甜點的奇幻旅程

本文與 研華科技 合作，泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言，總能牽動整個 AI 產業的神經。然而，我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線，那如果哪天「網路斷了」，會發生什麼事？

想像你正在自駕車打個盹，系統突然警示：「網路連線中斷」，車輛開始偏離路線，而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭，開始暴走跳舞，甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎？當然不是！也因為如此，「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端，AI 就能在現場即時反應，不只更安全、低延遲，還能讓數據當場變現，不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ？

邊緣 AI，乍聽之下，好像是「孤單站在角落的人工智慧」，但事實上，它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前，像是企業、醫院、學校內部的伺服器，個人電腦，甚至手機等裝置，都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算，稱為邊緣運算；而在邊緣節點上運行 AI ，就被稱為邊緣 AI。簡單來說，就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力，「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

那麼，為什麼需要這樣做？資料放在雲端，集中管理不是更方便嗎？對，就是不好。

第一個不好是物理限制：「延遲」。
即使光速已經非常快，數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房，再把分析結果傳回來，中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回，就算只是幾十毫秒的延遲，對於需要「即刻反應」的 AI 應用，比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時，每一毫秒都攸關安全與精度，這點延遲都是無法接受的！這是物理距離與網路架構先天上的限制，無法繞過去。

第二個挑戰，是資訊科學跟工程上的考量：「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送，湧入的資料數據量就像超級大的水流，一下子就把水管塞爆！要避免流量爆炸，你就要一直擴充水管，也就是擴增頻寬，然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理，把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端，是不是就能減輕頻寬負擔，也能節省大量費用呢？

第三個挑戰：系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時，一旦網路不穩、甚至斷線，那怎麼辦？很多關鍵應用，像是公共安全監控或是重要設備的預警系統，可不能這樣「看天吃飯」啊！邊緣處理讓系統更獨立，就算暫時斷線，本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應，這在工程上是非常重要的考量。

所以你看，邊緣運算不是科學家們沒事找事做，它是順應數據特性和實際應用需求，一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇，是我們想要抓住即時數據價值，非走不可的一條路！

邊緣 AI 的實戰魅力：從工廠到倉儲，再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了，接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢？它強就強在能夠做到「深度感知（Deep Perception）」！

所謂深度感知，並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減，而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型，從原始數據裡面，去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

以研華科技為例，旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例，利用物件偵測模型，快速將工業產品中的瑕疵挑出來，而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測，因此品管上能達到一致性，減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中，檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品，替工廠節省大量人力，同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

此外，在智慧倉儲場域，研華與威剛合作，研華與威剛聯手合作，在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台，打造倉儲系統的 AMR（Autonomous Mobile Robot） 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣，AMR 不需要事先規劃好路線，靠著感測器偵測，就能輕鬆避開障礙物，識別路線，並且將貨物載到指定地點存放。

當然，還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning )，除了可以做備忘錄跟排程規劃以外，還能將實務上碰到的問題記錄下來，等到之後碰到類似的問題時，就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問，那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了？其實，對許多企業來說，內部資料往往具有高度機密性與商業價值，有些場域甚至連手機都禁止員工帶入，自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安，又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言，自行部署大型語言模型（self-hosted LLM）才是理想選擇。而這樣的應用，並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，體積僅如後背包大小，卻能輕鬆支援語言模型的運作，實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現：要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型，會不會太吃資源？這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一：如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」，又不減智慧。接下來，我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

語言模型瘦身術之一：量化（Quantization）—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限，大模型卻越來越龐大，「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像：有些畫面細節我們肉眼根本看不出來，刪掉也不影響整體感覺，卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此，只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示，什麼是浮點數？其實就是你我都熟知的小數。舉例來說，圓周率是個無窮不循環小數，唸下去就會是3.141592653…但實際運算時，我們常常用 3.14 或甚至直接用 3，也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思！ 

然而，量化並不是那麼容易的事情。而且實際上，降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時，工程師會精密調整，確保效能在可接受範圍內，達成「瘦身不減智」的目標。

模型剪枝（Model Pruning）—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型，其實就是在搭建一整套類神經網路系統，並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而，在這麼多參數中，總會有一些參數明明佔了一個位置，卻對整體模型沒有貢獻。既然如此，不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候，總會雜草叢生，但這些雜草並不是我們想要的作物，這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在，而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術，就稱為 AI 模型的模型剪枝（Model Pruning）。

模型剪枝的效果，大概能把100變成70這樣的程度，說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助，但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型，僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手，採取更治本的方法：一開始就打造一個很小的模型，並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」，是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾（Knowledge Distillation）—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下，一位經驗豐富、見多識廣的老師傅，就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在，他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案，老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」，例如「為什麼我會這樣想？」、「其他選項的可能性有多少？」。這樣一來，小小的學徒模型，用它有限的「腦容量」，也能學到老師傅的「智慧精髓」，表現就能大幅提升！這是一種很高級的訓練技巧，跟遷移學習有關。

舉個例子，當大型語言模型在收到「晚餐：鳳梨」這組輸入時，它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯：50%，蝦球：30%，披薩：15%，汁：5%」。在知識蒸餾的過程中，它可以把這套機率表一起教給小語言模型，讓小語言模型不必透過自己訓練，也能輕鬆得到這個推理過程。如今，許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成，讓我們得以在資源有限的邊緣設備上，也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是！即使模型經過了這些科學方法的優化，變得比較「苗條」了，要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料，並且高速、即時、穩定地運作，仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說，要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型，真正放到邊緣的現場去發揮作用，就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

邊緣 AI 的強心臟：SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色！那麼，它到底厲害在哪？

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要？因為 GPU 的設計，天生就擅長做「平行計算」，這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的！

你想想看，那麼多數據要同時處理，就像要請一大堆人同時算數學一樣，GPU 就是那個最有效率的工具人！而且，有多張 GPU，代表可以同時跑更多不同的 AI 任務，或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果，在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎！

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房，有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計，體積相對緊湊，散熱空間也比較好（這對高功耗的 GPU 很重要！），部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算，進行「工程化」，讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格，背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場，系統穩定壓倒一切！你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧？這些設計確保了部署在現場的 AI 系統，能夠長時間、穩定地運作，把實驗室裡的科學成果，可靠地轉化成實際的應用價值。

台灣製造 × 在地智慧：打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能，能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署，及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析，還是其他 AI 相關的服務，都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務，讓企業在啟動 AI 專案前，大幅降低前期投入門檻，靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構，從精密製造、城市交通管理，到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全，都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是，這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示，這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果，往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI，不只是一項技術創新，更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場，就能被有效的「理解」與「利用」，是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石！

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本文由 家樂福食物轉型計畫 委託，泛科學企劃執行。

• 文 / 陳彥諺

《烘焙東西軍》熱映開播啦！這一集真的很「熱」，因為節目邀請到了兩位烘焙達人來到現場熱烘烘的烤！麵！包！

第一位華麗登場的，是有著亮麗小鬍子、動作咻咻咻超有效率的「有添加師傅」，另外一位古意老實、動作慢條斯理的，則是近年來越來越被看重的「無添加師傅」——這是一場「有添加」與「無添加」的世紀大對決！

「有添加」與「無添加」的世紀大對決

外表亮麗的有添加師傅，其實早已憑著「三好」稱霸市場多年。所謂的三好，是好快、好吃、好美！為何會這麼說呢？

食品添加物存在於食品中許久，早期因為食物加工技術不夠精良，為了食品安全無虞，便添加可以讓食物安定的添加物，延長保存期限。又因為食品添加物可以改變食品的外觀、口感、縮短製作時程等，因此，長期以來受到業者及消費者的偏愛。

不過，近來由於食安事件頻繁，食品添加物早已偏離了原先讓食物安全的初衷，在追求好吃、好快、好美的背後，卻可能造成身體上的負擔與健康風險！製造過程是否安全合理？乾淨衛生？也是打了許多問號。

再加上現在因健康養生的意識抬頭，消費者們越來越注重吃下肚子的食物成份，開始努力追求簡單無添加。也因為隨著食品加工技術越來越棒，能夠透過改善製程，有效減少添加物的必要性。終於，在消費者意識抬頭、技術成熟等各方條件皆備下，古意老實、耗費工時的無添加師傅，多年以後，開始受到矚目啦！

在這場世紀對決中，有添加師傅在民眾都還來不及反應時，就已經做好了熱騰騰的麵包，每一個麵包都飽滿好看、香氣濃郁，簡直是施了魔法一樣！但見到這麼多食品化工添加物做出來的麵包，難道就不能有更健康的材料選擇或做法嗎？

反觀無添加師傅，他按部就班的從麵粉開始精心挑選，接著再逐一加入可以溯源的材料，接下來，順應麵包的特性自然發酵。即使有添加師傅已經端出熱騰騰的麵包了，無添加師傅仍然不為所動，他循序漸進，寧可耗時製作，堅持做自己的無添加麵包。

無添加師傅之所以堅持，那是因為他秉持著麵包不用任何添加物，不講求快速便利，用純淨的原料配方、遵循傳統法國工法，做出來的麵包也可以照樣香氣四溢、美味好吃，更重要的是每一口都吃的健康又安心！

當兩位師傅的麵包端上評審桌⋯⋯

有添加師傅的麵包外表金黃澎潤漂亮，無添加師傅的則是外表非常質樸。

不過，當評審們吃下麵包後，外表質樸的無添加師傅，竟然擄獲了評審們的心！

怎麼辦到的呢？這是因為花了較多時間製作的無添加麵包，保濕度較佳，口感也較有層次。當評審一口接著一口品嚐，會發現吃的都是食物的鮮甜原味—無添加麵包是名為「裸麵包」的寶藏男孩啊！他不同於外表上看起來質樸敦厚，只要用心切開，裏頭包裹著滿滿新鮮在地的果乾和堅果，是誠心誠意的美味。

烘焙界的寶藏男孩「裸麵包」，是怎麼來的？

堪稱烘焙界的寶藏男孩「裸麵包」，是來自於家樂福自製的烘焙產品。長期關注食物真實性與為顧客把關健康的家樂福，2014 年就開始著手了「無添加驗證計畫」，也在 2019 年取得了「A.A. 無添加驗證標章」，更透過第三方專業機構親赴產線檢驗、不定期抽查等層層審核程序，取得了嚴謹認可。

要打造寶藏男孩般的「裸麵包」，並不是容易的事。許多標榜安心安全的麵包，都只能做到製程及配料上的無添加；而追求極致的家樂福，自製白吐司則從特製 100% 的無添加麵粉開始，掌握源頭，做最純淨、最真實且赤裸的麵包。

這是一款依循歐盟規範，取得 A.A. 無添加標章，第三方驗證後可信賴的麵包。

這是關注在地的暖心麵包，嚴選在地好食材、講求動物福利，選用當季水果、非籠飼雞蛋、透明鮮奶、以安佳奶油取代人造奶油⋯⋯。

這是減塑又減廢，以醜蔬果製作配料，減少食材浪費，更導入環保包材，友善環境的麵包。

烘焙東西軍「有添加師傅」與「無添加師傅」的對決，我們看到了，天公疼憨人，穩扎穩打、工法較繁複的無添加製程，受到消費者的青睞——這一場對決，由純粹、誠實、充滿善意的裸麵包，「無添加師傅」獲勝。

• 文／雅文基金會聽語科學研究中心 張殷綮 研究助理

在美國哈佛大學心理學教授平克（Steven Pinker）的眼裡，音樂不過是一塊「聽覺的乳酪蛋糕」（auditory cheesecake），對人類的生存、繁衍一點用處也沒有，只是在演化的路上被選擇出來的娛樂附屬品。然而，音樂卻承載著人類的歷史文化，具有豐富多變的形式。

在淵遠流長的時間長河下，難道音樂真的一點用武之地也沒有嗎？喔不，誤會可大了！其實音樂就像一塊生乳酪蛋糕，只要將其中的基本元素加以烹調，就能變成像是說話、唱歌般的輕乳酪和重乳酪蛋糕！高熱量會讓大腦 up up 動起來消耗卡路里，不僅會分泌多巴胺，還能強健體魄，就讓我們來告訴你關於聽覺乳酪蛋糕可能會讓你很意外的 point 吧！

音樂、說話和唱歌，就像是生乳酪、輕乳酪和重乳酪蛋糕

試著打開 Google 翻譯，請 Google 小姐唸唸看「紅鯉魚與綠鯉魚與驢」或是「紅鳳凰黃鳳凰藍鳳凰粉紅鳳凰」，你是否發現，相較於真實語言，少了那麼點韻味呢？其實，口說語言的自然語韻就蘊含著音樂成分，節律及語調不僅暗藏著溝通線索，其中的音高、節奏與音量變化所組織而成的旋律，還能夠製造情緒的張力！

音樂的發展其實和語言同步，人類約需要花費 25 到 50 毫秒來辨認不同樂器的音色，而在提取話語中每一個音節的音素，所耗費的秒數也差不多。在媽咪的子宮時，我們就透過媽咪的聲音進行聽能訓練，學著將聲音與情緒連結。

初來乍到這個世上時，我們更是保留了對於各種聲音的敏感度，直到 6 個月大時，才逐漸被身處的文化習染，偏好特定的語言與音樂表現形式，為日後的發展奠下基石。因此，我們從小講話就不像 Google 小姐平直呆板，而是能隨著自身的狀態與情緒發聲（ENT & Audiology News, 2016; Brandt et al., 2012）。

原來，一字一句，不僅是平上去入的分別，還有著音高的起伏、節奏的快慢、音量大小的變化，宛如歌唱一般。我們很自然地懂得要將「紅鯉魚與綠鯉魚與驢」的「與」放輕，也懂得在不同顏色的「鳳凰」之間稍作停頓。如果想強調某個詞彙，便會加重語氣，比如在句末把「驢」字拉長，同時拔尖聲音、提高音量。如此一來，就更能讓聽者注意到「驢」的存在——「池塘裡明明游著紅鯉魚與綠鯉魚，怎麼突然出現驢子呢？」

由此看來，音樂、歌唱和說話的核心元素似乎沒有太多不同。透過這些高低起伏的韻律、有快有慢的節奏等特徵，都能讓對方聽得更輕鬆、理解更順暢！

享受蛋糕前，大腦得要 one more two more 動起來

要感受旋律的音高與和聲變化，需要倚靠聽覺系統順利運行，但大腦這台超級電腦可沒那麼簡單。一首曼妙的舞曲通常需要結合不同的腦區互相合作，溝通往來，例如「音調」便可能同時牽涉到小腦與前額葉皮質的運作（The Kennedy Center 50, n.d.）。那麼，音樂當中許多不同的組成元素，又分別由哪些腦區協調、操控呢？

嘻哈歌手動感又富含節奏性的饒舌歌曲，平平仄仄平，自成韻律，是音樂中不可或缺的元素。不管是用手指頭輕輕叩打桌面，還是拿起鼓棒奮力向鼓面一擊，都會牽涉到小腦和運動皮質的運作。從西方的古典音樂到藍調、民謠，甚至是爵士樂與搖滾樂，不同的音樂風格都有既定的模式，久而久之，人們便有了預期心理，而大腦的前額葉皮質便有偵測節奏是否規律，判斷音程、調性是否合理的功用。

然而，也正是這種機制的存在，人們對意想不到的編曲會感到驚喜，而情緒的引發又有賴於小腦、伏隔核和杏仁核的運作。如果要在音樂會演奏一場曲目，更是會牽涉到小腦、視覺皮質、感覺皮質與運動皮質的同步運作，就算有譜可以偷瞄一眼，也必須練到滾瓜爛熟，讓記憶能儲存到海馬迴。畢竟，不看指揮，指揮可是會生氣的呢（The Kennedy Center 50, n.d.）！ 

既能像乳酪蛋糕帶來愉悅，又能像彈力帶般健腦凍齡

近來健身風氣盛行，上班族坐久了，下班都需要活絡筋骨，而音樂也像是大腦聽覺系統的健身器材，讓每一條聽覺神經更為強健、敏銳。

所謂的音樂訓練講究主動參與，是一種高強度的認知訓練，不僅講求每一個音符和表情符號都要達到有效的情緒溝通與渲染效果，還必須對聲音的細節，諸如音高、時值、音色等，保持敏銳的感受力，甚至涉及工作記憶（working memory）、執行功能（executive function）以及多重感官的整合，學會如何分辨不同的聲部，跟著主旋律，與其他歌手、樂手合作表演。每一次的練習，都是在強化耳蝸、腦幹與聽覺皮質間的迴路，形成一反饋系統——這就是為什麼音樂家對於聽覺訊號會特別敏感，甚至能預測音樂進行走向的緣故（Kraus & Chandrasekaran, 2010）。

在神經科學的研究中，就發現音樂家的腦波活動異於常人，不但對高音出現更明顯的反應，在偵測非語言訊號（像是嬰兒的哭鬧聲）等，反應也比未接受過音樂訓練的人強烈。大量的聽覺刺激使音樂家對於言語中的基礎頻率、時值變化、諧波組成成分，以及子音過渡到母音的起始點更為敏銳，甚至是在聽覺相關的注意力、記憶力都有較好的表現，能在嘈雜的環境中辨識語音。音樂訓練可說是練就了音樂家耳聽八方的能力，促進其聽能技巧的發展（Kraus & Chandrasekaran, 2010）。

不用人人都是蛋糕師傅，純享用也可以

相信學音樂的人一定對「我沒學過音樂啦！不懂啦！」這句話不陌生。不管是樂團主唱還是合唱團員，也時常聽到對方聲稱自己不會唱歌，彷彿音樂訓練是一種標誌，是享有特權的人才能擁有的專利。

然而，生活周遭中的音樂俯拾即是，不管是戴著耳機播放自己建立的最愛清單、關注最新的歌曲排行榜，還是看電影、玩遊戲時，使人身歷其境、驚心動魄的背景音樂，或是唱卡拉 OK、參加演唱會時，不自覺的身體律動等等，都會讓人潛移默化，足以吸取對特定文化背後所富藏的音樂相關知識（Putkinen et al., 2013）。

研究更指出，早年的音樂活動可能會帶動聽能技巧與注意力的發展，進而對學齡後的語言表現造成正面影響。而在電生理訊號的研究中，參與音樂活動的多寡又與 2 到 3 歲孩童對聽覺刺激反應的偵測能力相關。此時，你是不是正回想著小時候有沒有乖乖去操場跳早操，然後好好上音樂課、吹直笛呢（Putkinen et al., 2013）？ 

關於聽覺乳酪蛋糕可能讓你很意外的 point

音樂的「健耳」功效也常用在聽損療育。相較於正常耳蝸有著高達 3,500 個毛細胞，能處理 20 到 20,000 赫茲間的聲音頻率，人工電子耳只有 12 到 22 個電極來處理 200 到 8,500 赫茲之間的語音頻率。

因此，配戴電子耳的人，面對較為細緻的聲音處理（如語言韻律與情緒感知）需要更大的音高變異性，才能察覺其中的分別；另外，有研究指出，在分辨中文聲調時，這些人也會遇到困難（Jiam & Limb, 2020）。

此時，在聽能復健中導入音樂便十分重要，因為許多歌曲就涵蓋大量重複、輪替的編曲技巧，不僅能讓聽損者仔細聆聽，也有說唱的機會，更能增加互動性、增強自信心、提升社交生活品質（Torppa & Huotilainen, 2019）。

人在年老時，聽覺神經的反應會逐漸下降，但根據陸續進行中的相關研究，晚期音樂的介入還是能達到終身音樂學習的效果，只是幅度較小。此外，音樂不僅有抗老化的作用，還能提高老人家參加社交活動的機會。透過節奏來帶動感官認知與運動整合，還能防止老人家摔倒（Kraus & White-Schwoch, 2017）。

此時此刻，你是不是想打開音樂軟體，盡情地享受這塊營養又美味的乳酪蛋糕呢？

1. Brandt, A., Gebrian, M., & Slevc, L. R. (2012). Music and early language acquisition. Front. Psychology, 3:327.
2. Garrido, C. (2016). Why does music move us? Music as auditory signals of emotion. ENT & Audiology News.
3. Jiam, T. N., & Limb, C. (2020). Music perception and training for pediatric cochlear implant users. Expert Review of Medical Devices, 17:11, 1193-1206.
4. Kraus, N., & Chandrasekaran, B. (2010). Music training for the development of auditory skills. Nat Rev Neurosci, 11, 599–605.
5. Kraus, N., & White-Schwoch, T. (2017). Music Keeps the Hearing Brain Young. Hearing Journal, 70(11), 44–46.
6. Putkinen, V., Saarikivi, K., & Tervaniemi, M. (2013). Do informal musical activities shape auditory skill development in preschool-age children?. Front. Psychol., 4:572.
7. McCollum, S. (2019). Your Brain on Music: The Sound System Between Your Ears. The Kennedy Center.
8. Torppa, R., & Huotilainen, M. (2019). Why and how music can be used to rehabilitate and develop speech and language skills in hearing-impaired children. Hearing Research, 380:108–122.

本文由衛生福利部食品藥物管理署委託，泛科學企劃執行

喜好甜味是人類天生的本能，因為甜味通常代表糖份，也就是生物體的能量來源。而甜點，就是奢侈地應用糖、麵粉、雞蛋以及奶油，加上「空氣」一同打造出的魔法。

一般的蛋糕是怎麼製成的？

所有的蛋糕製作都是由「混合材料」完成蛋糕糊開始。但要完成蓬鬆的蛋糕，並不是將材料混合、攪拌在一起就搞定了喔！重點是在混合的過程中，要將空氣打入液體材料、讓材料間出現小氣孔，最後才會出現蓬鬆、體積變大的「打發」的狀態。

除了利用物理方式打發材料之外，加入「膨脹劑」也可以達到同樣的效果。最常見的膨脹劑包括小蘇打（即碳酸氫鈉）或泡打粉（又稱發粉），它們皆是藉由酸鹼中和產生二氧化碳，在材料中製造出小氣孔，讓蛋糕膨鬆柔軟。

小蘇打需要與蛋糕材料中的酸性物質（如檸檬汁）作用；而泡打粉主要成分便是小蘇打等鹼性鹽類加上酸性物質如塔塔粉（亦稱酒石酸氫鉀），遇到蛋糕中的水分就能產生中和反應，放出二氧化碳。

部分種類的泡打粉中會含有硫酸鋁鈉或硫酸鋁鉀，也就是俗稱的明礬，其反應速度較慢，讓氣泡不會在進入烤箱前逸散，使得蛋糕成品較蓬鬆。過去曾有一些討論認為鋁離子與阿茲海默症可能有關聯，但是當前科學共識仍然認為這部分缺乏具體證據。假如還不放心，目前市面上也有標示「無鋁」的泡打粉可以選購。

當蛋糕材料混合完畢，就可以倒入模具、送入烤箱中烘焙囉！當麵糊內的空氣受溫度膨脹、水分也開始蒸發，氣孔進一步變大；加熱到攝氏 80 度左右，蛋白質開始凝固成型，澱粉與材料中的水分產生「糊化反應」。在烘焙最後階段，麵糊大致固化，蛋糕持續加熱、乾燥的表面會出現「褐變」讓蛋糕散發出香噴噴的香氣。

看到這裡，就可以發現到蛋糕的製作其實就是一連串精采的化學反應。而食品添加物參與其中，往往能夠讓製作成果更加穩定。除了運用膨脹劑讓蛋糕鬆軟，還會添加乳化劑創造濕潤的口感。此外，由於天然香料的品質並不穩定，為了創造穩定的口感與品質，通常都會加入人工香料與色素，調整風味及色澤。

熱空氣的氣息「舒芙蕾」

談到蛋糕必備鬆軟的口感，就不能不介紹一下近年來很熱門的「舒芙蕾」。

舒芙蕾是將蛋白與糖完全打發為「蛋白霜」後，混入麵粉等材料攪拌均勻，再送入烤箱，或是以煎鍋加熱。由於完整打發的蛋白體積會是原來的 3 倍以上，使得舒芙蕾成品中空氣的比例很高，帶來了鬆軟有如「熱空氣」的口感。

結合泡芙皮與卡士達醬的泡芙

另一個以鬆軟口感征服甜點世界的「泡芙」主要可以分成兩個部分：外殼的泡芙以及內餡。烘烤泡芙時，會先以高溫使得麵糊外殼熟透固化，而後續加熱則是能讓飽含水分的麵糊產生的水蒸氣逐漸向內部聚集，最終讓泡芙內部形成獨具特色的中空結構，而這個空間可以填入美味的內餡。

泡芙最常見的內餡「卡士達醬」是由牛奶、糖、雞蛋和少量澱粉混合煮至濃稠凝固而成的醬料。在傳統的製作方法中，來自雞蛋的蛋白質散佈在醬料中形成細網，與充分膠化的澱粉分子混合在一起，並且被大量的水分子與糖分包圍，因而營造出柔軟而滑順的口感。

製作卡士達醬需要精準掌握製作溫度與時間，可說是甜點界的一大考驗。在食品工業發達的今天，也有速成的「卡士達粉」，只需將粉末與水或牛奶等液體混合，就可以快速便捷完成可口的醬料。

卡士達粉主要由奶粉、牛奶香料、糖份加上「粘稠劑」，例如鹿角菜膠、羥丙基甲基纖維素、或是乙醯化磷酸二澱粉組成。羥丙基甲基纖維素這類粘稠劑溶於水會形成凝膠，提供卡士達醬不可或缺的滑順口感。而包括乙醯化磷酸二澱粉在內的食用化製澱粉（俗稱修飾澱粉），其實就是將穀粒或根部（如玉米、米、小麥、馬鈴薯等）之天然澱粉以少量化學藥品處理，改變其物理特性，如提高保水性、抗老化等。

混合雞蛋與乳酪的甜點：乳酪蛋糕 + 提拉米蘇

不同於其他甜點，「乳酪蛋糕」在烘烤時反而是盡可能避免膨脹，以較低的烘烤溫度讓蛋白質、油脂與糖彼此結合，才能創造如綢緞般、天鵝絨般的滑順口感。

泡芙裡的卡士達醬和乳酪蛋糕都擁有濕潤、細緻綿密的口感，創造這種口感的功臣就是乳化劑。其實，蛋糕材料中的蛋黃就是擔任乳化劑的角色，可讓水份與油脂混合在一起，不至於發生分層或出油的情況。常見的乳化劑包括脂肪酸甘油脂、脂肪酸丙二醇酯等等。

最後一道甜點「提拉米蘇」，和前述甜點最大的差別在於：它不會進烤箱，只會進冰箱。提拉米蘇傳統的製作步驟，需要完成由咖啡酒、砂糖及蛋黃煮而成的蛋黃醬，加上蛋白與砂糖充分打發而成的蛋白霜、以及馬斯卡朋乳酪，三者充分攪拌後，再以餅乾或海綿蛋糕為底組合在容器中，放入冰箱冷藏數個小時而成。

提拉米蘇傳統配方使用生蛋白製作蛋白霜，過去曾有因沙門氏菌污染液蛋製作提拉米蘇蛋糕而導致食物中毒的事件，提拉米蘇又未經加熱，一旦吃下肚，人們就可能感染沙門氏菌，建議最好使用衛生品質良好之液蛋的原料。近年來，也有使用吉利丁配方、所有食材經過高溫加熱的提拉米蘇食譜，相較之下食品安全性更高。

甜點原料中的食品添加物

看到這兒一定會有人注意到，若是講究甜點的成果穩定度，幾乎很難避免食品添加物的存在，那如果親自動手是否就可以完全避開食品添加物呢？

呃，其實有點難。

例如，有些麵粉也會加入添加物，包括澱粉液化酵素、維生素 C 或黃豆粉。因為澱粉液化酵素與維生素C 均可以強化麵團的發酵，黃豆粉內含酵素不僅能促進發酵，也會讓麵粉較白。

其次是甜點必備的油脂。「油脂」氧化會產生油耗味，嚴重影響產品風味，因此在油脂處理的過程中通常會添加抗氧化劑（如維生素E）來降低氧化的速度。

關於烘焙用油脂，自 2017 年 7 月 1 日起，只有真正來自乳品提煉而成的油脂製品可以被稱為「奶油」，因此不再有「植物性奶油」這樣容易讓人混淆的稱呼；而且根據食藥署的規定， 2018 年 7 月1 日起食品中不得使用不完全氫化油，從而降低來自食用油的人工反式脂肪攝取量。所以，民眾只要選購有明確成分標示的商品，並且適度食用，不必過度擔心烘焙食物裡的添加物或反式脂肪會危害自身健康。

其實，食品添加物的誕生與運用背後都有理性原因，天然材料容易受限於天氣或產地，造成風味、品質落差，對於製作細節決定品質的甜點而言更是如此。若能借重食品添加物的功效確保產製流程、成果口感維持一致，不僅能讓甜點品質更穩定，更能利於運輸與保存，讓民眾安心食用。

1. 食物與廚藝：麵食、醬料、甜點、飲料；大家出版社；2010/03/15。
2. 食物與廚藝：蔬、果、香料、榖物；大家出版社；2009/12/14。
3. 學起來可以用一輩子！認識每天都在吃的「食品添加物」
4. Brooker, B. E. (1993). The stabilisation of air in cake batters-the role of fat. Food Structure, 12(3), 2.
5. Brooker, B. E. (1993). The stabilisation of air in foods containing fat-a review. Food Structure, 12(1), 12.
6. 食品藥物消費者知識服務網《食品營養成分資料庫》
7. 衛生福利部公告〈市售奶油、乳脂、人造奶油與脂肪抹醬之品名及標示規定〉
8. 衛生福利部公告〈食用氫化油之使用限制〉
9. 食品添加物業者手冊