緣起「就像一場夢一樣」，這是出國研究最真實的感受。身為一位博士班在職生，在本身忙碌工作之餘，尚需花費許多時間與精力來應付博士班的課業考試與論文壓力，因此出國研究這種念頭，在決定要留在國內攻讀博士之後，從來沒有在我腦袋出現過。而筆者的指導教授蔡克銓老師則持續鼓勵筆者去申請國科會補助博士生赴國外研究計畫（亦稱為千里馬計畫），但考慮本身已經結婚成家，離開台灣對家庭的衝擊不小，再加上出國勢必會影響到畢業的時程，因此當時對於出國的意願並不強烈。但就在恩師不斷地鼓勵與分享國外研究的體驗後，慢慢地我開始思索著赴國外研究的可能性，一方面可以認識許多國外的學者，另一方面亦可以體驗國外的學術環境與生活模式。因此筆者在2011年7月申請了千里馬計畫，並於同年11月得知該計畫順利通過。正當在準備出國的相關行政程序時，卻傳來了原本有意願接洽的國外教授突然決定要退休了，在與指導老師洽談之後，我們認為伊利諾大學香檳分校土木與環境工程學系（Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign）的Dr. Billie F. Spencer Jr. 是一個不錯的選擇。Spencer教授的研究專長非常的廣泛，包含智慧型結構、結構健康診斷與監測、結構主動與半主動控制、訊號處理與分析及即時複合試驗等，由於筆者的博士論文為發展即時複合試驗之技術，與Spencer教授專長相符，再加上Spencer教授曾表示對於筆者的研究相當有興趣，於是最後決定進入Spencer教授的團隊進行學術交流。 學術交流伊利諾大學香檳分校伊利諾大學香檳分校（以下簡稱UIUC），位於伊利諾州（Illinois）的厄巴納（Urbana）及香檳市（Champaign），校園佔地約1,470英畝，為全美最優秀的理工大學之一，其中土木工程學系常常排名全美第一，與台灣大學一樣是一所歷史悠久且優良的綜合大學。校園四周被玉米田所包圍，生活較為單純，校園公車系統（CUMTD）相當便捷，學生可以同時體驗到城市和田園生活。此外，在將近一萬人的研究生中，有將近一半的研究生來自全球100多個不同的國家，校園本身就是一個小型聯合國，筆者在訪問期間充分地感受到各國不同文化帶來的衝擊。值得一提的是，台灣留學生人數約在400人左右。
校園最有代表性的地標，就是象徵通往大學與智慧之路的Alma Mater雕像，她於1929年完成，歷經了數十個年代，表面已經破舊不堪，因此在2012年8月7日吊離UIUC校園進廠保養維修，預計於2013年5月返回校園。筆者很幸運地能在報到當日目睹最原味的Alma Mater，而在報到之後隔日，她就暫時消失在UIUC的校園，直到筆者返台時都未能有機會再見她一面。
UIUC土木系實驗室名為 Newmark Civil Engineering Laboratory，為了紀念一位傑出校友Nathan M. Newmark教授所設立。相信一定有人覺得這個名字很耳熟，沒錯，在結構動力學上學到的Newmark積分法，就是這位教授所發展出來的。即使在21世紀的現在，許多結構動力分析軟體仍在使用該積分法，就可以知道Newmark教授的成就是多麼偉大。在進入實驗室的第一印象，感覺到實驗室雖然不大，進行的實驗也不多，但環境卻很乾淨整齊，最重要的是實驗室居然還有空調，在悶熱的夏天或酷寒的冬天都可以在舒適的環境下進行實驗，這點真的很值得國內實驗室借鏡。
研究內容筆者的博士研究主軸為即時複合試驗（real-time hybrid simulation）之研究。複合試驗是一種混合數值模擬與實體結構試驗之試驗方法，其中受測試體，通常為無法以數學模型準確模擬其行為之實尺寸構件。在複合試驗中，結構的慣性力與阻尼力以數值模型模擬，試體的恢復力則由試體反應量測而得。而即時複合試驗是更挑戰的實驗方法，試體在即時的狀態下運動，在數值模型取得試體反應後即運算出下一個步階位移，並驅動致動器施加目標位移於試體上，反覆進行至試驗結束。此方法可真實反應速度相依性構件在全結構下的真實受震行為。然而油壓致動器系統的時間延遲、試體與數值模型傳遞資料所需的時間，以及數值方法的運算速度與收斂性能等，皆為影響試驗結果的正確性，亦為相關研究人員極欲解決的問題。 在筆者前往UIUC之前，大部分的研究已在國內完成，並已刊登於國際期刊上，因此Spencer教授建議筆者，在美國的研究可以試著將他們的方法與筆者的方法相結合，探討結合的結果是否具備更佳的試驗性能。這裡需要一提的是，在美國實驗室進行試驗所眥不斐，Spencer教授願意讓像筆者這樣的訪問學者在該實驗室進行試驗，筆者感到十分的驚喜與感激。因此，在短暫七個月的訪問期間，筆者就在這樣親切與自由的Spencer團隊中，投了兩篇國際期刊，這樣的研究效率是在台灣始料未及的。
訓練與交流Spencer教授的研究團隊主要分為兩組：Sensor組與Control組，筆者自然是歸類在Control組。每組一週至少會meeting一次，每個成員都要報告這禮拜的研究進度，報告內容包括三大部份：上週研究所遇到的問題、本週如何解決此問題，以及下週預計的研究進度。報告完畢之後其他組員或Spencer教授會給許多意見。報告者當下所遇到的問題，在腦力激盪之下大部分都會出現可能的解決方法。此外，同一團隊的組員也可藉此機會，彼此了解並交換所進行的研究心得，對於筆者來說，是個很棒的經歷與體驗。 除了研究之外，筆者亦旁聽了三門課程：結構動力學一、結構動力學二，與電機系開設的系統控制。結構動力學是結構組學生最熟悉不過的一門學問，筆者原本並不抱持著太大的期待去旁聽，但後來發現該門課大部分是以頻率域的角度來解析結構行為，這與筆者博士研究的方向是一致的，因此筆者感到十分熟悉與興奮。此外，該門課除了手寫的作業外，尚有三到四次的Special Problem，每次的題目都是生活中可能遇到的問題。筆者印象最深的題目就是推導一個天車的動力方程式，然後將其線性化後轉成狀態空間，最後以MATLAB/SIMULINK 模擬其行為。由於筆者不是UIUC的學生，因此是沒有學分可以拿的，但筆者還是很認真地完成每一次的作業，這也讓筆者感到十分充實且有成就感。 每一年二月，UIUC土木系的三位老師會共同舉辦一個研討會，稱為 EKS Retreat，此名稱取自三位老師姓氏的第一個字母。該研討會為期兩天，三位老師研究團隊的每一個人，皆需要將自己的研究成果與所有人分享，無論是以口頭報告或是海報的形式展示。如前述所說，UIUC國際學生非常的多，因此簡單地說，EKS Retreat就是一個小型的國際研討會。筆者因為是訪問的身分，按照規定僅需製作海報即可，但筆者心中秉持著為國爭光的理念，無論在製作海報或是會場與來賓答辯，都很盡心盡力去完成。因此，最後幸運地被評選為最佳海報報告者之一。筆者認為這樣的活動，除了可以拉近不同研究團隊的距離，更提供了一個機會讓學生訓練其表達與簡報的能力。或許我們系上的老師在哪一天也可以舉辦這樣的活動，相信會是學生一輩子難忘的回憶。
美國生活住家環境筆者因為是中途改變計畫轉赴UIUC訪問，因此在決定的當下，學校附近的房子大部分都已經出租了。此外，由於國科會核定給筆者的經費僅有七個月，大部分美國房子的租期是一年，因此像筆者這樣的情形是很不容易找到房子的。很感謝地震中心林祖榕博士與陳俊仲博士的建議，終於在校園邊陲的學校宿舍，找到一間不附家具的二房房型，又很幸運地在出發前聯繫上一位即將返國的台灣留學生，並接收他所有的家具與電器，一個人就這樣住在諾大的房子內，開始經歷美國生活。值得一提的是，筆者居住的學校宿舍Orchard Downs，是專門提供給短期訪問學者以及成家的研究生居住，筆者在這裡也認識了很多台灣來的夫妻，對他們來說，夫妻二人一同在美國打拼的經歷，相信一定是一輩子珍藏的回憶。
三餐飲食在台灣從來沒有下過廚的我，在美國遇到的第一個問題就是食物。雖然早就知道美國的人力很貴，因此廚師把食材轉變成食物時，人力的費用是會反應在食物上的。在美國為了省錢，除了偶而與朋友聚會外，筆者就是強迫自己努力做出一些堪吃的食物。雖然自己動手做的食物不一定好吃，但請務必確保食物一定要乾淨，因為在美國看病很貴，要是身體因此吃出甚麼病來，那下場是十分淒慘的。跟朋友聚會時，校園內有各式各樣不同國家的食物可供選擇，每餐的價位約落在7到10美元左右，其實也不算太貴，但因為補助的經費有限，如果餐餐都吃外面，生活費很快就會用罄的。
自助旅行由於訪問美國期間僅有短短七個月，再加上校園內公共汽車網絡十分發達，筆者並沒有購買汽車代步。UIUC與租車公司有簽合約，只要是UIUC的相關人員，包括教職員、學生，以及訪問學者，皆可用較優惠的價格租賃汽車，而且出租的汽車年份新，又不用自費保養，所以只要一有連續假日，筆者就會租車前往附近的景點自助旅行。UIUC附近主要的三個城市有：芝加哥（Chicago）、聖路易（St. Louis）和印第安納波里（Indianapolis），最多三個小時的車程一定會抵達。筆者趁著感恩節以及聖誕節這種連續假日，陸續前往這些大城市觀光旅遊。 芝加哥是美國僅次於紐約市和洛杉磯的第三大城，市區內有許多美麗的現代建築，以及豐富的公園及博物館可供參觀，全美最高的大樓Willis Tower即座落在芝加哥，其他如千囍公園與菲爾德博物館等，都是旅遊的好去處；聖路易則位於密蘇里州，著名的景點為聖路易大拱門（Gateway Arch），拱門象徵著聖路易是美國往西部拓荒的門戶；印第安納波里位於印第安納州，是最適宜步行的城市，有許多的賣場跟博物館可以參觀。值得一提的是，在美國訂飯店可以上網競標，如果策略運用成功，可以用便宜到無法置信的價格標到位於鬧區四星級的飯店，而且房型並不會因此而較差。
除了以上三大城之外，伊利諾州的州議會所在地春田市（Springfield）也是值得一去的地方，因為美國著名的總統林肯，在擔任伊利諾州議員時，便在那兒住了一段時間。現在以林肯故居為中心，周圍的四個路口皆保留了街道和所有房子的原貌，喜歡歷史的同學，一定要前往這裡一遊。
溫暖台灣在中秋節前夕，這個容易引起鄉愁的節日裡，台灣大學副校長率領土木系謝尚賢教授等人，抵達UIUC慰問鼓勵台灣大學的校友們，總共有超過40位以上的同學出席晚宴。從台大而來的溫暖，對於遠在國外研究的筆者而言，就像是寒冬中的暖爐那樣溫暖。此外，由一群台灣留學生組成的UIUC台灣同學會（Taiwanese Students Association，簡稱TSA），協助提供台灣留學生寶貴的經驗和訊息。筆者在國外研究期間，亦認識許多來自台灣的朋友，彼此之間的關係像個大家庭一樣，在求學過程中互相扶持與勉勵。 TSA在學期中常會舉辦一些活動，例如玉米迷宮、中秋烤肉，以及歲末尾牙等，當一群充滿活力的台灣同學聚在一起時，總是可以玩得十分刺激與盡興，也為緊湊的研究生活帶來一些樂趣。
心得與建議首先要感謝國科會給了筆者機會，補助出國研究七個月的經費。千里馬計畫行之有年，成就了許多出國築夢的同學。筆者於國外研究期間，深深了解要在七個月的時間內執行一個研究計畫，除了自己一定要全力以赴外，也需要一點運氣才能完成。因此，雖然大部分的時間筆者都在實驗室中做研究，沒有太多的時間至美國各地旅遊，但也因此得到了國外教授的讚賞，並為將來合作的關係鋪上了一條美好的道路。 出國一趟之後，筆者可以拍胸脯自信地說，台灣所培育出來的人材，絕對不比其他的國家遜色。但筆者也了解到，政府財政拮据，對於學術研究經費常常無法足額補助，以至於有許多像筆者一樣只申請到不到一年經費的學生，即使有意願多做一些研究，礙於生活現實，也得摸摸鼻子返回台灣，實在非常可惜。然而在此同時，筆者身邊有許多從中國大陸來的訪問學生，他們的經費最少補助一年，有些甚至於可以拿到兩年的經費，他們的政府願意花錢培育國際的人材，相較之下，對於表現並不比他們差的台灣同學們，真是情何以堪。 因此筆者建議，千里馬計畫執行的期間最少應該要一年，一年內能夠完成的事情很多，在學業上能夠經過兩個完整的學期，在研究上也能有更多的著墨與產出。筆者也鼓勵尚在國內攻讀博士的學弟學妹們，盡可能去申請出國研究的相關計畫，例如教育部的學海築夢或是國科會的千里馬計畫，好好地體驗國外的學術環境與生活，並與當地的教授建立關係，對於爾後無論是學術上或是生活上，一定會有莫大的幫助。
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