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【Gene思書齋】不可思議的暗黑醫療史

Gene Ng_96
・2016/08/17 ・2215字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

甲骨文是刻在獸骨或龜甲上的象形文字,是中國商朝晚期王室用於占卜記事的。甲骨文被埋沒了近三千年,直到晚清官員、金石學家王懿榮染疾服藥,於光緒二十五年(1899年)偶然在中藥中的龍骨上發現了古文字,才開啟甲骨文研究的濫觴。

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中國商朝晚期王室用於占卜記事的甲骨文。

原來中藥裡的「龍骨」,一般是指遠古動物的骨骼化石,中醫認為其可以入藥,有治療咳逆、瀉痢、便血的作用。後來,甲骨代替龍骨,用於藥用。可想而知,許多甲骨都都被當藥吃下肚了。不過不要以為只有我們祖宗無知,蘇上豪醫師的《暗黑醫療史》告訴我們,西方人也曾經把木乃伊磨成粉當藥吃啊。

蘇上豪醫師的寫作功力真令人折服,讀了《開膛史》,我立馬成了他的粉絲。蘇上豪醫師旺盛的好奇心和幽默風趣的文筆讓人讀他的書時,真能欲罷不能。蘇醫師在行醫的忙碌生活中仍筆耕不輟,迄今已寫了兩部小說《國姓爺的寶藏》《DNA的惡力》,以及三本醫學史的醫普書(請參見〈借刀醫人的開膛史〉與死神搏鬥的鐵與血之歌DNA的惡力之迷)。前二部醫普書《開膛史》 和《鐵與血之歌:一場場與死神搏鬥的醫學變革》主要是探討成功的外科手術和各種發明等等。《暗黑醫療史》卻是要揭示醫療史上的諸多失敗或無效醫療行為,甚至是治病反致病的,中今中外都有。

《暗黑醫療史》的故事中,有人們曾把木乃伊磨成粉當藥和植入羊睪丸來重振雄風的,更噁的是喝尿有病治病、無病強身,還有取死人的脂肪當藥膏以及拿陣亡士兵的牙齒做假牙等等。這些還不打緊,沒想到過去連乳牙都被醫生胡搞而讓許多兒童喪命,還有用放血治相思病,用現今無法想像的方法治療手淫,看了真叫人捏了把冷汗。

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《暗黑醫療史》讓我們慶幸,能生在這個醫學昌明的時代,雖然醫學還未解決所有人類健康和疾病的問題,可是我們現在的平均壽命已經顯著遠高於我們的祖父母輩,而且過去動不動屍橫遍野的傳染病,現在已經很罕見了,所以伊波拉的疫情才有相當的震撼力。其實,只要不必再遭受《暗黑醫療史》裡頭提到的那麼胡搞瞎搞醫療行為,就很令人感到三生有幸了!

《暗黑醫療史》還述說了許多醫學上不為人知的歷史真相,例如為何要守靈?醫師袍原來是黑色的?醫師罷工居然讓死亡率下降?原來鴉片戰爭和東方文華酒店有關?兒童樂園的遊戲原來是用來治療精神病的?沒有學歷的外科高手?首先發現肥胖會導致疾病的不是醫師?還有野蠻與文明的一線之隔的醫療行為,例如各文化對月事千奇百怪的禁忌?代替老婆坐月子的產翁?迷信也會提高死亡率?把解剖秀當娛樂的小開?以及其他故事等等。

讀了《暗黑醫療史》,真令人鬆了口氣再也不必被那樣胡搞瞎搞。但是我們也沒別一味責怪那些胡搞瞎搞的醫師們。畢竟當醫師的,有誰不是想要妙手回春?人類的科技和知識,本來就是建立有許許多多的試錯上,如果沒有先輩們的各種試錯,我們現在恐怕還在茹毛飲血呢。

蘇上豪醫師的博學多聞,提供了我們許多醫學知識。除此之外,《暗黑醫療史》也揭露出,現代醫學的基礎雖然是建立在科學方法上,但是醫師也好、科學家也好,只要是人都有七情六慾和各種偏見缺點,所以才會有那些諸多令人啼笑皆非的暗黑醫療行為。我們也不必一味嘲笑過去那些荒謬的醫療行為,因為即使現在號稱醫學和科學昌明了,仍有許多人誤信網路謠言引起不必要的恐慌,或者不聽醫囑吃偏方而加重病情甚至喪命。人性千古以來都是一樣的,或許我們也甭奢望各種暗黑醫療行為會徹底絕跡。

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還好只要掌握對的科學方法,我們人類的科技和文明,仍舊能夠在曲折的道路上往正確的方向前進,所以我們才能享受到現代醫學帶來的各種福利。如果有天我們的子孫也認為我們今天的一些習以為常的醫療行為很胡來,我們就該為科學的進展慶賀一番了呢!

 

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene。

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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【紀錄】M.I.C. X 科技大觀園:血刃
雷漢欣
・2014/08/26 ・3958字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 498 ・六年級

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本場講座的三位講者:曾清秀老師、蘇上豪醫師和林啟萬老師

我們享受著先進的醫療服務和科學知識,應該很難想像過去的醫學在我們眼中有多麼荒謬,像是四百多年前,放血和灌腸在歐洲被視為百病之解,兩百多年前的醫師必須打開病患的胸膛才能進行心臟按摩,甚至在一百多年前,量個血壓竟然還得劃開血管 !其實每個醫學變革都是科學家的華麗冒險,本期【M.I.C. 血刃】邀請到台大醫學工程學研究所的林啟萬教授、台北市博仁綜合醫院心臟外科的蘇上豪主任,以及中央大學機械工程學系的曾清秀教授,為大家分享醫學的發展歷史以及醫療的科技革新。

止痛晶片 體外刷一下就不痛

講者:林啟萬|台大醫學工程學研究所教授

https://www.youtube.com/watch?v=W0P2KWshJEQ

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在西方醫學上最重要的20個轉捩點,其中2/3是因為醫療器材的發明,像是哥本哈根小兒麻痺大流行時,醫療用的鐵肺幫助病童度過危險期,成績相當壯觀;醫療器材除了應用在攸關生命的重大手術,也發展到日常生活改善患者的生活品質,像是老年人的人工關節。 科技除了幫助醫生治療病患,也能讓科學家找到疾病的根源,例如,直到顯微鏡發明後,人們才能之道細菌是十二指腸潰瘍的病原。過去幾百年來,科技已經幫助醫生拯救更多病患,隨著人類基因體的解密和生物技術的發展,未來甚至能做到主動式、個人化醫學的預防和治療。

廣義的仁慈—希望減輕患者的痛苦

林啟萬老師受到前人智慧的啟發,希望能減輕疼痛對人們生活造成的不便,因此研發植入式疼痛控制元件。 常見的舒緩疼痛方法為以痛制痛,像是按摩和物理治療,科學家發現電生理學後,電療也常應用在減痛的治療。許多人因為生活壓力或工作傷害造成下背疼痛,這雖然不是致命傷害,卻令人苦不堪言,醫生可以幫病患在脊椎裝上骨釘、骨板減輕壓力,但仍有15%的病患需要接受第二次手術;服用止痛藥也有長期濫用的風險,因此醫生尋找了其他的療法-電刺激。 林啟萬老師研發的植入室疼痛控制元件「Gimer」,命名來自於電影《星際大戰》中尤達大師的神奇手杖,Gimer植入在病患特定位置可以接收無線電訊號,發出刺激阻斷疼痛訊號以減緩病痛,療效可持續三天,只要從手持裝置操控就能止痛,可以省去就醫的麻煩,大大改善生活品質。Gimer已經在動物實驗上證實了止痛的療效,現在要將產品的材料符合安全規範,才能進行人體實驗,商品化造福人群。

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林啟萬老師

醫學是歷史、是生活、也是科學

講者:蘇上豪|臺北市博仁綜合醫院心臟血管外科主任

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https://www.youtube.com/watch?v=AlPSIVOKK_c

萬能的征露丸

醫學不是單獨存在的個體,醫學不只緊緊扣住生活,更是動人的歷史故事,談起醫療歷史,蘇上豪醫師說:「這一切……要從正露丸講起……」眾人滿臉疑惑,醫學史跟正露丸有什麼關係呢?

大家都知道喇叭牌正露丸可以治療腸胃不適,但大家不知道的是,正露丸以前竟然被當作治療梅毒、肺熱病的萬能仙丹!日本早期的正露丸廣告上還印有軍人的忠勇形象,因為正露丸是阿兵哥遠征水土不服時的必備良藥嗎?蘇醫師說:「這一切……要從腳氣病說起……」眾人再度一頭霧水,難道拉肚子也跟腳氣病有關?

原來,正露丸的誕生不是為了止瀉,而是為了治療腳氣病。工業革命後的碾米技術提昇,人們可以吃到口感Q軟的精緻白米,卻因為卻少麩質中的維生素B1而導致腳氣病,但一百年前的人不知道維生素這玩意,也拿這個怪病沒辦法。他們觀察到腳氣病常見於監獄、軍隊跟療養院,三者都是擁擠、飲食衛生條件差的環境,因此當時對於腳氣病的病因有著兩派說法:毒物說和病菌說,分別認為腳氣病的病因是某種食物中毒或病菌感染,兩派學說的支持者分別是高木兼寬和森林太郎。

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擁護毒物說的高木兼寬帶領海軍出征,他發現軍人上了船就得腳氣病,但到美國移地訓練後,軍人們抱怨美國食物難吃的同時,腳氣病竟也奇蹟似的好轉了,因此高木兼寬主張以和洋並食療法治療腳氣病。另一方面,留德的森林太郎堅信腳氣病是病菌造成的,因此他以殺菌用的雜酚油做成藥丸,讓日軍出征俄國時隨身攜帶。雖然以現在的知識來看,用正露丸治療腳氣病是條歪路,正露丸也當然沒有成功治療腳氣病,然而日俄戰爭的勝利,卻讓這臭臭的黑色小藥丸得到了出征露西亞(Russia)的光榮稱號——「征露丸」,這個名字一直沿用到二戰結束,為了政治考量才將這個侵略性的名字改成正露丸。

大家在高中的健康教育課,一定都跟安妮小姐有過親密接觸,但很少人知道安妮在成為CPR練習人偶之前,其實有個淒美的愛情故事!?「西施捧心,東施效顰」中的西施,成天胸悶胸痛,她究竟是得了什麼病?蘇醫師幽默道出的更多精彩醫療歷史,都在影片紀錄!

蘇上豪醫師
蘇上豪醫師

科技與手術

講者:曾清秀|中央大學機械工程學系教授

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https://www.youtube.com/watch?v=5KKbZRg1tkc

外科醫生的九把刀

醫學不僅是科學,外科醫師的手感跟技術,更可說是一門藝術,曾老師先帶大家瀏覽手術室歷史照片,從過去簡陋的、雜亂的開刀房,到未來的高科技檢測、手術儀器,其中歷經的不只是醫學革新,也是科技的進步。研究手術導航的曾清秀老師將向大家介紹科技如何領導外科手術的進行。

手術刀是外科醫師的魔杖,透過鋒利的刀刃劃開疾病和健康,黑傑克藏在大衣裡的閃亮亮的手術刀,可以咻咻兩聲往敵人射去一刀斃命,現代外科醫生放在手術房裡的能量「刀」,不僅更銳利,用途也更廣了呢,除了傳統的手術刀,外科醫生的九把刀還有哪些呢?

  1. 電刀:針狀或刀狀的金屬電擊,可瞬間產熱,蒸發組織水分,連續電能可切割組織,間斷電能可止血。
  2. 雷射刀:利用溫度效應(thermo effect)的原理,軟組織在吸收雷射能量後,升溫到60℃會開始凝固,有止血效果,不同組織依不同波長有不同反應,可做美容、視力矯正等手術。
  3. 光子刀:用直線加速器打出電子,激發X光,損害癌細胞的DNA以殺死癌細胞或阻止其生長,可依照腫瘤形狀變更照射範圍,也可調控放射線強度,缺點是照射方向有限、精準度低。
  4. 迦瑪刀:201顆鈷六十排列成球狀,發射放射線。針對腦瘤的治療,比起X光,更加準確,對表皮的傷害較小。
  5. 電腦刀:可動式X光射線,定位腫瘤位置,以移動的機械手臂改變X光照射方向,減少放射線對健康細胞的傷害。
  6. 螺旋刀:旋轉式X光射線,配合6D影像定位系統,X光束旋轉方位,降低對健康細胞的傷害。
  7. 海扶刀:用超音波治療,精準度可集中到一個米粒大,但只能應用在靜止的目標,且需以水作為介質,應用不廣。
  8. 質子刀:質子經過迴旋加速器產生帶電質子束,直接照射在腫瘤上,不像X光的能量隨距離下降,質子束在某個距離瞬間釋出能量,可以精準攻擊目標腫瘤,同時避免傷害健康的表皮細胞。

曾清秀老師
曾清秀老師

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動手術也要開導航

開車在人生地不熟的地方,需要GPS將我們的位置顯示在地圖上,並且引導我們到目的地;治療腦瘤的手術,不僅像在玩電流急急棒,必須謹慎的擬定策略,小心翼翼走每一步,不能傷到脆弱的神經和血管,醫生用經驗斷定腫瘤位置,也像在未知國度找尋目的地一樣可能走錯路,因此醫生也需要導航指引腫瘤位置。在手術進行前,要先為身體做斷層掃描,製作「地圖」,將掃描的影像輸入電腦後,系統就像GPS的衛星,追蹤身體確切位置並結合身體地圖,放射機器得到身體地圖的資訊後,就能精確的瞄準目標。

影像定位系統不僅能用在放射線治療,也能用在其他外科手術。在脊椎打骨釘是風險很高的手術,若不小心傷到神經,可能損害運動能力,影像導航系統可以定位出脊椎的確切位置,提高準確度;相較於靜態的手術部位,在動態器官上進行放射線治療更為困難,肺部會隨著呼吸不斷的起伏,結合影像定位和X射線的電腦刀,可以及時追蹤變化的身體位置,在發射光束的前一刻瞬間更新定位,校正機械手臂的位置。

說到手術科技,不能不提到達文西機械手臂!外科醫生要執行大大小小的手術,大手術動輒好幾小時,醫生必須站在手術台旁,長時間低頭維持專注,非常耗體力,達文西機器人的引進,讓醫生可以坐在控制器前操控機器手臂,執行精密的微創手術較為輕鬆。達文西機器人的影像導引設備符合醫師的直覺動作,讓醫生能輕易上手,不僅可以為醫生節省體力,更延長了手部靈敏度逐漸下降的老醫生的執業年限,讓老醫生也能有第二春!因此醫院願意慷慨的投資這昂貴的醫療機器人。科學家仍持續研發醫療機器人的技術,未來醫生甚至可用google眼鏡和遙控器,在遠端操作機器人執行手術呢!

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講者與觀眾朋友的歡樂大合照

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【關於 M. I. C.】 M. I. C.(Micro Idea Collider,M. I. C.)微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會,約一個月一場,為便於交流討論,人數設定於三十人上下,活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者,針對同一主題,各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法,並讓所有人都能參與討論,加速對撞激盪出好點子。請務必認知:參加者被(推入火坑)邀請成為之後場次講者的機率非常的高! 本場演講由科技部「科普資源整合運用推廣計畫」支持,PanSci泛科學與國家高速網路與計算中心共同舉辦。

本場演講由科技部「科普資源整合運用推廣計畫」支持,PanSci泛科學與國家高速網路與計算中心共同舉辦。感謝大邑文化支持科普好書 鐵與血之歌。歡迎大家到科技大觀園閱讀更多科學內容。

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