Hack 4 Sages

HACK-4-SAGES 天體生物學數位雙生國際黑客松

瑞士 ETH Zürich 蘇黎世聯邦理工學院

臺灣初賽共同主辦單位與參賽學校

HACK-4-SAGES 由瑞士名校 ETH Zürich 蘇黎世聯邦理工學院發起的創新黑客松,聚焦於「天體生物學(Astrobiology)」與「數位雙生(Digital Twins)」的跨域結合,邀集來自天文、行星科學、生物、資訊與工程等不同背景的參與者,運用資料建模、模擬與系統思維,建立可反映真實或假設天體環境的數位模型,探索宇宙中生命的起源、演化與存在條件

參賽團隊將針對生命起源、生命探測與生物標記,以及系外行星適居性等核心議題,設計並實作具科學意義的數位雙生模型,透過計算與模擬方式,測試不同環境參數對生命系統的影響,並提出具創新性與研究潛力的解決方案。

本活動強調跨學科合作與實作導向,鼓勵參與者以黑客松形式,在短時間內將科學假設轉化為可運作的模型或原型,促進天體生物學研究方法的創新,也培養新世代科學家與工程人才面對複雜系統問題的能力。

每支優勝隊伍將受邀 前往 ETH Zurich,在 2026 年的 Origins Federation Conference 工作坊中展示成果,並獲得 延伸指導(extended mentorship) 協助進一步完善專案,所有前往 ETH Zurich 的旅費與費用將由國際主辦單位涵蓋(包括差旅費用)。

競賽主題

以下三大主題構成本次黑客松的研究與實作主軸,皆以「數位雙生」作為核心方法論,每一主題將遴選 20 支團隊進入正式 Hackathon,合計 60 支團隊。

競賽結束後,將於每一主題中選出 1 支優勝團隊。

三大主題彼此相關但切入角度不同,參賽者可選擇其中一個主題深入發展,也可跨主題整合,例如將生命起源模型與可居住行星條件結合,或將生命跡證的可偵測性納入行星氣候分析之中。

競賽鼓勵團隊依自身背景與興趣,自主決定模型的抽象程度與技術深度,重點在於展現清楚的科學思考脈絡、合理的假設設定,以及數位分身作為探索工具的創意運用。

1. Digital Twins in Origins of Life 

生命起源的數位雙生

生命起源研究關注的核心問題,是非生命的物理與化學過程,如何在特定環境條件下,逐步轉變為具備代謝、複製與演化能力的生命系統。可能的生命起源場域包含深海熱液噴口、潮汐池、冰封海洋,以及隕石撞擊所形成的暫態化學生境。

這些環境各自提供不同形式的能量梯度、化學反應條件與空間侷限,可能提高生命樣行為出現的機率。

在此主題中,數位雙生可用來模擬原始化學反應網路、環境條件隨時間的長期演化,或生命出現作為一種低機率事件的統計行為。

參賽者可建立抽象的數學或機率模型,也可設計簡化的環境模擬系統,探討溫度、化學濃度、能量輸入或反應速率等參數,如何影響生命形成的可能性。

此主題重點不在重現完整生物化學細節,而在於運用數位分身的概念,釐清哪些條件或機制,可能在早期行星環境中促成生命的誕生。

 

2. Digital Twins in Life Detection and Biosignatures 

生命偵測與生命跡證的數位雙生

生命偵測的挑戰,在於如何從有限的遙測資料中,辨識出難以用非生物過程解釋的訊號,例如大氣中特定氣體比例、地表結構型態或光譜特徵。

由於無法直接觀察系外行星上的生命活動,數位雙生成為測試假說與比較情境的重要工具。

在此主題中,參賽者可建立行星尺度或抽象層級的模型,模擬不同生物圈可能產生的可觀測跡證,並探討氣候回饋機制、生物活動與環境條件之間的交互作用。

例如,可比較不同氣候回饋機制對行星穩定性的影響,或模擬不同生命型態之間,在彼此偵測能力上可能出現的不對稱性。

本主題強調概念清晰與邏輯一致性,重點在於透過數位雙生,理解生命跡證的形成條件、可偵測性限制,以及誤判為生命訊號的可能風險。

3. Digital Twins in Exoplanet Habitability

系外行星可居住性的數位雙生

系外行星的可居住性,取決於其是否能在行星表面長時間維持液態水所需的溫度與壓力條件。

然而,系外行星在物理性質與環境條件上差異極大,包括地球類行星、氣態巨行星、潮汐鎖定行星、全球海洋行星與厚大氣行星等,使得可居住性的判斷成為高度多變且不確定的問題。

在此主題中,數位雙生可用來分析系外行星資料、建立簡化的氣候或能量平衡模型,或模擬特定物理條件(如潮汐鎖定、自轉狀態或大氣組成)對溫度分布與水循環的影響。

參賽者可透過資料篩選與模型推演,找出潛在可居住行星,並評估不同假設條件下的結果差異。

本主題的目標不在於預測「確定可居住」的行星,而是培養參賽者對可居住性判斷所涉及的不確定性、假設前提與模型限制,建立清楚且可解釋的分析架構。

*數位雙生(Digital Twins)的概念說明

「數位雙生(Digital Twins)」指的是以數學模型、物理定律與觀測資料為基礎,在電腦中建立一個可被操作、測試與推演的虛擬系統,用以對應現實世界中尚無法直接實驗或全面觀測的對象。

在地球科學與工程領域,數位雙生已廣泛應用於氣候系統、結構安全與大型工程運維;在系外行星與天文科學中,數位雙生則扮演關鍵角色,使研究者得以整合行星物理、氣候動力學、地質過程與有限的天文觀測資料,系統性地探索不可直接接觸的行星環境。

即便是高度簡化的數位雙生模型,仍可協助研究者分析不同物理條件下的行星氣候演化、能量傳輸機制,以及生命可能出現或被偵測的條件範圍。

本檔案所列之挑戰內容僅作為示例,目的在於激發參與者的研究與實作靈感,並非既定或強制之專案設計藍圖;相關主題亦非必選,且不代表預期需達成之技術深度或完成難度。

各團隊可依自身專長與興趣,自行提出任何與「系外行星數位雙生(Digital Twins)」、「生命起源(Origins of Life)」或「生命跡證(Biosignatures)」相關之研究或實作構想,無論構想規模為概念性探索或具挑戰性的進階模型皆可。

請參與者自由選擇最符合團隊能力、背景與投入程度之研究範圍進行發展。

參賽資格與時程

參賽資格(Eligibility)

本競賽開放全球參與,歡迎對天體生物學、數位雙生與跨領域研究有興趣的學生與研究人員組隊報名。

參賽者須符合以下條件之一:

  • 在學學生(大學部、碩士班或博士班)

  • 博士後研究人員或早期職涯研究者(Early Career Researchers)

  • 具備相關領域背景,包含但不限於天文學、太空科學、生命科學、地球科學、資料科學、人工智慧、工程或相關跨領域研究

參賽形式為 團隊制,每隊須由 2-4 位成員組成,並鼓勵跨領域合作,所有參賽提案須依指定格式,於截止日前透過 全球競賽平台(Global Platform) 提交。

競賽時程(Timeline)

  • 2026/01/16 (16th of January 2026 11:59 PM CET)
    專案提案提交截止
    Project submission deadline (via the global platform)

  • 2026/02/24
    公告入選之 60 支參賽團隊
    Announcement of the 60 selected teams

  • 2026/03/02
    入選團隊線上說明與導向會
    Orientation session for selected teams

  • 2026/03/09 – 03/13
    Hackathon 競賽期間(線上為主,部分合作單位將設有實體據點)
    Hackathon project days (primarily online, with optional in-person participation at hosting institutions)

  • 2026 年 9 月
    得獎團隊受邀前往瑞士蘇黎世進行成果發表,並提供全額旅費補助
    In September 2026, the winning teams will be invited to present their projects in Zurich, with full travel support.

臺灣初賽黑客松獎金(需完成國際平台提交)

第一名 獎金 5,000 元

第二名 獎金 3,000 元 

第三名 獎金 1,000 元

女性 STEM 新星獎 2,000 元 

由 教育部補助大專校院 STEM 領域及女性研發人才培育計畫贊助

*臺灣初賽冠軍與國際評審無直接連動

臺灣初賽統籌與營運單位

NSL VibeCode Hackathon

其他參賽相關問題,可參見國際主站 FAQ