曾宇鳳 教授

請問教授實驗室的研究領域是甚麼?

  我們的研究領域就是所謂的分子計算,主要分兩大組別,第一個是電腦輔助藥物設計,另一個是代謝體學。電腦輔助藥物設計所用到的技術是非常跨領域的,物理化學、生物化學到生物資訊、化學資訊學的領域匯整起來,利用演算法和機器學習的技術,來解決平常做藥物設計的問題。
  我們實驗室在過去六、七年當中有相當多的產出,包含兩家新創公司。代謝體這邊的話,傳統的質譜儀無法做血液尿液這種分析。我們靠一些演算法將混合物的訊號拆成單一的訊號。後面接的就是生物資訊學的生物網路脈絡分析,藉由這個我們可以早日診斷並找出藥物的標的。

藥物分析是有點像蛋白質序列分析之類的嗎?

  不是,我們是真的下去設計藥物。

那具體來說資訊要怎麼幫助藥物的設計呢?

  我們是直接設計分子的結構,蛋白質、小分子的結構。這裡頭用到相當多圖論、deep learning、machine learning 相關的技術來做設計跟解析。

跟之前 DeepBlue 推出的 AlphaFold 模型有點類似嗎?

  AlphaFold 只是在解決有一個蛋白質序列如何得出他的立體構型,就這件事到真的能做藥還非常的遠。他那個部分只能夠算 deep learning 在序列上的分析,但我們是真的有做藥,我們實驗室利用這些技術已經有一顆藥快要到臨床實驗了,去年也有一顆藥拿到去年亞洲設計大獎唯一的新創獎,擊敗了市場上所有新藥公司。

老師據我所知目前資工系有在做生物資訊的老師應該沒有很多吧?

  生醫電資所好像有三、四個老師在做,趙坤茂老師、歐陽彥正老師還有我,其他老師做的好像比較少。

請問老師實驗室每年大概會收多少專題生?

  多的話8~10個,少的話也有2、3個。

請問教授會指定研究主題嗎?或者是會讓專題生自行指定?

  通常會跟學生先談,如果學生有很好的想法,會放手讓學生做。畢竟是大學部,其實大學部本來就應該做一些 crazy idea。但如果學生是想試試這個領域的話,我們會幫他想一些比較小的題目,有時候是一人一組,有時候是兩人一組,看學生的狀況。指派題目後,會讓實驗室的高年級學生來帶,畢竟我們這一行進入門檻較高。

請問待在教授實驗室的大學部學生一周大約得花多少時間在專題研究上?

  每個人不一樣,我沒有任何個人的期待。但我們學生大概分成兩個極端,絕大多數的動機非常強,其實也沒有問他們花多少時間,但他們很有興趣就會一直做。也有一些學生比較被動。像今年的十個專題生,我相信都是很主動那種。

請問老師希望專題生進實驗室之前具備怎樣的能力和特質呢?

  我覺得要對臨床跟治療有興趣。因為我們做的東西很接近醫療,已經不是做理論,跑跑演算法、拿資料做模型,我們做的每樣東西都跟現在的醫療診斷、治療有關。對這些東西的好奇心我覺得是最重要的。

老師您會希望專題生有自主進行研究的能力嗎?比如自己讀 paper 或 trace open source 的原始碼?

  我們通常會給提示。這個領域的競爭非常激烈,我們希望的是資工的方法能贏過傳統研究的方法,其實不容易做。所以我們通常會跟學生講要找的方向,而學生必須努力去跟著線索走,我覺得學生最重要的是擁有 follow 線索的能力。

請問進入實驗室之後會為大學專題生安排怎麼樣的學習呢?像是報 paper 之類的。

  基本上是以被分到的計畫為主。計畫需要什麼,現在的進度,需要去看什麼,主要是希望計畫會有進展。

所以進入實驗室的專題生都會被分配至少一個計畫嗎?

  會。因為跨領域的學習跳進去學最快。最重要的是遇到問題去把該學會的學起來,比起把需要的知識準備好給他,更希望他能在實作的過程中自己學會應該要會的知識。但我們不會把學生放著讓他摸索,我們會告訴他缺的是甚麼,可以去哪裡學。

請問教授對於專題生有什麼樣的期望嗎?

  我的期望是可以看到每個人的進步,但每個人進步的幅度取決於他自己,跟我比較無關。有專題生一年做出幾乎一項專利,也有做出一篇 paper 的,就看每個人。其中大一、大二的專題生主要比較多是以前比奧林匹亞出身的,會主動進來,也有的是老師推薦進來的。像今年有一個化學系來的,是化奧出身的。

那像這樣外系的同學來修老師的專題也不排斥嗎?

  不會啊。通常我們實驗室出身不是資工系的學生,都是在原本的環境就會寫程式的,因自己的興趣去學。這其實也是一個很好的互相學習的機會,資工系的學生當然有一些程式、演算法的基礎知識,跟外系的學生也可以互相切磋。這樣資工的學生就會自然而然地暴露在醫學、化學的領域裡。

教授會建議資工系的學生什麼時候接觸專題呢?

  大二暑假是一個很好的時間。主要是大一、大二的課程相對較重,大一、大二的課修完之後學生也會比較了解自己適合的方向。比如說對於演算法比較沒興趣的人就不要去做這一塊,影像也是一個分支。可是其實這些都是很基本的概念,比如說在藥物設計的方面,合成完藥物,處理完動物測試,最終是要在臨床病人身上測試。所以我們和治療是相當地貼近,就和一般的生技藥廠沒什麼差別。做臨床實驗時,必須要觀察病人的反應,所以我們最近也做了利用影像來分析病人的步態、行走的能力、穩定度。
  這些就會用到很多圖片、影像相關的技術。學生可能對追蹤車牌辨識沒有興趣,但換了一個主題,用在偵測病人的反應,學生可能就會有興趣。醫學領域就是這樣,實際上就是跟著病人在走,病人缺什麼,有很多是資工的技術幫得上忙的。就算技術層面上是差不多的,換了一個主題,學生可能就比較有興趣。因為要考慮到的事情差異非常大,但對於要考慮的東西完全沒興趣的時候,做這些題目就會很無聊。

  多說一點,像是 AlphaFold ,其實我們有在試他的方法,目的是做在特殊的藥物受體上面。這個特殊的受體可能佔了醫院庫存藥的 60~70% ,傳統要做的時候,有傳統的方法。如何結合新的方法,讓這 60% 的藥物快速的擴展,這是個很有趣的題目。做醫療就是這樣,在做一個東西的時候,可以明確的知道這東西要拿來做什麼。但有一些純資工的實驗室可能就不是那麼清楚。我們實驗室應用端是非常清楚,所以比較不容易迷失方向。好處是可以嘗試各種所知的資工方法。

請問教授對於還沒非常了解自己興趣的同學在選擇實驗室有什麼建議?

  可以等一等。但其實做專題就像游泳一樣,站在岸邊看了幾百次效果還是一樣。最簡單的方式就是真的栽進去做。其實我們對專題生的要求也不會很多,所以他可以看一看,實驗室本來就有很多題目,一個不喜歡可以換一個或者換實驗室都是很 OK 的。不在大學部時這樣做,以後也很難有機會進行這樣的嘗試。除非是純理論,不然資工其實是應用科學,方向非常廣,不試怎麼知道?

那如果有同學成為專題生之後發現研究主題與自己興趣不合時,該怎麼辦呢?

  通常會先跟他談一談,要是他真的很沒興趣,也可以不要來。我們對專題生的要求真的很低。我的目的還是希望給予他們最大的彈性去嘗試各式各樣的東西。沒有做出來、不願意試或有一些理由,學生通常都不是因為做不下去而離開,通常是因為其他的理由,像是時間調配不來,或是家裡有事。

老師剛剛說對專題生的要求不會太多,那像是一些跟業界合作的專案或研究不會有進度上的壓力嗎?

  基本上,我不會把跟業界合作或有時效性的東西給專題生做。這也是為了避免專題生出什麼狀況,除非他想賺外快,我也非常確定他是有能力在時間內產出的,不然我們一般不願意讓專題生與業界接軌。因為這一行的門檻相當高,若專題生與業界這麼快與業界接軌可能需要面對業界很多的期待,因為業界對資工的學生充滿了想像力,就像萬靈丹,好像找一個資工的學生就可以把問題解決,即使那個問題並不簡單,這樣對學生不太好。一般專題生接到的通常是小專案或研究題目,不會與業界接軌,像是藥物的設計要到臨床那是更不可能,那個所需要的時間太多了。

若專題生已經加入別的實驗室,可以再跟教授做專題嗎?

  我們甚至還有碩班來做兩個題目的,還活得蠻好的。通常會願意做這種事的學生學習動機都很強,能力也很強。

老師在帶專題的過程中有沒有什麼趣事想跟系上的同學分享?

  像剛剛說到那個碩班的學生,現在已經是助理教授了。他當初加實驗室的動機是因為他女朋友,他是電機系的,但他女朋友是化學系的。我們有很多這種學生,女朋友是醫學系的,很多。也有學生專題的動機是家人生病的,這其實很正常。也有那種成績很好進資工,但家裡全部都是醫生,唸一唸又想回到醫療領域的。
  我們實驗室還蠻有趣的,一對一對出去的還不少。兩年前去開會,一個學生出國唸完 PhD,剛好和另一個學生在同一個會議上,在顧壁報的時候,那個學生就跟我說他背包裡有求婚戒指,然後他們就真的結婚了。他們兩個一個是碩班進來的,一個是專題進來的,project 都做得很好,兩個都在我實驗室唸完碩班去國外唸 PhD。我剛好就有見證到他們求婚的關鍵時刻。說真的我們實驗室修成正果的不少。

  我們真的遇過非常優秀的專題生,剛剛被求婚的是一個,他大四來修專題,碩一上就有一篇論文跟一個專利,但是他剛進來什麼都不會,也是一直問來問去把該學的補起來。之前也有一個大四來做專題,碩班好像一個學期就把論文寫完了,現在在 CMU 唸 PhD。專題生跑得快的其實很多,也有人是慢慢來試方向的,就是每個人成長的速度不一,當然我會對跑得快的特別印象深刻。也有人專題做得很爛,碩班也考不進來,去業界繞了一圈後回來唸博班順便接手實驗室出去的一家公司。所以哪個時期唸的好其實不是很重要。