Chang Chia-Hao，完成peer-reviewed 編號：709，題目：Preliminary Study of Hollow Pipe with an Undercut as Percussion Instrument 【具底切中空圓管打擊樂器的初期研究】
從代工到品牌之路 山衛科技全方位的服務 
