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Cybertecture Mirror 科技魔鏡

Trr. 特誌_96
・2012/05/04 ・466字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 463 ・五年級

鏡子除了讓你整理儀容,還能變出什麼花樣?由香港設計師James Law研發的Cybertecture™ Mirror智能鏡,擁有多款應用程式和數位螢幕,大大超出你對鏡子的想像!Cybertecture Mirror鏡面以抗霧玻璃製成,內建電視、立體音響、Wi-Fi連線功能、IP41等級防水保護,還可以用智慧型手機遙控操作。除此之外,Cybertecture Mirror還透過感應板感測你的體重,幫你監控健康狀況(是不是讓人想到鋼鐵人的高科技研究室?)。Cybertecture Mirror不只可以掛在家中,也適用於辦公室、醫院、飯店和商家;不過話說回來,它長81.5公分、寬50.7公分、厚8公分的尺寸,是不是很像大型的iPad?

資料來源:Cybertecture – Future Mirror by James Law

原文發表於Trr.特誌

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Trr. 特誌_96
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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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癢癢嗎?魔鏡讓你抓左邊解右邊的癢——2016搞笑諾貝爾醫學獎
Peggy Sha
・2016/09/30 ・1433字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

kangaroo-scratching
袋鼠:好癢好癢啊~~

「癢」實在是個令人難以言喻又折磨人的小妖精,總是出其不意地蹦出來,在你頸後抓抓、在你腕內撓撓,就像是曖昧中的對象一般,總是在不經意間撩撥你的心弦,讓你無從招架。

2016 年的搞笑諾貝爾獎的醫學獎得主 Christoph Helmchen、Carina Palzer、Thomas Münte、Silke Anders 和 Andreas Sprenger 便是以「搔癢」作為研究的主題 [1],想要研究出人類是否可以透過鏡像緩解搔癢感,從此練就一身「隔鏡抓癢」的絕門功夫。

Itch
癢癢卻不能抓實在折磨人啊 圖/Wikimedia Commons

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寶寶背後癢,但寶寶不抓

「癢」是一種讓人產生抓撓欲的不快感覺,通常會因抓癢的動作而得到緩解。古人金聖歎便曾形容搔癢獲得紓解的感覺實在是「不亦快哉」!然而,卻不是每個人都可以享受到這樣的舒爽感覺,舉例來說,過敏性濕疹的患者就應該避免搔癢,否則可能讓傷口的炎症惡化。正因如此,如何能夠在沒有真正撓抓癢處的狀況下緩解搔癢的感覺,可說是有其重要的醫療意義。

而在尋找解方之前,先讓我們搞清楚:到底為什麼會出現「癢」的感覺呢?「癢」與「痛」有許多相似之處,在醫學上曾有很長一段時間將兩者歸為同一種程度不同的知覺,然而,其實兩者所造成的反應模式不同,癢會造成搔刮反射,而痛則會引發退避反射。在 2009 年時,科學家經由研究於老鼠身上發現了癢覺受器(pruriceptor)後,這兩種知覺才被正式區分開來[2](註)。

魔鏡啊魔鏡,讓我成為最舒服的人吧!

此次獲獎的實驗找來了 20 位 25 歲上下的右撇子成年男性參與,受試者本身皆無過敏或發炎性的皮膚疾病。研究團隊為受試者的右手注射組胺二鹽酸鹽(Histamine-dihydrochloride)以引起癢的感覺,之後分別觀察四種狀態下的受試者狀況。

實驗使用了鏡子與影片去造成視覺錯覺。方法是將神奇的魔鏡(其實只需要單純的一般鏡子就可以)垂直放在兩隻手的正中央,鏡子會擋住發癢的右手、倒映出不癢的左手,所以當實驗者在抓左手時,受試者的視覺卻呈現出自己的右手正在被搔抓的錯覺。這樣的方法聽起來是不是跟海濤法師的開示有點異曲同工之妙?究竟我們的大腦有沒有辦法看出這是假的呢?

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未命名
S+:抓在癢的右手 S-:抓沒癢的左手 V+:視覺認為右手被抓 V-:視覺認為左手被抓或沒被抓

研究證明,我們還真的是眼睛業障重啊!在受到實驗控制的情況下,當受試者在視覺上誤認自己發癢的右前臂被抓(實際上被抓的是沒發癢的左前臂),發癢的感覺會大幅度地減低。另一方面,在沒有視覺錯覺的情況下,單純看著不癢的前臂被搔抓並不能減輕癢的感覺。換言之,當我們利用鏡面製造出錯覺、騙過大腦,即便抓的是(左手)不癢的部位,仍能令受試者感受到(右手)搔癢減輕。

舒緩程度依序為:看著癢的右手被抓 > 癢的右手被抓 > 錯覺下左手被抓 > 無錯覺左手被抓

而之所以會產生這樣的「鏡像搔癢」功效,可能是由於在錯覺產生的情況下,視覺與觸覺等兩種跨感官知覺短暫地達到一致,因此使得癢的感覺得到緩解。這門「隔鏡搔癢」的絕世武功雖然目前只能「雙修」,在獨自一人的情況下較難操作,但其背後的原理在臨床醫學上將造成相當程度的影響,或許可以在未來進一步幫助患者解決難言之「癢」。

參考資料:

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  1. Winners of the Ig® Nobel Prize
  2. 蔡呈芳(Tsen-Fan Tsai), “癢的研究現況(Current Status on the Study of Itch)“, 中華皮膚科醫學雜誌;21卷4期 (2003 / 12 / 01),P361 – 366
  3. Christoph Helmchen , Carina Palzer, Thomas F. Münte, Silke Anders, Andreas Sprenger, “Itch Relief by Mirror Scratching. A Psychophysical Study“, http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0082756
Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。