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犀鳥舌頭太短只能把食物甩進嘴裡,原來《獅子王》裡的沙祖這樣吃飯—《非凡物種》

新樂園_96
・2017/01/05 ・6123字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 495 ・六年級

  • 【科科愛看書】你還記得《金剛》裡拿上摩天大樓的猩猩、嚇得遊客魂飛魄散的《大白鯊》、《綠野仙蹤》裡膽小的獅子,還有《獅子王》電影裡愛碎碎念的犀鳥沙祖嗎?電影或許為我們刻劃了這些生物的形象,但他們卻仍然離我們很遙遠,因為我們不認識牠們,不知道牠們真正發出的聲音、喜歡吃的東西,或是牠們怎麼在野外生存下去?透過《非凡物種:型塑人類文化、改變世界的 25 個自然造物》,讓我們重新認識牠們。
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拜迪士尼動畫《獅子王》之賜,犀鳥的知名度在過去二十年來可是提高不少。圖/電影《獅子王》

世界上總共有兩百三十種以上的鳥類族群,但其中少有像犀鳥這樣外貌特出者。大部分的人從未見過野生犀鳥,但都在動物園或博物館展裡看過牠們;而且拜迪士尼動畫《獅子王》之賜,犀鳥的知名度在過去二十年來可是提高不少。動畫裡的犀鳥名叫「沙祖」(Zazu),服侍過前任獅子王木法沙與現任獅王辛巴,牠總是整天慌亂地飛來飛去,並用嘲諷語氣評論當前發生的事。

目前科學家已辨識出六十幾種犀鳥,都長著非常好認的大型鳥喙,正如犀鳥的英文名字「Hornbill」之意(像號角一般的鳥喙)。鳥喙上方還有獨特的角質盔突,有的很大,有的則只是一條窄小脊狀物。演化生物學的先驅亞爾弗德.羅素.華萊士在一八六三年曾試圖向維多利亞時代的英國人描述這種生物:

黃嘴犀鳥。圖/By Greg Hume - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17259924
黃嘴犀鳥。圖/By Greg Hume – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

犀鳥是一種體型巨大而笨拙的鳥類,鮮少生有顏色亮麗的羽毛,但其中許多種都長著傲人的大鳥喙……每一種犀鳥的鳥喙形態都不同,同種犀鳥雌雄兩性的鳥喙形態也不同,甚至同一隻犀鳥從年輕到成鳥的鳥喙形態也不同,然而……牠們的鳥喙總是具有極大彎度……一般來講會在頂端形成一道龍骨脊。

犀鳥的鳥喙如此沉重,牠們的頸椎第二與第三節之間必須密合,才能讓身體撐起這種重量;沒有其它鳥類具有像牠們一樣的身體特徵。這些獨一無二的特質,加上科學家所找到的分子證據,使得犀鳥最近在生物學上被重新列為獨特的一科:「犀鳥科」(Bucerotiformes)(這個詞的來源是希臘文的「牛角」一詞)。

犀鳥體型差異很大,赤道西非的紅彎嘴犀鳥的體長有 30 公分,體重介於 84 到 122 公克之間,約和槲鶇鳥差不多大小。相比之下,來自撒哈拉沙漠以南非洲地區的紅臉地犀鳥(Southern ground-hornbill)可就是個大塊頭,牠的身長可達一公尺,體重約 4.5 公斤,差不多是一隻加拿大雁的重量,其中某些體型更大的個體,據估計可能重達 6 公斤。

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來自撒哈拉沙漠以南非洲地區的紅臉地犀鳥是個大塊頭,牠的身長可達一公尺,體重約四點五公斤,差不多是一隻加拿大雁的重量。圖/By Dave, CC BY 2.0, wikimedia commons

一般而言,犀鳥身上的顏色並不多,主要就是黑、白、灰、褐幾色;但牠們的個頭、體型和外貌,再加上頭上與鳥喙上被潑灑了一些色彩(通常是黃色或紅色),讓牠們與像是蜂虎鳥、翠鳥和佛法僧鳥這些既華又俗的熱帶鳥類並列時毫不失色(順帶一提,直到晚近人們都還以為犀鳥與這些鳥類是近親)。某些犀鳥還長著又長又有魅力的睫毛替雙眼遮陽,被某個鳥類學家稱之為「鳥用太陽眼鏡」。

在非洲、亞洲的熱帶與亞熱帶地區,以及美拉尼西亞(西太平洋)這些舊世界的大片地區,我們都能發現犀鳥蹤影,其中種類最豐富的地區有西非、中非、東非、馬來半島、印度、婆羅洲、蘇門答臘與菲律賓。更遠的地方,像是西北非洲的摩洛哥和東南歐的保加利亞,還曾有來自中新世晚期(距今大約五百萬年前)的犀鳥化石出土。

亞非兩洲的犀鳥生活形態可是大不同,亞洲所有犀鳥都住在樹林裡(只除了一種以外),但非洲約有一半的犀鳥都是開闊莽原的居民,某些還住在非常乾燥、幾乎已是沙漠氣候的地區。某些犀鳥分佈地區甚廣,例如:黑嘴彎嘴犀鳥;但也有某些犀鳥的狀況完全相反,例如:菲律賓有五種斑嘴犀鳥(Tarictic hornbill),牠們各自的生存空間被侷限在單獨島嶼上,目前都陷入了瀕臨絕種的危機之中。順帶一提,班嘴犀鳥英文名稱中的「Tarictic」就是一個描述牠們叫聲的狀聲詞,其鳴聲帶有斷奏節拍,在牠們棲息的叢林中能夠很清楚的傳送。

吃東西用甩的、把自己和小孩封在樹洞裡,你怎麼那麼怪?

犀鳥基本上不挑食,不過不同種類主要愛吃的食物也仍然有差異。某些犀鳥,特別是那些居住在森林中的種類,主要以水果為食,牠們從樹上摘果的動作之細緻常令人驚訝。其他的犀鳥,尤其是出身非洲莽原的種類,則會捕獵各種小型動物,包括昆蟲、軟體動物、鳥類和齧齒類。若是說到兩種地犀鳥,牠們狩獵的對象體型就更大,像是野兔或貓鼬,就連眼鏡蛇都是牠們的獵物。

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牠們吃東西的時候有個非常特殊的動作:由於舌頭太短無法直接吞嚥鳥喙尖端叼著的食物,因此牠們必須猛然仰頭把食物甩進喉嚨裡。犀鳥擁有雙眼視覺,這是牠們與許多鳥類不同之處,也讓牠們能以精確的動作進食。牠們還有個令人驚訝的特殊習性:大部分犀鳥從來不喝水,只從食物中直接取得水分。

  • 雙角犀鳥覓食精彩畫面

非洲有好幾種犀鳥以跟蹤其他動物的方式來覓食,牠們跟蹤的對象甚至包括行軍蟻。德氏彎嘴犀鳥和黃彎嘴犀鳥,則是與侏儒獴演化出互利共生的關係;犀鳥在這關係裡擔任哨兵角色,只要有掠食者接近就發出警報,而侏儒獴則負責尋找食物。一名科學家甚至觀察到如下景象:犀鳥把睡在白蟻塚中的獴給叫起來,大聲鳴叫著催促這些睡過頭的傢伙去上工。

在這許多不尋常的行為裡,最怪異也最廣為人知的大概就是牠們的特殊營巢習性;在下蛋到育兒的整段期間,雌犀鳥會把自己和巢一起封在樹洞裡,這段時間內牠會產下卵、孵化卵、餵養雛鳥,同時利用這段掠食者無法下手的時期來一回全盤換羽。許多人都以為是雄鳥築牆將雌鳥封起來,但這其實是錯誤的認知,事實上雌鳥通常得要親自動手,利用泥土和自己糞便的混合物來加工。最後,等到雌鳥進入自己蓋起來的狹小空間之後,雄鳥會將入口封閉起來,只留下一個小洞讓雌鳥可以伸出鳥喙接取食物。

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在這許多不尋常的行為裡,最怪異也最廣為人知的大概就是牠們的特殊營巢習性。雄鳥會將入口封閉起來,只留下一個小洞讓雌鳥可以伸出鳥喙接取食物。圖/By Tickell, Public Domain, wikimedia commons

某些評論者會用犀鳥的封巢育雛的行為比喻人類之間的關係(例如:婚姻、交往),而其實牠們這種引人注目、看似詭異的作法其實頗為合理。犀鳥從來就不是動作敏捷的生物,這道牆能夠保護孵蛋的雌鳥和剛孵出的脆弱雛鳥,不受蛇類和樹居哺乳類這些掠食者侵害。況且,雄鳥為了找食物回來餵養雌鳥就已忙得昏頭轉向,根本沒心思去搞外遇;絕大多數的犀鳥都是一夫一妻制,其原因就在於此,雖然一點都不浪漫卻頗有約束力。

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雛鳥孵化後在巢中長大,透過牆上小洞向外排泄,所以到了牠們準備離巢時,這個洞口周圍與下方的環境大概已經髒亂不堪。等到時機成熟,雌鳥就會將周圍的硬土牆擊破——這項工作從頭到尾可能要花上好幾個小時——讓自己與小鳥離巢。

怪模怪樣、叫聲詭異的盔犀鳥

世界上各種犀鳥之中,大概就屬盔犀鳥(也就是特陵所收藏那顆鳥頭骨所屬的物種)外貌最為突出。當牠在婆羅洲或蘇門答臘故鄉的雨林深處放聲鳴叫,那聲音聽來比起鳥鳴更像是猿鳴,先是號角一般的聲響,然後緊接著是隆隆的響亮笑聲,在空氣中不斷迴盪直到消失。

若把那條又長又傲人的尾羽算進去,雄性盔犀鳥體長可達一點二公尺,只是儘管牠們體型不小卻很難被觀察到,因為牠們都在森林裡最高大的樹頂上覓食,在那裡狩獵蛇類、松鼠和其他鳥類,有時甚至還會抓體型比牠們小的其他犀鳥來果腹。

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盔犀鳥,最特別之處是牠們的頭頸處,除了盔突前部和鳥喙尖端呈現黃色,整顆頭其他地方都是明豔的紅色;牠們的頸子上面不長羽毛,可以清楚看見粗糙而毫無遮掩的皮膚。圖/By Doug Janson, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

如果你有幸一睹盔犀鳥的尊容,可別被嚇到了,因為牠們的長相就算在犀鳥當中都可稱作怪模怪樣。牠們的羽毛多是黑褐色,但卻有一條奇大的長白尾羽,上面有一道黑線由根部直通尖端。不過最令人一眼難忘的還是牠們的頭頸處,除了盔突前部和鳥喙尖端呈現黃色,整顆頭其他地方都是明豔的紅色;牠們的頸子上面不長羽毛,可以清楚看見粗糙而毫無遮掩的皮膚(雄鳥呈紅色,雌鳥呈淺藍色)。

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盔犀鳥的盔突形狀的確就像一頂頭盔,牠會像使用榔頭一樣,用沉重的盔突開爛木或拆下樹皮食用;此外,盔突也是牠們空中比武大會的武器,敵對的兩隻雄鳥(有時甚至可能是兩隻雌鳥)為了爭奪食物或築巢資源而打鬥。《亞洲犀鳥生態與保育》(The Ecology and Conservation of Asian Hornbills)是一本權威性的著作,作者瑪格麗特.F.齊內(Margaret F. Kinnaird)與提摩西.G.歐布萊恩(Timothy G. O’Brian)在書中如此描述這項精彩的表演:「雙方撞擊時發出的聲音─「碰」的一聲巨響─在距離牠們至少五百公尺遠的樹林底部都能聽見。大部分的撞擊都發生在滑翔過程中,力道之大能讓其中一方或雙方都被往後拋,在空中特技般誇張地翻個幾圈之後,才能讓自己回到原本的飛行高度。」

就算有這種不尋常的行為, 但盔犀鳥的盔突其實比雙角犀鳥(Great hornbill)和馬來犀鳥(Rhinoceros hornbill)這些親戚都要來得小。在犀鳥這個奇異的家族中,盔犀鳥盔突真正的特異之處,在於它的質地不僅沉重而且有部分為硬質,而其他犀鳥的盔突都呈中空海綿狀,也就是這個不同凡響的特質,害得盔犀鳥面臨浩劫。

人們對盔犀鳥的盔突為之瘋狂

不論是在西方世界或在亞洲,許多文明長久以來都將盔犀鳥的盔突視為珍品,稱之為「犀鳥牙質」或「金玉」;但盔犀鳥盔突的材質既非牙質也非玉,而是角質蛋白,也就是構成哺乳類身上毛髮、角、蹄和牙齒的原料。在馬來半島、蘇門答臘和婆羅洲這些盔犀鳥的原居地,當地原住民或許幾千年來都在使用牠的盔突來雕刻藝術品,但是要等到中國人以及稍後的歐洲探險家來到這裡,犀鳥盔突的貿易才開始興盛。

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不論是在西方世界或在亞洲,許多文明長久以來都將盔犀鳥的盔突視為珍品,稱之為「犀鳥牙質」或「金玉」。圖/@ bbc

既是人類學家也是鳥類學家的湯姆. 哈里森(Tom Harrisson), 也是 1930 年代「大眾觀察」(Mass Observation)這個社會研究運動的發起者。他晚年大多時間致力於研究東南亞的鳥類與原住民文化;1960 年出版的《婆羅洲鳥類》(Birds of Borneo)是一本集合諸多專家專文的重要學術書籍,哈里森在自己著作的部分裡寫到:

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這些盔突很可能直接以粗原料的型態出口,它們被施以加熱加壓處理⋯⋯來保存並強化新鮮牙質那美麗的深層金黃光澤與表面紅色光澤⋯⋯婆羅洲人使用犀鳥盔突的方式十分多樣,而且通常都很實際。然而,儘管婆羅洲人使用犀鳥盔突的習慣一直流傳到今天,中國工匠的巧藝卻似乎已完全消失,連一點痕跡都沒有留下。那些古老的瓶罐、碗盤、珠玉,妝點著婆羅洲這些有錢異教徒的長屋與妻妾,其中想必有不少都是他們祖先與中國人交易犀鳥盔突的利潤,但那些中國人的驚人手藝卻沒有多少能夠殘存下來。

明朝開國於十四世紀中期,結束於十七世紀中期,據說犀鳥盔突在這個朝代比象牙還要貴重。日本人也想要擁有這稀奇的東西,他們從十七世紀開始就使用犀鳥盔突作為原料,雕鏤名為「根付1」(Netsuke)的精緻迷你藝品。收集這些精美雕刻品的風潮迅速吹到西方,犀鳥盔突製的根付也成為維多利亞時代有錢人家為家中展示櫃增色的寶貝,其中呈紅色者─被犀鳥潤羽線2(Preen gland)染色的盔突─最為珍貴。

時間繼續流轉,人們開始從亞非兩洲直接進口活生生的犀鳥到英國,牠們那有如人一般的步伐、奇特的叫聲以及怪異的口喙都與歐洲人曾見過的任何鳥類大相逕庭,讓人們驚愕無比,再知道牠那奇異的育兒行為,眾人的好奇心又更加高漲。倫敦動物園曾豢養數隻犀鳥,牠們總是園中最受歡迎的動物之一,也時常登上例如《倫敦新聞畫報》(Illustrated London News)之類的出版刊物。不過也並非所有人都為牠們痴狂,諾里治主教愛德華.史坦利(Edward Stanley)曾寫出幾本人類史上最熱情洋溢卻錯誤百出的鳥類專著,他就認為犀鳥那「看起來巨大又畸形的鳥喙」毫無可觀之處。

到了 1901 年,當時維多利亞女王的統治已將近尾聲,人們對於犀鳥盔突的需索無度使得這種鳥兒數量銳減。令人難過的是,這個趨勢近年來甚至還更加嚴重。現在,犀鳥盔突的價格可以高達每公斤 4000 英鎊(約台幣 16 萬),比純正的象牙還要高出兩倍以上,因此這項貿易也成了犯罪集團口中的肥肉。據估計,光是在某一特定地區每年就有 6000 隻犀鳥慘遭屠殺。

這麼多的壞消息裡,或許還是有一線曙光:在印尼,當地人認為犀鳥是一種非常特別的生物,是阻隔生死那道薄幕的守護者,並負責在人世與天堂之間運送靈魂。現在,保育人士想要利用這個古老而神聖的信仰,徵募這些住在雨林中的部族人民做犀鳥以及其棲息地的守護者,維護這個以可怕速度不斷消失的物種。

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獵物一出現,阿比西尼亞地犀鳥表情瞬間改變

雖然所有犀鳥共有一些決不會錯認的外貌特徵,以及體內幾處形態學上的特性(例如牠們脖子上黏合在一起的兩節脊椎),但有兩種來自非洲的犀鳥卻被生物學家劃分為獨立的「地犀鳥亞科」(Bucorvinae)(其他犀鳥都屬於「犀鳥亞科」〔Bucerotinae〕),牠們是阿比西尼亞地犀鳥(Northern/Abyssinian ground-hornbill)和紅臉地犀鳥,這兩種犀鳥同樣也是奇特生物行為與文化上特殊意涵的有趣結合體。

在非洲莽原上,其他犀鳥大多都棲息在樹木或灌木等制高點上頭,偶爾才落到地上來抓獵物,但這兩種地犀鳥卻鳥如其名,長時間待在地面上。牠們又大又黑,約有一公尺高,喉部與眼睛周圍有彩色肉垂(阿比西尼亞地犀鳥的是藍紅兩色,紅臉地犀鳥則只有紅色),翅膀綴有白色,走起路來步子緩慢拖沓,像是一個出門散步的老紳士。

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阿比西尼亞地犀鳥,走起路來步子緩慢拖沓,像是一個出門散步的老紳士。圖/By Charlesjsharp, CC BY-SA 4.0, wikimedia commons

然而,只要獵物一出現在眼前,牠們的神情體態就會瞬間丕變;牠們會突然止步,然後像一隻準備伏擊的獅子般緩緩地、小心翼翼地向前移動,在獵物措不及防的時候,用那恐怖的巨大鳥喙像十字鎬一般揮擊地面攫取目標。接下來,這隻可憐的小動物就會遭到犀鳥典型的對待:倏地一仰頭迅速吞進肚子裡去。大部分犀鳥的鳥喙下方都有一個用來貯藏果實的袋狀構造,但地犀鳥的菜單清一色幾乎全是肉食,因此不需要這個設計。

 

  • 註 1:和服上沒有口袋,因此日本人會以袋子裝個人物品,再懸掛於腰帶上。「根付」是固定在容器繫帶頂端鈕扣或圓球狀的物品,用法為將繫帶穿過和服腰帶內側,以「根付」卡在腰帶上方,讓容器懸掛於腰際。
  • 註 2:潤羽腺又名尾腺(Uropygial gland),鳥類尾部囊狀的脂肪腺,鳥會以喙取脂肪腺分泌的油潤澤羽毛。

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本文摘自《非凡物種:型塑人類文化、改變世界的25個自然造物

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科技普及,網路隨時隨地連接著,我們好像重新擁有了力量。這種力量,用來自我教育、尋找靈感、塑造環境,與任何同樣感興趣的人們,分享自己的冒險旅程。能促進這一過程的工具,就是新樂園尋找和推廣的,包含書而不限於書。

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「融合蛋白」如何全方位圍剿狡猾癌細胞
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/07 ・5944字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

我們知道癌症是台灣人健康的頭號公敵。 為此,我們花了很多時間介紹最新、最有效的抗癌方法之一:免疫療法

免疫療法中最重要的技術就是抗體藥物。科學家會人工製造一批抗體去標記癌細胞。它們就像戰場上的偵察無人機,能精準鎖定你體內的敵人——癌細胞,為它們打上標記,然後引導你的免疫系統展開攻擊。

這跟化療、放射線治療那種閉著眼睛拿機槍亂掃不同。免疫療法是重新叫醒你的免疫系統,為身體「上buff (增益) 」來抗癌,副作用較低,因此備受好評。

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但尷尬的是,經過幾年的臨床考驗,科學家發現:光靠抗體對抗癌症,竟然已經不夠用了。

事情是這樣的,臨床上醫生與科學家逐漸發現:這個抗體標記,不是容易損壞,就是癌細胞同時設有多個陷阱關卡,只靠叫醒免疫細胞,還是難以發揮戰力。

但好消息是,我們的生技工程也大幅進步了。科學家開始思考:如果這台偵察無人機只有「標記」這一招不夠用,為什麼不幫它升級,讓它多學幾招呢?

這個能讓免疫藥物(偵察無人機)大進化的訓練器,就是今天的主角—融合蛋白(fusion protein)

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融合蛋白(fusion protein)/ 圖片來源:wikipedia

融合蛋白是什麼?

免疫療法遇到的問題,我們可以這樣理解:想像你的身體是一座國家,病毒、細菌、腫瘤就是入侵者;而抗體,就是我們派出的「偵察無人機」。

當我們透過注射放出這支無人機群進到體內,它能迅速辨識敵人、緊抓不放,並呼叫其他免疫單位(友軍)一同解決威脅。過去 20 年,最強的偵查機型叫做「單株抗體」。1998年,生技公司基因泰克(Genentech)推出的藥物赫賽汀(Herceptin),就是一款針對 HER2 蛋白的單株抗體,目標是治療乳癌。

這支無人機群為什麼能對抗癌症?這要歸功於它「Y」字形的小小抗體分子,構造看似簡單,卻蘊藏巧思:

  • 「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」。
  • 「Y」 字形的「尾巴」就是我們說的「標籤」,它能通知免疫系統啟動攻擊,稱為結晶區域片段「Fc 區域」。具體來說,當免疫細胞在體內巡邏,免疫細胞上的 Fc 受體 (FcR) 會和 Fc區域結合,進而認出病原體或感染細胞,接著展開清除。

更厲害的是,這個 Fc 區域標籤還能加裝不同功能。一般來說,人體內多餘的分子,會被定期清除。例如,細胞內會有溶酶體不斷分解多餘的物質,或是血液經過肝臟時會被代謝、分解。那麼,人造抗體對身體來說,屬於外來的東西,自然也會被清除。

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而 Fc區域會與細胞內體上的Fc受體結合,告訴細胞「別分解我」的訊號,阻止溶酶體的作用。又或是單純把標籤做的超大,例如接上一段長長的蛋白質,或是聚乙二醇鏈,讓整個抗體分子的大小,大於腎臟過濾孔的大小,難以被腎臟過濾,進而延長抗體在體內的存活時間。

偵測器(Fab)加上標籤(Fc)的結構,使抗體成為最早、也最成功的「天然設計藥物」。然而,當抗體在臨床上逐漸普及,一個又一個的問題開始浮現。抗體的強項在於「精準鎖定」,但這同時也是它的限制。

「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」/ 圖片來源:shutterstock

第一個問題:抗體只能打「魔王」,無法毀掉「魔窟」。 

抗體一定要有一個明確的「標的物」才能發揮作用。這讓它在針對「腫瘤」或「癌細胞本身」時非常有效,因為敵人身上有明顯標記。但癌細胞的形成與惡化,是細胞在「生長、分裂、死亡、免疫逃脫」這些訊號通路上被長期誤導的結果。抗體雖然勇猛,卻只能針對已經帶有特定分子的癌細胞魔王,無法摧毀那個孕育魔王的系統魔窟。這時,我們真正欠缺的是能「調整」、「模擬」或「干擾」這些錯誤訊號的藥物。

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第二個問題:開發產線的限制。

抗體的開發,得經過複雜的細胞培養與純化程序。每次改變結構或目標,幾乎都要重新開發整個系統。這就像你無法要求一台偵測紅外線的無人機,明天立刻改去偵測核輻射。高昂的成本與漫長的開發時間,讓新產線難以靈活創新。

為了讓免疫藥物能走向多功能與容易快速製造、測試的道路,科學家急需一個更工業化的藥物設計方式。雖然我們追求的是工業化的設計,巧合的是,真正的突破靈感,仍然來自大自然。

在自然界中,基因有時會彼此「融合」成全新的組合,讓生物獲得額外功能。例如細菌,它們常仰賴一連串的酶來完成代謝,中間產物要在細胞裡來回傳遞。但後來,其中幾個酶的基因彼此融合,而且不只是基因層級的合併,產出的酶本身也變成同一條長長的蛋白質。

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結果,反應效率大幅提升。因為中間產物不必再「跑出去找下一個酶」,而是直接在同一條生產線上完成。對細菌來說,能更快處理養分、用更少能量維持生存,自然形成適應上的優勢,這樣的融合基因也就被演化保留下來。

科學家從中得到關鍵啟發:如果我們也能把兩種有用的蛋白質,「人工融合」在一起,是否就能創造出更強大的新分子?於是,融合蛋白(fusion protein)就出現了。

以假亂真:融合蛋白的HIV反制戰

融合蛋白的概念其實很直覺:把兩種以上、功能不同的蛋白質,用基因工程的方式「接起來」,讓它們成為同一個分子。 

1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。

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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。

麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。

一旦成功結合,就會啟動一連串反應,讓病毒外殼與細胞膜融合。HIV 進入細胞內後會不斷複製並破壞免疫細胞,導致免疫系統逐漸崩潰。

為了逆轉這場悲劇,融合蛋白 CD4 免疫黏附素登場了。它的結構跟抗體類似,由由兩個不同段落所組成:一端是 CD4 假受體,另一端則是剛才提到、抗體上常見的 Fc 區域。當 CD4 免疫黏附素進入體內,它表面的 CD4 假受體會主動和 HIV 的 gp120 結合。

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厲害了吧。 病毒以為自己抓到了目標細胞,其實只是被騙去抓了一個假的 CD4。這樣 gp120 抓不到 CD4 淋巴球上的真 CD4,自然就無法傷害身體。

而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。

不過,這裡有個關鍵細節。

在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。

從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思

融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。

我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。

不過,如果你只是單純把兩段基因硬接起來,那失敗就是必然的。因為兩個蛋白會互相「打架」,導致摺疊錯亂、功能全毀。

這時就需要一個小幫手:連接子(linker)。它的作用就像中間的彈性膠帶,讓兩邊的蛋白質能自由轉動、互不干擾。最常見的設計,是用多個甘胺酸(G)和絲胺酸(S)組成的柔性小蛋白鏈。

設計好這段 DNA 之後,就能把它放進細胞裡,讓細胞幫忙「代工」製造出這個融合蛋白。接著,科學家會用層析、電泳等方法把它純化出來,再一一檢查它有沒有摺疊正確、功能是否完整。

如果一切順利,這個人工設計的融合分子,就能像自然界的蛋白一樣穩定運作,一個全新的「人造分子兵器」就此誕生。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一。而且現在的融合蛋白,早就不只是「假受體+Fc 區域」這麼單純。它已經跳脫模仿抗體,成為真正能自由組裝、自由設計的生物積木。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一 / 圖片來源:wikipedia

融合蛋白的強項,就在於它能「自由組裝」。

以抗體為骨架,科學家可以接上任何想要的功能模組,創造出全新的藥物型態。一般的抗體只能「抓」(標記特定靶點);但融合蛋白不只會抓,還能「阻斷」、「傳遞」、甚至「調控」訊號。在功能模組的加持下,它在藥物設計上,幾乎像是一個分子級的鋼鐵蜘蛛人裝甲。

一般來說,當我們選擇使用融合蛋白時,通常會期待它能發揮幾種關鍵效果:

  1. 療效協同: 一款藥上面就能同時針對多個靶點作用,有機會提升治療反應率與持續時間,達到「一藥多效」的臨床價值。
  2. 減少用藥: 原本需要兩到三種單株抗體聯合使用的療法,也許只要一種融合蛋白就能搞定。這不僅能減少給藥次數,對病人來說,也有機會因為用藥減少而降低治療成本。
  3. 降低毒性風險: 經過良好設計的融合蛋白,可以做到更精準的「局部活化」,讓藥物只在目標區域發揮作用,減少副作用。

到目前為止,我們了解了融合蛋白是如何製造的,也知道它的潛力有多大。

那麼,目前實際成效到底如何呢?

一箭雙鵰:拆解癌細胞的「偽裝」與「內奸」

2016 年,德國默克(Merck KGaA)展開了一項全新的臨床試驗。 主角是一款突破性的雙功能融合蛋白──Bintrafusp Alfa。這款藥物的厲害之處在於,它能同時封鎖 PD-L1 和 TGF-β 兩條免疫抑制路徑。等於一邊拆掉癌細胞的偽裝,一邊解除它的防護罩。

PD-L1,我們或許不陌生,它就像是癌細胞身上的「偽裝良民證」。當 PD-L1 和免疫細胞上的 PD-1 受體結合時,就會讓免疫系統誤以為「這細胞是自己人」,於是放過它。我們的策略,就是用一個抗體或抗體樣蛋白黏上去,把這張「偽裝良民證」封住,讓免疫系統能重新啟動。

但光拆掉偽裝還不夠,因為癌細胞還有另一位強大的盟友—一個起初是我軍,後來卻被癌細胞收買、滲透的「內奸」。它就是,轉化生長因子-β,縮寫 TGF-β。

先說清楚,TGF-β 原本是體內的秩序管理者,掌管著細胞的生長、分化、凋亡,還負責調節免疫反應。在正常細胞或癌症早期,它會和細胞表面的 TGFBR2 受體結合,啟動一連串訊號,抑制細胞分裂、減緩腫瘤生長。

但當癌症發展到後期,TGF-β 跟 TGFBR2 受體之間的合作開始出問題。癌細胞表面的 TGFBR2 受體可能突變或消失,導致 TGF-β 不但失去了原本的抑制作用,反而轉向幫癌細胞做事

它會讓細胞骨架(actin cytoskeleton)重新排列,讓細胞變長、變軟、更有彈性,還能長出像觸手的「偽足」(lamellipodia、filopodia),一步步往外移動、鑽進組織,甚至進入血管、展開全身轉移。

更糟的是,這時「黑化」的 TGF-β 還會壓抑免疫系統,讓 T 細胞和自然殺手細胞變得不再有攻擊力,同時刺激新血管生成,幫腫瘤打通營養補給線。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」。就像 1989 年的 CD4 免疫黏附素用「假受體」去騙 HIV 一樣,這個融合蛋白在體內循環時,會用它身上的「陷阱」去捕捉並中和游離的 TGF-β。這讓 TGF-β 無法再跟腫瘤細胞或免疫細胞表面的天然受體結合,從而鬆開了那副壓抑免疫系統的腳鐐。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」/ 情境圖來源:shutterstock

告別單一解方:融合蛋白的「全方位圍剿」戰

但,故事還沒完。我們之前提過,癌細胞之所以難纏,在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

而近年我們發現,癌細胞的「偽良民證」至少就有兩張:一張是 PD-L1;另一張是 CD-47。CD47 是癌細胞向巨噬細胞展示的「別吃我」訊號,當它與免疫細胞上的 SIRPα 結合時,就會抑制吞噬反應。

為此,總部位於台北的漢康生技,決定打造能同時對付 PD-L1、CD-47,乃至 TGF-β 的三功能生物藥 HCB301。

雖然三功能融合蛋白聽起來只是「再接一段蛋白」而已,但實際上極不簡單。截至目前,全球都還沒有任何三功能抗體或融合蛋白批准上市,在臨床階段的生物候選藥,也只佔了整個生物藥市場的 1.6%。

漢康生技透過自己開發的 FBDB 平台技術,製作出了三功能的生物藥 HCB301,目前第一期臨床試驗已經在美國、中國批准執行。

免疫療法絕對是幫我們突破癌症的關鍵。但我們也知道癌症非常頑強,還有好幾道關卡我們無法攻克。既然單株抗體在戰場上顯得單薄,我們就透過融合蛋白,創造出擁有多種功能模組的「升級版無人機」。

融合蛋白強的不是個別的偵查或阻敵能力,而是一組可以「客製化組裝」的平台,用以應付癌細胞所有的逃脫策略。

Catch Me If You Can?融合蛋白的回答是:「We Can.」

未來癌症的治療戰場,也將從尋找「唯一解」,轉變成如何「全方位圍剿」癌細胞,避免任何的逃脫。

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解密機器人如何學會思考、觸摸與變形
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/09/09 ・6820字 ・閱讀時間約 14 分鐘

本文與 Perplexity 合作,泛科學企劃執行

「Hello. I am… a robot.」

在我們的記憶裡,機器人的聲音就該是冰冷、單調,不帶一絲情感 。它們的動作僵硬,肢體不協調,像一個沒有靈魂的傀儡,甚至啟發我們創造了機械舞來模仿那獨特的笨拙可愛。但是,現今的機器人發展不再只會跳舞或模仿人聲,而是已經能獨立完成一場膽囊切除手術。

就在2025年,美國一間實驗室發表了一項成果:一台名為「SRT-H」的機器人(階層式手術機器人Transformer),在沒有人類醫師介入的情況下,成功自主完成了一場完整的豬膽囊切除手術。SRT-H 正是靠著從錯誤中學習的能力,最終在八個不同的離體膽囊上,達成了 100% 的自主手術成功率。

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這項成就的意義重大,因為過去機器人手術的自動化,大多集中在像是縫合這樣的單一「任務」上。然而,這一場完整的手術,是一個包含數十個步驟、需要連貫策略與動態調整的複雜「程序」。這是機器人首次在包含 17 個步驟的完整膽囊切除術中,實現了「步驟層次的自主性」。

這就引出了一個讓我們既興奮又不安的核心問題:我們究竟錯過了什麼?機器人是如何在我們看不見的角落,悄悄完成了從「機械傀儡」到「外科醫生」的驚人演化?

這趟思想探險,將為你解密 SRT-H 以及其他五款同樣具備革命性突破的機器人。你將看到,它們正以前所未有的方式,發展出生物般的觸覺、理解複雜指令、學會團隊合作,甚至開始自我修復與演化,成為一種真正的「準生命體」 。

所以,你準備好迎接這個機器人的新紀元了嗎?

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只靠模仿還不夠?手術機器人還需要學會「犯錯」與「糾正」

那麼,SRT-H 這位機器人的外科大腦,究竟藏著什麼秘密?答案就在它創新的「階層式框架」設計裡 。

你可以想像,SRT-H 的腦中,住著一個分工明確的兩人團隊,就像是漫畫界的傳奇師徒—黑傑克與皮諾可 。

  • 第一位,是動口不動手的總指揮「黑傑克」: 它不下達具體的動作指令,而是在更高維度的「語言空間」中進行策略規劃 。它發出的命令,是像「抓住膽管」或「放置止血夾」這樣的高層次任務指令 。
  • 第二位,是靈巧的助手「皮諾可」: 它負責接收黑傑克的語言指令,並將這些抽象的命令,轉化為機器手臂毫釐不差的精準運動軌跡 。

但最厲害的還不是這個分工,而是它們的學習方式。SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。但這還只是開始,研究人員在訓練過程中,會刻意讓它犯錯,並向它示範如何從抓取失敗、角度不佳等糟糕的狀態中恢復過來 。這種獨特的訓練方法,被稱為「糾正性示範」 。

SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。 / 圖片來源:shutterstock

這項訓練,讓 SRT-H 學會了一項外科手術中最關鍵的技能:當它發現執行搞砸了,它能即時識別偏差,並發出如「重試抓取」或「向左調整」等「糾正性指令」 。這套內建的錯誤恢復機制至關重要。當研究人員拿掉這個糾正能力後,機器人在遇到困難時,要不是完全失敗,就是陷入無效的重複行為中 。

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正是靠著這種從錯誤中學習、自我修正的能力,SRT-H 最終在八次不同的手術中,達成了 100% 的自主手術成功率 。

SRT-H 證明了機器人開始學會「思考」與「糾錯」。但一個聰明的大腦,足以應付更混亂、更無法預測的真實世界嗎?例如在亞馬遜的倉庫裡,機器人不只需要思考,更需要實際「會做事」。

要能精準地與環境互動,光靠視覺或聽覺是不夠的。為了讓機器人能直接接觸並處理日常生活中各式各樣的物體,它就必須擁有生物般的「觸覺」能力。

解密 Vulcan 如何學會「觸摸」

讓我們把場景切換到亞馬遜的物流中心。過去,這裡的倉儲機器人(如 Kiva 系統)就像放大版的掃地機器人,核心行動邏輯是極力「避免」與周遭環境發生任何物理接觸,只負責搬運整個貨架,再由人類員工挑出包裹。

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但 2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan。在亞馬遜的物流中心裡,商品被存放在由彈性帶固定的織物儲物格中,而 Vulcan 的任務是必須主動接觸、甚至「撥開」彈性織網,再從堆放雜亂的儲物格中,精準取出單一包裹,且不能造成任何損壞。

2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan / 圖片引用:https://www.aboutamazon.com/news

Vulcan 的核心突破,就在於它在「拿取」這個動作上,學會了生物般的「觸覺」。它靈活的機械手臂末端工具(EOAT, End-Of-Arm Tool),不僅配備了攝影機,還搭載了能測量六個自由度的力與力矩感測器。六個自由度包含上下、左右、前後的推力,和三個維度的旋轉力矩。這就像你的手指,裡頭分布著非常多的受器,不只能感測壓力、還能感受物體橫向拉扯、運動等感觸。

EOAT 也擁有相同精確的「觸覺」,能夠在用力過大之前即時調整力道。這讓 Vulcan 能感知推動一個枕頭和一個硬紙盒所需的力量不同,從而動態調整行為,避免損壞貨物。

其實,這更接近我們人類與世界互動的真實方式。當你想拿起桌上的一枚硬幣時,你的大腦並不會先計算出精準的空間座標。實際上,你會先把手伸到大概的位置,讓指尖輕觸桌面,再沿著桌面滑動,直到「感覺」到硬幣的邊緣,最後才根據觸覺決定何時彎曲手指、要用多大的力量抓起這枚硬幣。Vulcan 正是在學習這種「視覺+觸覺」的混合策略,先用攝影機判斷大致的空間,再用觸覺回饋完成最後精細的操作。

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靠著這項能力,Vulcan 已經能處理亞馬遜倉庫中約 75% 的品項,並被優先部署來處理最高和最低層的貨架——這些位置是最容易導致人類員工職業傷害的位置。這也讓自動化的意義,從單純的「替代人力」,轉向了更具建設性的「增強人力」。

SRT-H 在手術室中展現了「專家級的腦」,Vulcan 在倉庫中演化出「專家級的手」。但你發現了嗎?它們都還是「專家」,一個只會開刀,一個只會揀貨。雖然這種「專家型」設計能有效規模化、解決痛點並降低成本,但機器人的終極目標,是像人類一樣成為「通才」,讓單一機器人,能在人類環境中執行多種不同任務。

如何教一台機器人「舉一反三」?

你問,機器人能成為像我們一樣的「通才」嗎?過去不行,但現在,這個目標可能很快就會實現了。這正是 NVIDIA 的 GR00T 和 Google DeepMind 的 RT-X 等專案的核心目標。

過去,我們教機器人只會一個指令、一個動作。但現在,科學家們換了一種全新的教學思路:停止教機器人完整的「任務」,而是開始教它們基礎的「技能基元」(skill primitives),這就像是動作的模組。

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例如,有負責走路的「移動」(Locomotion) 基元,和負責抓取的「操作」(Manipulation) 基元。AI 模型會透過強化學習 (Reinforcement Learning) 等方法,學習如何組合這些「技能基元」來達成新目標。

舉個例子,當 AI 接收到「從冰箱拿一罐汽水給我」這個新任務時,它會自動將其拆解為一系列已知技能的組合:首先「移動」到冰箱前、接著「操作」抓住把手、拉開門、掃描罐子、抓住罐子、取出罐子。AI T 正在學會如何將這些單一的技能「融合」在一起。有了這樣的基礎後,就可以開始來大量訓練。

當多重宇宙的機器人合體練功:通用 AI 的誕生

好,既然要學,那就要練習。但這些機器人要去哪裡獲得足夠的練習機會?總不能直接去你家廚房實習吧。答案是:它們在數位世界裡練習

NVIDIA 的 Isaac Sim 等平台,能創造出照片級真實感、物理上精確的模擬環境,讓 AI 可以在一天之內,進行相當於數千小時的練習,獨自刷副本升級。這種從「模擬到現實」(sim-to-real)的訓練管線,正是讓訓練這些複雜的通用模型變得可行的關鍵。

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DeepMind 的 RT-X 計畫還發現了一個驚人的現象:用來自多種「不同類型」機器人的數據,去訓練一個單一的 AI 模型,會讓這個模型在「所有」機器人上表現得更好。這被稱為「正向轉移」(positive transfer)。當 RT-1-X 模型用混合數據訓練後,它在任何單一機器人上的成功率,比只用該機器人自身數據訓練的模型平均提高了 50%。

這就像是多重宇宙的自己各自練功後,經驗值合併,讓本體瞬間變強了。這意味著 AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。

AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。/ 圖片來源:shutterstock

不再是工程師,而是「父母」: AI 的新學習模式

這也導向了一個科幻的未來:或許未來可能存在一個中央「機器人大腦」,它可以下載到各種不同的身體裡,並即時適應新硬體。

這種學習方式,也從根本上改變了我們與機器人的互動模式。我們不再是逐行編寫程式碼的工程師,而是更像透過「示範」與「糾正」來教導孩子的父母。

NVIDIA 的 GR00T 模型,正是透過一個「數據金字塔」來進行訓練的:

  • 金字塔底層: 是大量的人類影片。
  • 金字塔中層: 是海量的模擬數據(即我們提過的「數位世界」練習)。
  • 金字塔頂層: 才是最珍貴、真實的機器人操作數據。

這種模式,大大降低了「教導」機器人新技能的門檻,讓機器人技術變得更容易規模化與客製化。

當機器人不再是「一個」物體,而是「任何」物體?

我們一路看到了機器人如何學會思考、觸摸,甚至舉一反三。但這一切,都建立在一個前提上:它們的物理形態是固定的。

但,如果連這個前提都可以被打破呢?這代表機器人的定義不再是固定的形態,而是可變的功能:它能改變身體來適應任何挑戰,不再是一台單一的機器,而是一個能根據任務隨選變化的物理有機體。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院特別具有代表性,該學院的仿生機器人實驗室(Bioinspired Robotics Group, BIRG)2007 年就打造模組化自重構機器人 Roombots。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)特別具有代表性。該學院的仿生機器人實驗室(BIRG)在 2007 年就已打造出模組化自重構機器人 Roombots。而 2023 年,來自 EPFL 的另一個實驗室——可重組機器人工程實驗室(RRL),更進一步推出了 Mori3,這是一套把摺紙藝術和電腦圖學巧妙融合的模組化機器人系統。

2023 年來自 EPFL 的另一個實驗室—可重組機器人工程實驗室(RRL)推出了 Mori3 © 2023 Christoph Belke, EPFL RRL

Mori3 的核心,是一個個小小的三角形模組。別看它簡單,每個模組都是一個獨立的機器人,有自己的電源、馬達、感測器和處理器,能獨立行動,也能和其他模組合作。最厲害的是,它的三條邊可以自由伸縮,讓這個小模組本身就具備「變形」能力。

當許多 Mori3 模組連接在一起時,就能像一群活的拼圖一樣,從平面展開,組合成各種三維結構。研究團隊將這種設計稱為「物理多邊形網格化」。在電腦圖學裡,我們熟悉的 3D 模型,其實就是由許多多邊形(通常是三角形)拼湊成的網格。Mori3 的創新之處,就是把這種純粹的數位抽象,真正搬到了現實世界,讓模組們化身成能活動的「實體網格」。

這代表什麼?團隊已經展示了三種能力:

  • 移動:他們用十個模組能組合成一個四足結構,它能從平坦的二維狀態站立起來,並開始行走。這不只是結構變形,而是真正的協調運動。
  • 操縱: 五個模組組合成一條機械臂,撿起物體,甚至透過末端模組的伸縮來擴大工作範圍。
  • 互動: 模組們能形成一個可隨時變形的三維曲面,即時追蹤使用者的手勢,把手的動作轉換成實體表面的起伏,等於做出了一個會「活」的觸控介面。

這些展示,不只是實驗室裡的炫技,而是真實證明了「物理多邊形網格化」的潛力:它不僅能構建靜態的結構,還能創造具備複雜動作的動態系統。而且,同一批模組就能在不同情境下切換角色。

想像一個地震後的救援場景:救援隊帶來的不是一台笨重的挖土機,而是一群這樣的模組。它們首先組合成一條長長的「蛇」形機器人,鑽入瓦礫縫隙;一旦進入開闊地後,再重組成一隻多足的「蜘蛛」,以便在不平的地面上穩定行走;發現受困者時,一部分模組分離出來形成「支架」撐住搖搖欲墜的橫樑,另一部分則組合成「夾爪」遞送飲水。這就是以任務為導向的自我演化。

這項技術的終極願景,正是科幻中的概念:可程式化物質(Programmable Matter),或稱「黏土電子學」(Claytronics)。想像一桶「東西」,你可以命令它變成任何你需要的工具:一支扳手、一張椅子,或是一座臨時的橋樑。

未來,我們只需設計一個通用的、可重構的「系統」,它就能即時創造出任務所需的特定機器人。這將複雜性從實體硬體轉移到了規劃重構的軟體上,是一個從硬體定義的世界,走向軟體定義的物理世界的轉變。

更重要的是,因為模組可以隨意分開與聚集,損壞時也只要替換掉部分零件就好。足以展現出未來機器人的適應性、自我修復與集體行為。當一群模組協作時,它就像一個超個體,如同蟻群築橋。至此,「機器」與「有機體」的定義,也將開始動搖。

從「實體探索」到「數位代理」

我們一路見證了機器人如何從單一的傀儡,演化為學會思考的外科醫生 (SRT-H)、學會觸摸的倉儲專家 (Vulcan)、學會舉一反三的通才 (GR00T),甚至是能自我重構成任何形態的「可程式化物質」(Mori3)。

但隨著機器人技術的飛速發展,一個全新的挑戰也隨之而來:在一個 AI 也能生成影像的時代,我們如何分辨「真實的突破」與「虛假的奇觀」?

舉一個近期的案例:2025 年 2 月,一則影片在網路上流傳,顯示一台人形機器人與兩名人類選手進行羽毛球比賽,並且輕鬆擊敗了人類。我的第一反應是懷疑:這太誇張了,一定是 AI 合成的影片吧?但,該怎麼驗證呢?答案是:用魔法打敗魔法。

在眾多 AI 工具中,Perplexity 特別擅長資料驗證。例如這則羽球影片的內容貼給 Perplexity,它馬上就告訴我:該影片已被查證為數位合成或剪輯。但它並未就此打住,而是進一步提供了「真正」在羽球場上有所突破的機器人—來自瑞士 ETH Zurich 團隊的 ANYmal-D

接著,選擇「研究模式」,就能深入了解 ANYmal-D 的詳細原理。原來,真正的羽球機器人根本不是「人形」,而是一台具備三自由度關節的「四足」機器人。

如果你想更深入了解,Perplexity 的「實驗室」功能,還能直接生成一份包含圖表、照片與引用來源的完整圖文報告。它不只介紹了 ANYmal-D 在羽球上的應用,更詳細介紹了瑞士聯邦理工學院發展四足機器人的完整歷史:為何選擇四足?如何精進硬體與感測器結構?以及除了運動領域外,四足機器人如何在關鍵的工業領域中真正創造價值。

AI 代理人:數位世界的新物種

從開刀、揀貨、打球,到虛擬練功,這些都是機器人正在學習「幫我們做」的事。但接下來,機器人將獲得更強的「探索」能力,幫我們做那些我們自己做不到的事。

這就像是,傳統網路瀏覽器與 Perplexity 的 Comet 瀏覽器之間的差別。Comet 瀏覽器擁有自主探索跟決策能力,它就像是數位世界裡的機器人,能成為我們的「代理人」(Agent)

它的核心功能,就是拆解過去需要我們手動完成的多步驟工作流,提供「專業代工」,並直接交付成果。

例如,你可以直接對它說:「閱讀這封會議郵件,檢查我的行事曆跟代辦事項,然後草擬一封回信。」或是直接下達一個複雜的指令:「幫我訂 Blue Origin 的太空旅遊座位,記得要來回票。」

接著,你只要兩手一攤,Perplexity 就會接管你的瀏覽器,分析需求、執行步驟、最後給你結果。你再也不用自己一步步手動搜尋,或是在不同網站上重複操作。

AI 代理人正在幫我們探索險惡的數位網路,而實體機器人,則在幫我們前往真實的物理絕境。

立即點擊專屬連結 https://perplexity.sng.link/A6awk/k74… 試用 Perplexity吧! 現在申辦台灣大哥大月付 599(以上) 方案,還可以獲得 1 年免費 Perplexity Pro plan 喔!(價值 新台幣6,750)

◆Perplexity 使用實驗室功能對 ANYmal-D 與團隊的全面分析 https://drive.google.com/file/d/1NM97…

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塑膠瓶泡牛奶,竟讓寶寶吞下數百萬塑膠微粒?恐慌的爸媽們,請先冷靜!
羅夏_96
・2020/11/29 ・2169字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 532 ・七年級

寶寶快快喝奶,然後看著孩子健健康康的快樂長大,想必都能帶給父母莫大的喜悅。但發表在 Nature Food 的新研究指出,在用塑膠奶瓶沖泡配方奶的同時,也會產生大量的塑膠微粒,隨著配方奶一同被寶寶喝下肚。

寶寶喝奶的同時,可能也把塑膠微粒喝下肚!圖/Pixabay

雖然有關塑膠微粒對人體影響的研究並不多,但讓寶寶喝下塑膠微粒這種讓人擔憂的情境,或許能增加人們對此的重視與研究。

什麼是塑膠微粒?從哪裡來?

目前科學上對塑膠微粒(Microplastics)沒有有明確的標準定義,但依據各界(如美國國家海洋暨大氣總署,NOAA)的普遍定義,塑膠微粒是直徑或長度少於 5 毫米(5 mm)的塊狀、細絲或球體的塑膠碎片。

其來源可分為三種,第一種是塑膠原料為了特定目的而生產的塑膠顆粒,一開始就製成小尺寸(如:洗面乳的柔珠),其融化後可製成更大的塑膠物、塑膠片;第二種是大塊塑膠經過風吹日曬、高溫等影響導致其脆化和分解後產生的小分子;第三種則是纖維,來自石油提煉產品所生產的布料、人造纖維(如:聚酯纖維、尼龍纖維等)清洗過程中產生的碎屑顆粒。

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隨著時間,大塊的、大片的塑膠也會逐漸變成小小的微粒塑膠。圖/Pixabay

愛爾蘭的三一學院的團隊近期發表了研究報告,他們依照國際衛生組織 (World Health Organization, WHO)建議的消毒方式與嬰兒配方奶沖泡指示測試了十種從 Amazon 買來的嬰兒用奶瓶,發現皆會產生大量的塑膠微粒。

聚丙烯 (polypropylene, PP)是一種常用於食品製造和存放的塑膠,而這些嬰兒用奶瓶不是全都由 PP、就是部分由 PP 而製成。

溫度增加,塑膠微粒也增加

他們發現,在奶瓶消毒的過程中,會產生 130 萬到 1620 萬的塑膠微粒。

尤其用滾燙的水直接沖洗奶瓶來消毒的方式,是讓塑膠微粒大量產生的關鍵。當消毒用水的溫度由 25℃ 上升到 77℃ 後,塑膠微粒的數量也由 60 萬上升到 550 萬。而且對單一奶瓶重複試驗 21 天,其產生的塑膠微粒數量並沒有降低。

該團隊根據這項初步研究,進一步分析世界不同地區對奶瓶種類的使用、每日平均配方奶攝取量、哺乳率等因素,來統計 12 個月大的嬰兒暴露在塑膠微粒的機會有多少。

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他們總結:亞洲和非洲地區的嬰兒暴露的機會最少;北美、歐洲與大洋洲的嬰兒暴露機會最大。

降低微粒釋放,可以怎麼做?

根據研究結果,他們有以下幾點建議來降低塑膠微粒釋放到奶瓶中。

不要讓沸水接觸奶瓶是首要原則。圖/Wikimedia

第一也是最重要的:不要重複用沸水消毒塑膠奶瓶,也不要直接在塑膠奶瓶中用沸水沖泡配方奶,更不要在使用塑膠奶瓶沖泡時使用微波爐!

他們建議應該使用非塑膠容器和至少 70℃ 的水來沖泡配方奶,待配方奶的溫度降到常溫後,再將其移到高品質的嬰兒餵食用塑膠容器中。

至於消毒方面,他們建議沖泡配方奶的容器應用玻璃或不鏽鋼等材質,用沸水沖洗後以常溫滅菌後的水至少再潤洗三次較佳。

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等等,塑膠微粒真的那麼可怕嗎?

在你開始焦慮、恐慌之前,也千萬別忽略以下幾個重點!

首先,關於塑膠微粒對於人體健康的影響,目前並沒有太多研究,同樣地,塑膠微粒在食品中是否有毒性,也沒有足夠和確切的證據與研究。

誒等等!我們確定塑膠微粒真的有害嗎?圖/Giphy

近期 WHO 發出聲明:「沒有證據指出塑膠微粒在飲用水中會造成健康影響」,但也別因此又疏忽大意、每天用熱水重複沖洗奶瓶了,畢竟這項聲明也是從當前有限資料中得出的結論。

另外,這篇研究的團隊也表示,他們並不想提出任何有關嬰兒飲食安全的建議,也沒有想對家長們大聲疾呼這個議題,只是希望這篇研究能拋磚引玉,讓更多研究團隊和組織能重視塑膠微粒對人體和健康的影響,進而加速此領域的研究。

墨爾本皇家理工大學的 Oliver Jones 教授也分享了自己的看法:

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當他第一眼看到這個研究的標題和結論時,感到很驚恐,但細想之後,他才發現我們目前對於塑膠微粒之於人體的影響所知甚少,遑論其毒性。

這篇研究確實成功引起不少學者的注意,包括他自己。「這篇研究是拼圖的一小塊,讓我們意識到或許塑膠微粒的問題比我們想像的更大。這個議題是需要跨領域的研究和整合,而且越快越好!」Oliver Jones 教授如此說道。

參考資料

  1. Li, D., Shi, Y., Yang, L., Xiao, L., Kehoe, D. K., Gun’ko, Y. K., … & Wang, J. J. (2020). Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation. Nature Food, 1-9.
  2. World Health Organization《Microplastics in drinking-water》
  3. EXPERT REACTION: Babies exposed to huge amounts of microplastics from their bottles
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羅夏_96
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同樣的墨跡,每個人都看到不同的意象,也都呈現不同心理狀態。人生也是如此,沒有一人會體驗和看到一樣的事物。因此分享我認為有趣、有價值的科學文章也許能給他人新的靈感和體悟