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科工館全新常設展:「啟動創新實驗場」科技任務破關秘笈

趙軒翎
・2017/04/14 ・4467字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

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本篇文章由工業研究院贊助,泛科學策畫執行。

如果你真的受夠了排隊排超久,好不容易進展場還得跟手持各種鏡頭的熱情攝影師和模特,一起搶著跟公仔拍照殺底片的展覽。就讓 J 編來推薦你一個可以揪親朋好友一起,動手玩平板、動腦解習題的超值展覽。

工業研究院和高雄的國立科學工藝博物館聯手打造「啟動創新實驗場」常設展,讓參觀的大小朋友可以跟現場的 34 項創新科技互動。就跟著 J 編先來現場體驗一下。

還沒進到展場裡面就會被展場左邊的機器人大大所吸引,這隻機器人不僅會幫你倒咖啡,還可以跟你一起下西洋棋。工研院的智慧視覺系統機器人,用深度視覺感測空間位置,再控制機器手臂倒咖啡和下棋。

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進入啟動創新實驗場變身為美少女戰士創新小尖兵之前,要先在櫃台領取研發紀錄簿。這次可不是什麼校外教學學習單,而是一人一台平板電腦!基本上只要國中以上,就能用身分證件借到一台。準備好研發紀錄簿的小尖兵會先被帶領到「實驗基地」,讓大家熟悉手中平板的操作方式。

酷炫的研發紀錄簿,其實拿著整場還是有點重量的。圖/作者攝影

在展場中使用研發紀錄簿的方式其實蠻簡單的,大致上有以下三種狀況:

1. 看到啟動創新實驗場 logo 的平台,將研發紀錄簿平放上去
2. 看到地標形狀的展座時,將平板以「鏡頭向外」的方式放入浮空投影幕右邊的插槽中。

畫面右方的就是所謂的坐標形狀展座,會出現在之後的【循環天地】展區,只要將平板以「相機鏡頭朝外」的方向插入,就能啟動展品介紹。

3. 看到 QRcode 時,開啟鏡頭掃描 QRcode。

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還搞不懂操作方式其實不用太過擔心,開始任務前,會有專人完整解說和帶領操作。

這個「遊戲」的最主要設定是明日創造者,藉由探索展場內的創新科技,來啟動未來。整個展覽共有六個展區,每個展區需要體驗兩項指定的科技,並且通過測驗才能算順利過關。

J 編小提醒:到各關都要認真看介紹,不然真的會卡關啊~

循環天地:發展經濟也要兼顧環境永續

第一個展區來到【循環天地】,一進到展區,手上的平板就感應到我的位置,便開始播放專屬這個展區的資訊,以及傳送指定挑戰的任務。看到這麼多地標形狀的展座,相信聰明的朋友還沒忘記平板使用方式第二招,找到自己要挑戰的任務所屬的地標展座,就可以把平板插入插槽,開啟挑戰。每一個展座展示一項科技技術,在插入平板後就會顯現浮空投影,搭配原本就展示在小黑框內的技術關鍵材料,開始講解這個技術。

不過這個展座中的浮空投影,在實際觀看的過程其實有些辛苦,投影出來的字幕並不是很容易看,又要即時吸收說明的資訊,真的要專注專注再專注。在此提醒大家,展覽過程中每個介紹影片後會有幾題問題要回答,要答對才能破關;答錯的朋友就只好再操作一次(重新複習影片),才能夠完成任務喔!(J 編絕對沒說自己第一個任務整整看了兩次影片,才正確回答問題……)

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在坐標展座中的浮空投影,正在解釋 Lignoxy™ 木質素環氧樹脂技術。這是一個運用生質材料木質素開發的環氧樹脂,可以避免現有環氧樹酯的雙酚A問題。圖/作者攝影。

這個展區所展出的展品有一個重要的共同特點,這些技術都是在工業、科技產品產出過程中,將所使用的材料、產品與產生的廢棄物,重新回收到生產鏈中。舉例來說,在鍍金或電路板的生產過程中大量使用金這種貴金屬,然而許多金離子最後卻是出現在廢水中無法回收,流向大海不復返。其中一項「生物蛋白煉金術」就是工研院在地熱水中發現的新型菌株,它特有的蛋白質構型特別容易吸附金離子,讓我們可以在工業廢水中「淘金」。

在解完這個展區兩個任務後,可以將研發紀錄簿放到展區中央的「城市之光」上,平板放置架旁邊有個感應區,在你用手接觸後會感應體溫,啟動光影秀。只有一台平板時,只會啟動眼前這小區;但若你集結了多個完成任務的朋友,同一時間啟動,眼前整個城市就會動起來、亮起來囉!

解完【循環天地】的Bonus:城市之光。總共可分為六個區塊,只要放上解完任務的平板,並且用手感應,就會啟動平板前面這一區,會有驚喜的小小表演。若六個對有一起放上平板和啟動,就能召喚出……。圖/作者攝影

機關密室:創新科技的民生應用

【機關密室】的展區以光雕牆面作為設計,其中許多展品都很適合應用在生活中。其中最吸引人的大概就是展區中的消防滅火器,對於消防人員來說,火場「有火、有煙、有危險」,但常常「沒水、沒電、沒光線」。要能讓打火弟兄進入火場時能看清楚眼前的狀況,工研院研發這組消防瞄子燈,在消防水管中安裝微型渦輪發電機,將流過水管的大量水柱的流體動能,轉換成電能,提供現場照明。另一方面,也能將能量儲存起來,即使在沒有噴水的狀況下,也能有燈光。在展場中,展出了一組消防瞄子燈,讓大家滅滅虛擬的火,小小體驗一下。

消防瞄子燈。沒有拍到的是啟動後,水管前的牆壁會出現模擬火焰,你可以將水管對準火焰假裝滅火。在這過程中你可以看到因水流啟動的照明裝置啟動,相信未來能幫打火英雄照亮火場的路。圖/作者攝影。

星際廣場:物聯網大未來

【星際廣場】這一區的展品大概是整個展場中,會讓小朋友最最最興奮的一區。會場整體以星空、宇宙為場景設計,正中央就是兩台賽車遊戲機,正前方還有大螢幕即時播放玩家實況。這是工研院為了展出「車載資通訊技術」的智能車體驗,透過座位前方搖桿操作螢幕上的虛擬車,在星際廣場上的車道奔馳,還可以跟隔壁的朋友來場速度之爭。這個技術在駕駛過程中能夠透過無線通訊和感測技術,讓車輛與車輛進行溝通,將一公里以內的資訊傳遞給駕駛員,像是出現車輛碰撞危險、壅塞回堵等道路狀況等資訊,讓駕駛可以即時迴避。

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運用「車載資通訊技術」的智能車體驗。圖/工研院新聞稿

不過在本人弱到爆炸的開車技術下,要讓車子穩穩開在路上不要撞到護欄就已經要謝天謝地了,不要說認真注意這些通知訊號(J 編自請重回駕訓班砍掉重練)。貼心提醒星際廣場駕駛們,操縱搖桿輕輕移動就好,它的方向感應實在有點敏感……

星際廣場另一個值得推薦的科技展品,就屬很想推薦給三星的「鋰電池防爆金鐘罩」。在鋰電池發生內部短路狀況時,很難從外部的電子電路偵測到,電池因此溫度持續升高,造成正負極之間的隔離膜溶解,造成大量正負離子流動,短路狀況更為嚴重因而導致爆炸。而高安全性鋰電池 STOBA® 材料是種充滿空隙的圓球狀樹枝結構,把它塗在正極表面,在電池內部溫度升高時,STOBA® 的樹枝狀末端會與相互反應,形成一個綿密的立體網狀保護膜,阻斷正負離子流動,有效降低電池溫度,也因此能避免爆炸啦!

時空航站:資訊的辨識科技與整合應用

如果你是跟朋友們一起來體驗這個展覽,在【時空航站】的「可見光通訊技術」展區,大家可以坐在一個虛擬機艙,休息一下,啊不對是了解這個創新技術。日常生活中的 LED 照明已經很普遍,但這道光在未來可能很有價值,因為它能用來傳遞訊息。在燈具上加上光訊號模組,就可以將數位訊號加載在光波中,接收端收到光照再經過解碼,就可以收到訊息。

這時就要來解釋為什麼這個體驗要設計一個虛擬機艙背景了,一般來說飛機在起降的時候,手機發出的電磁波輻射會影響到導航系統,但若換成可見光通訊技術就能避免這個問題。所以這個展品設計,絕對不是只是讓你坐在位置看完技術說明影片,然後跟朋友們拍個照這樣而已。(這張照片可以在啟動創新實驗場的官網下載,但參觀完記得要註冊帳號,才能把你的體驗過程留下來啊!)

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健康視窗:創新醫療服務

【健康視窗】展區中的虛擬X光顯示螢幕。圖/作者攝影

【健康視窗】展區的正中央是兩大塊螢幕,只要一靠近就會發現,你就會發現你的骨骼赤裸裸的展現在大家眼前(羞)別擔心這只是 X 光效果的骨骼,剛好與你的動作連動。

這個區塊展出的是創新的醫療科技,例如不用碰到你的身體,用光線就能偵測到你的心跳(心頭偷偷小鹿亂撞,會被發現啊)的「影像式心率偵測技術」;用於骨折時固定骨頭的「金屬 3D 列印骨釘」;或是幫助行動不便的人重新站起來的「行動輔助機器人」都是相當有看頭的展品。

科技家居:生活處處都能有創意

最後一個展區【科技家居】,我覺得是整個展場展出的科技中,最容易被一般人應用在生活當中,也很期待可以趕快應用在每個人的家中。

我自己很想擁有的是「筷潔菌」和「光淨隨飲杯」,透過深紫色光 LED 殺菌器,短短 90 秒的時間就可以幫每餐要用到的筷子,消滅 99% 看不見的敵人。同樣的技術用在隨手杯上,也可以幫我們的飲用水殺菌。

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此外,或許你有裝修過房子的經驗,運用木材做裝潢難免會留下一股刺鼻的味道,這是使用以脲素甲醛膠為主成份的木材黏著劑,所留下的痕跡。然而甲醛成分會不斷散發出來,時間可以長達 15 年之久,會讓人感到不適。工研院從植物纖維素衍伸物中研發「無甲醛黏著劑」,來取代舊的木材黏著劑,避免甲醛繼續殘害你我的鼻子。

啟動未來

六個展場全部逛完,解完所有任務,大概會花一個小時左右。不過,小尖兵們解完所有任務不要急著走,記得要到展場中央的【啟動未來】展區,進行最後一個小小的儀式。進場的所有夥伴可以一起將研發紀錄簿,放在展場環形平台的平板放置台上,同時按下啟動的按鈕,就能享受一場燈光秀。

在還平板之前,只要簡單註冊一下,填寫 email 和密碼,就可以在官方網站上看到自己這一天辛苦換來的積分。積分的高低也會影響到你的職稱差異,職稱從實習生→助理研究員→研究員→資深研究員→明日研究員,未來還可以用同一個帳號再去挑戰,解不同的任務累積積分。其實在每次任務之後,還附贈了很多加分題,你可以選擇回答或是跳過,而這些作答都會影響到最後積分。J 編這一次升等到助理研究員,等你來超越我囉!

「啟動創新實驗場」展場資訊:

.展期:2017 年 4 月 7 日(星期五)起常設展出
.地點:國立科學工藝博物館六樓三方館(高雄市三民區九如一路 720 號)
.開放時間:週二到週日 9:00-17:00
.為確保參觀品質,「啟動創新實驗場」採限定場次預約方式入場。團體參觀可撥打電話預約;一般散客參觀,可於當日在展場服務台預約登記,領取場次號碼牌,於指定場次進場體驗。團體參觀預約電話:0800-800-236
官方網站

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本文同步刊登於 i 創科技網站

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趙軒翎
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在「一日生科,終身科科」的年代,即使鬧家庭革命都堅持要念生科,卻在畢業之際決定走出實驗室找尋新的出路。因緣際會就這麼踏入了科學傳播領域,雖然一路跌跌撞撞,但仍相信自己可以用知識改變這個世界。聯繫方式:scimonth.chao@gmail.com

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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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從販賣機到智慧設備:物聯網的發展歷程
數感實驗室_96
・2024/06/23 ・1135字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 國立臺灣師範大學 委託,泛科學企劃執行。 

在這個通信技術普及的年代,我們不斷介紹各式各樣的通信技術。大多數的通信技術都是為人服務的,這似乎是理所當然的。然而,有一種通信技術並非直接為人服務,而是為物體之間的交流提供支持。這種技術不僅存在,而且在現代已經成為最主要的通信形式之一,我們稱之為——物聯網(IoT)。

物聯網,Internet of Things,簡稱 IoT,顧名思義就是物品,機器、設備連上網路。

在我們生活中,如智慧手錶和藍牙耳機這些穿戴式設備,它們各自擁有特定功能,同時又能透過藍牙技術相互連結,這就是物聯網的一種應用。

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你可能會問,手機也算是物聯網的設備嗎?

這取決於你如何定義和使用手機。如果是人們使用 5G 或 4G 技術彼此傳訊息和溝通,那麼這不屬於物聯網的範疇。但當手機與藍牙耳機或智慧手錶連接時,它們之間的互動更符合物聯網的概念。因此,物聯網的基本定義是,不直接涉及人跟人、或是人與設備的互動。基本上都是設備跟設備之間的溝通。

通信是人類最基本的需求,同時也帶來無限商機,就像我們不想跑到別的地方買可樂,卻發現賣光了一樣,科技為能解決這些需求,促使通信技術的持續成長。

如同手機的普及帶動了市場需求,從一家一部的電視和冰箱,到人人一支的手機,並且每隔幾年就更新換代。這種商機吸引了企業的投資,也推動了強大的研發動能。

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而現在,我們正生活在一個設備數量遠超人類數量的時代,從藍牙耳機、智慧手錶,到遍布全球的智慧設備,物聯網的技術已經無處不在。

不妨思考一下,還有哪些需求尚未被滿足,也許它們正是下一個物聯網應用的起點。

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參考資料

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數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/