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翡翠水庫為什麼綠綠der?何不問問生活在此的葡萄藻

MiTalk
・2019/03/06 ・2240字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 566 ・九年級

江殷儒
中央研究院生物多樣性研究中心 副研究員​
​台灣微生物歲時記

 

蓄水、防洪還能發電,萬用的翡翠水庫

住在臺北都會區的小確幸之一,就是品質優良的自來水。相信待過台灣西部其他城市的朋友們,都會心懷感激地用力點頭。首都台北的都市傳說之一,就是以為臺北自來水的主要水源來自翡翠水庫。

事實上,我們使用的自來水主要來源是南勢溪(佔 75% 左右)。翡翠水庫作為備用水源,調蓄供應公共用水。此外,翡翠水庫亦有發電及防洪等功能。翡翠水庫位於新店溪支流北勢溪之上,是型態極為狹長的水庫,上游起始於坪林附近,範圍涵蓋新北市的新店區、石碇區以及坪林區。

翡翠水庫蜿蜒於新店溪支流北勢溪,起始於坪林區的灣潭一帶。圖/作者提供

水庫興建於 1970年代,集水後淹沒了北勢溪原有的許多景點如翡翠谷與鷺鷥潭,也淹沒了烏來杜鵑的野生族群;但同時也創造了千島湖(位於水庫中段)等臺北新景點。如果有機會,搭乘水庫管理局的採樣船自大壩往坪林逆流而上,你將能體會前赤壁賦「縱一葦之所如,凌萬頃之茫然」的暢快。運氣更好的話,晴天時能望見數十隻黑鳶在水庫上空盤旋的奇景。

搭乘採集船沿翡翠水庫的採樣點進行浮游藻採集,行進間能飽覽湖光山色。圖/作者提供
盤旋於翡翠水庫上空的黑鳶等猛禽。圖/作者提供

實際現場走一回,咦?為何水庫褐褐綠綠的

水庫的大壩目前並不開放觀光,進入主壩需向翡翠水庫管理局申請許可。但是驅車從坪林沿著台九線往新店方向,仍然可以經由產業道路進入水庫上游的黃櫸皮寮及灣潭,飽覽翡翠水庫的山光水色。附近的灣潭古道蜿蜒於灣潭溪,沿途綠樹蔭茵,流水潺潺,極盡視聽之娛。當你來到灣潭附近,眺望水庫,觸目所及是漫山遍野的大片茶園。

翡翠水庫上游灣潭一帶的茶園。圖/作者提供

種植茶葉必須的肥料,尤其是氮肥與磷肥,無可避免地進入水庫,造成水質優養化,引發藻類的生長。水庫優養化的常用指標為卡爾森優養指數法。此方法根據透明度、水中葉綠素 a 及總磷量來決定優養化程度:指數小於 40 為貧養;40 到 50 之間為普養;大於 50 為優養等級。

簡單的講,淡水湖泊與水庫通常是缺磷的環境;磷酸鹽的輸入會造成藻類(主要色素是葉綠素 a) 生長,進而減低湖水的清澈程度。自水庫蓄水以來,中央研究院生物多樣性研究中心的退休研究員吳俊宗博士長期監測水庫藻類的種類與密度,時間持續 25 年之久。

這項重要的長期監測工作 4 年前由筆者接棒進行。我們的研究結果顯示,相對於茶園的肥料使用,集水區的大型開發工程,例如雪山隧道的興建,對水庫水質的影響更為鉅大。工程會導致大量磷酸鹽從土壤岩石中釋出,進入水庫,導致藻類的大量生長。即使工程停止,藻類密度也需經過 5 年左右的時間,才能回復到工程開發之前的貧養狀態(卡爾森指數年平均在 40 以下)。

翡翠水庫的大壩採樣點之藻類密度與總磷量在過去 30 年的變化情形。圖/取自吳俊宗與江殷儒研究結果。

水庫內的葡萄藻也會產油酸?

近年來,翡翠水庫偶爾會出現大量的葡萄藻,導致水面上漂浮著許多褐棕色的團塊。這種形態特殊的群聚型綠藻,最適合的生長水溫約 20 至 23 度之間,因此常出現在春夏之交的貧養溫帶及亞熱帶湖泊及水庫。當水體的磷酸鹽濃度升高時,常會造成葡萄藻的優勢。十年前在花蓮鯉魚潭曾有數次葡萄藻藻華的發生。

我們(當時我是碩士班學生,指導者是吳俊宗教授)發現葡萄藻會生成大量的不飽和脂肪酸,例如亞麻油酸。這些不飽和脂肪酸會廣泛地抑制其他藻類(影響細胞膜結構及離子通透)及浮游動物的生長。也就是說,葡萄藻會製造生化武器來攻擊競爭對手或是攝食者。

翡翠水庫發生在 2017 年 6 月底的優勢葡萄藻生長。圖/高麗珠提供

除了造成湖泊與水庫的藻華,葡萄藻更引人注目的是生質能源的應用潛力。葡萄藻能產生大量的三萜類脂質 (triterpene),最多能佔到細胞乾重的一半,形成它那著名的褐色膜鞘結構,也是”葡萄藻”名稱的由來。

這些脂質與原油的結構已經很相近,經過簡單的轉化即可當成生質能源利用。可惜的是,至今尚未找到大量培養葡萄藻的方法。也就是說,湖泊水庫常大量發生,甚至造成生態問題;但實驗室環境卻無法穩定培養,且往往失去特徵性的膜鞘(三萜類脂質),僅剩下綠色的藻細胞,因此失去了生質能的用途。這讓我想起我的德國指導教授 Georg Fuchs 博士常常對我說的話:「微生物學,始於培養,終於培養。」微生物的分離培養與發酵技術,是生技利用的基礎與關鍵!

光學顯微鏡下的葡萄藻。圖/高麗珠提供

參考文獻

  1. Wu JT, Chiang YR, Huang WY, Jane WN 2006. Cytotoxic effects of free fatty acids on phytoplankton algae and cyanobacteria. Aquat Toxicol 80: 338-345.
  2. Chiang YR, Huang WY, Wu JT 2004. Allelochemicals of Botryococcus braunii (Chlorophyceae). J Phycol 40: 474-480.
  3. Banerjee A, Sharma R, Chisti Y, Banerjee UC. 2002. Botryococcus braunii: a renewable source of hydrocarbons and other chemicals. Crit Rev Biotechnol 223:245-279.

 

本文轉載自MiTalkzine,原文《夏天翡翠水庫的葡萄藻》

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遏止 Deepfake 被濫用,韓日歐各國如何規範 AI 使用?

法律白話文運動_96
・2022/01/27 ・4432字 ・閱讀時間約 9 分鐘
  • 作者賴宜欣,台北大學法律系法學組學士,政治大學法律學系碩士,日本國立名古屋大學特別研究生,現為執業律師。

編按:在出現Deepfake之後,網路世界進入了「眼見不為憑」的年代。

本次泛科學和法律白話文合作策畫「Deepfake 專題」,從Deepfake 技術與辨偽技術、到法律如何因應。科技在走,社會和法律該如何跟上、甚至超前部署呢?一起來全方位解析 Deepfake 吧!

網紅小玉的「換臉私密影片」犯罪事件,讓深度造假(DeepFake)技術一夕之間成為台灣廣為人知的的技術。而此次風波,更讓社會大眾注意 AI 技術被濫用的嚴重性,呼請修法的聲浪不斷,希望政府能盡速遏止科技犯罪,不要再有下一個受害者。本文則介紹韓國、日本、歐盟各國的相關管制,擬以他山之石,一窺未來台灣可能的相關管制之道。

圖/envato elements

韓國:以 N 號房事件為鑑,修訂「性暴力犯罪法」

2019 年底,韓國爆發「N 號房事件」──受害規模之大不但震驚了整個韓國社會,也引發國際矚目。

「N 號房」營運的方式,是隨著付費等級提高,就能進入內容更加腥羶的色情房(總會員人數據傳高達 27 萬人);而在那些色情房中,也包含了以深度造假合成的不雅影像及照片為主題的群組。由於付費會員中不乏高社經地位人士,受害者眾多,也讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」的嚴重性。

當時韓國法規對數位性犯罪的規範相當不足 ,如同韓國的網路新聞所報導的,面對「換臉加散布」這樣的情況,只能用如《刑法》「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」或《情報通信網法》中的「透過情報通信網對公眾散布、販賣、提供猥褻影像罪」來處罰,並以毀損名譽及侵害肖像權為由「請求損害賠償」。因此即使是如此眾所矚目的嚴重案件,在法律上實際要進行處罰,最重也不過是 1 年的有期徒刑及 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)的罰金,可說是相當輕微註一

N號房參與者不乏高社經地位人士,讓韓國的社會大眾意識到「數位性犯罪」嚴重性(示意)。圖/envato elements

此外,法律專家們也指出另一個大漏洞──當時的法律並沒有依據能針對「使用深度造假製作虛偽影像的行為本身」施加處罰。也就是說,製作影片本身在當時並不違法,法律必須要等到行為人散布虛偽合成影像、讓影片接觸社會大眾,才能夠啟動處罰。

鑒於利用 AI 技術、合成虛偽影像對受害人已經是一大傷害;而至散佈虛偽影像對受害人來說(特別是被運用在成人情色片等猥褻物品方面),則應被視為極大的二度傷害。根據韓國法律新聞指出,2019 年統計受到「深度造假」換臉程式合成的被害人,高達 96% 是女性,其中 25% 是韓國的女性演藝人員。因此,韓國法界多半認為應直接針對活用深度造假虛偽影像的行為,量身打造可以直接適用的法律;也讓該國開始修定《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》(下稱「性暴力犯罪法」)。

修法直接處罰「製作、散布及利用虛偽影像營利的行為」 

就在前述的修法呼聲中,2021 年 1 月 21 日,韓國修正施行了《性暴力犯罪法》相關規定,明文禁止利用深度造假製作虛偽影像等數位性暴力行為。

首先,該法會處罰「製作虛偽影像的人」,只要「抱著散布目的」,在「違反當事人的意思」的前提下,利用「他人面孔、身體或聲音製作攝影、影像、聲音等物」,進行「誘發性慾望和性羞恥心」的「編輯、合成、加工等行為」,就會受到 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元(約台幣 125 萬元)以下罰金的處罰。

製作、散布、以虛偽影像營利,皆會受到刑罰。 圖/envato elements

其次, 修正後的《性暴力犯罪法》 也會處罰「散布虛偽影像的人」。換句話說,只要將上述「經過編輯合成加工的虛偽影像(包含影像的複製物)」散布出去;且即使在「編輯當時」沒有違反當事人的意願,但事後散布這些虛偽影像時,已經違反當事人意願的話,也是違法的。針對散布的行為,將處以 5 年以下有期徒刑和 5000 萬韓元以下罰金。

接著,如果是「違反當事人意願,利用情報通信網散布虛偽影像來營利」的行為,更會處以 7 年以下有期徒刑。更嚴重的,如果「製作、散布、營利」三種行為全包了,則會加重總合刑度的 2 分之 1。並且,以上這些行為,全部都有處罰未遂犯。

另外,韓國更進一步把利用影片進行「強暴、脅迫及行無義務之事」的行為也列入處罰。像是「利用能夠誘發性慾望和性羞恥心的攝影物和複製物來進行脅迫」,處 1 年以下有期徒刑;又或是利用前述影片「脅迫妨害他人行使權利或使其行無義務之事」者,則處 3 年以下有期徒刑。而若有人統包這兩種行為的話,更會加重總合刑度的 2 分之 1。

修法之後仍未懲罰虛偽影像的「消費者」?

但是,即使制定了專門的處罰法規,還是有不足的地方。比方說,該法並未處罰「購買、消費深度造假影像的視聽者」。律師解釋,修改後的法規只處罰「製作、散布虛偽影像者」一方,並未針對「購買、消費虛偽影像」的另一方,設下處罰規範,也就難以針對「購買、消費虛偽影像的視聽者」予以管制註二

那麼,對於購買深度造假虛偽影像的人,真的沒辦法處罰嗎?律師表示,《性暴力犯罪法》還是會針對「單純持有影像者」,處以 3 年以下有期徒刑及 3000 萬韓元(約 75 萬台幣)以下罰金──不過,本條的處罰前提是:必須證明行為人「把虛偽影像當成真實影像」購買保存,才可以認定為不法持有影像的行為而加以處罰。

但這樣的證明方式過於迂迴,因此韓該國法界多認為,應正視購買視聽對受害人帶來的莫大創傷,未來應明文處罰「購買及消費影像」之人,才能予以平衡。

目前韓國針對「購買、消費虛偽影像」的人,處罰規定不足。圖/envato elements

日本及歐盟:以「AI 倫理規範」防治不當使用

相對於韓國制定專法來防治數位性暴力,日本及歐盟則是建立「AI 利用倫理規範」,在利用 AI 的前階段,對未來的使用方式進行分類,賦予不同程度的行為義務。

2021 年 4 月 21 日,歐盟發表了《人工智慧統一管理規則的立法草案》(Proposal for a Regulation on a European approach for Artificial Intelligence)簡稱「人工智慧法」,依照危險性的高低及重要程度,將利用 AI 的行為分成 4 個類型——「不可接受的風險、高度風險、具限定性風險(有限風險)、極小/無風險」,並要求採取「禁止使用、提供情報、使用情況(如登入)之紀錄、協助主管機關監視 AI、由 AI 進行動作之通知義務、警告標示」等相對應義務。

其中,如同日本學者川嶋雄作專欄文章所討論的,「使用深度造假操作技術,形成畫面、聲音、動畫」等利用行為,是被分類在「具有限定性的危險」。依據該法案,使用深度造假技術做出虛偽影像者,具有通知義務、需附加警告標語,必須告知觀眾這是使用 AI 技術所形成的影像註三

根據日本律師相關的分析內容,日本也採取了和歐盟相同的路線,不走法制化的路線,而著重推廣 AI 倫理 ,由政府部門和國際性企業為首,定期召開會議來檢討國內利用 AI 的情況。

像是日本學界就成立了「人工智慧學會」、內閣府(相當於我國的行政院)也召集了「人工智慧和人類社會之懇談會」、「AI 網絡社會促進會議」等組織,提出人工智慧倫理指南;該指南指出:不能透過人工智慧,直接或間接造成他人情報或財產侵害(安全原則),需尊重他人隱私,並落實誠實義務(透明化原則),並確保不得惡意使用之社會責任(適切原則)。而包括 SONY、日立等日系大廠,也都制定了自家的 AI 守則,來因應國際發展。

總的來說,日本與歐盟沒有立法,主要是針對 AI 的潛在危險性進行分類,並賦予相對的使用義務規範。不過,這樣的方式多少會限定特定 AI 的使用方式,因此是否有必要明文賦予拘束力,目前在歐洲委員會仍在檢討,各國仍尚未定案。而日本目前則是以公部門和企業為首,在配合國際趨勢下進行自主規範,並沒有打算進一步做出強制性的立法 。

相較於韓國因發生嚴重案件而具體修正《性暴力犯罪法》,以遏止類似惡性事件再度發生;歐盟與日本目前仍採取倫理推廣的路線,透過針對 AI 技術的研發起源進行規範。孰優孰劣、未來又將如何發展?恐怕只有時間才能告訴我們了。

圖/envato elements

註解

  • 註一:韓國律師所舉出 2019 年當時可能用來處罰 DeepFake濫用的三個法規:首先是刑法第 244 條「提供猥褻物品(包含文書、圖畫或其他物品)罪」,可處罰 1 年以下有期徒刑和 500 萬韓元(約台幣 12.5 萬元)以下罰金。第二,依「情報通信網利用促進及情報保護等相關法律(情報通信網法)」第 44 條之 7,在「使公共得以接觸下,透過情報通信網散布、販賣、提供猥褻之符號、文件、聲音、畫像和影像等」,處 1 年以下有期徒刑和 1000 萬韓元(約台幣 25 萬元)以下罰金。最後是「名譽毀損」相關法規,對合成並提出猥褻物品者主張名譽毀損,及主張肖像權受侵害,提出損害賠償。
  • 註二:本標題段落參自:딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다
  • 註三:體系圖參照「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」,其中的圖 1:AI 規則案の全体像 。

參考資料

  1. 취향대로 골라보세요?” 한국 아이돌로 장사하는 딥페이크 포르노 ,2019年10月18日。
  2. 韓國《性暴力犯罪之處罰等相關特例法》。
  3. 딥페이크 처벌법’ 신설하긴 했지만, ‘반쪽’ 짜리 법안입니다 ,2021年1月14日
  4. 川嶋 雄作,AI規制は時期尚早か?「EUによる規制法案から考えるAI倫理」 , 独立行政法人経済産業研究所。
  5. InFoCom T&S World Trend Report,情報通信総合研究所主任研究員 栗原佑介,2021.5.31,「報道から見る欧州AI規則案の日本での受容と影響」。
  6. BUSINESS LAWYERS,注目度が高まるAI倫理と個人情報保護の関係 – カメラ画像の利活用を題材に –
  7. 經濟產業省,「我が国の AI ガバナンスの在り方 ver. 1.0 AI 社会実装アーキテクチャー検討会 中間報告書 」,令和3年1月 15 日 ,頁12。
  8. 網路安全所助理研究員 吳宗翰,「歐盟公布草案禁止 AI 用於社會評等」,國防安全雙周報。

 

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