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保健食品真的保健康嗎?以褐藻醣膠為例檢視「研究表示」表示了什麼

活躍星系核_96
・2019/11/06 ・5675字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

  • 文/唐乃禹│國立中山大學,雙主修生物科學及機械與機電工程學系大五

從過去常聽說的魚油、銀杏、靈芝,到最近的紅龍素、龍骨精,近年來隨著天然活性萃取物的不斷開發,越來越多可能具有高度藥用價值的萃取物浮上檯面。這個商機當然不會被放過啦,這些年相關的健康食品或是保健食品不斷推陳出新。但是,這些「保健食品」,真的保健康嗎?

如何才能過得健康是現代人的焦慮,也造成保健食品「大發生」。圖/TeroVesalainen@Pixabay

忽然之間超健康?褐藻醣膠到底是什麼?

最近「褐藻醣膠」這個有點陌生的名詞開始不斷出現在新聞版面或是健康相關的媒體上,弄得大家似乎對褐藻醣膠熟悉了起來:

等宣傳相關產品好處的新聞,亦有少數資訊顯示其存在一定問題:

褐藻醣膠是什麼?

褐藻醣膠(Fucoidan)是一種具有多個硫化基的多醣體,平均分子量約為 20,000,主要的萃取方法為將褐藻類使用酸或是微波加熱來提取,以下皆稱為「萃取物」。

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褐藻醣膠的結構式。

對於褐藻醣膠相關的研究註1,最早在 1957 年由 Springer 等人提出,而後一直到 1980 年代才開始被廣泛的研究。而在台灣,對褐藻醣膠的網路討論主要是 2007 年才開始出現,可能和書籍《實證!癌症臨床醫生錄 逼迫癌細胞自殺–海藻 Fucoidan「褐藻糖膠」》在台灣出版有關係,而後續也有其他單位出版其他相關書籍。2009 年,褐藻醣膠相關產品開始出現,且也開始出現大量部落格以及論壇文章談及褐藻醣膠。當時常見不少過度誇張的用詞宣稱其效果,爾後直到 2010 年,出現第一起因違反健康食品管理法而開罰的案例。

2010 年以後褐藻醣膠相關的產品、討論及試用心得等網路聲量並沒有因此下降,而衛生局也不斷有開罰紀錄(請自行輸入「褐藻」),一直到 2018 年底才沒有新的開罰紀錄。而目前網路上查詢到的相關資料,其宣傳用詞相較之下保守許多,但仍時不時可以看到有越線疑慮的宣傳影片、文章或是新聞。

褐藻醣膠的網路熱度:藍色為褐藻醣膠、紅色為褐藻「糖」膠、黃色為其英文名 Fucoidan。圖/作者截圖,資料可詳見 Google trends

而根據目前研究資料顯示,褐藻醣膠可能具有以下的功能:

  1. 誘導腫瘤細胞凋亡:相關研究包括經由 MAPK 路徑 (Jin et al., 2010)、透過死亡訊號接受器及粒線體誘導細胞凋亡 (Kim et al., 2010)、經由 Caspase 路徑 (Yamasaki-Miyamoto et al., 2009)、經由 ERK p38 與 Pi3K/Akt 路徑(Hyun et al., 2009)
  2. 抑制癌處血管生成:抑制血管生成 (TGF↓(Yan, 2015 #20)、經由 HIF-1/VEGF(Chen et al., 2015)、NF-kB (Huang et al., 2015)、透過 miR-29b-DNMT3B-MTSS15 轉介 TGF(Yan et al., 2015)、透過PI3K/Akt/mToR 路徑 (Teng et al., 2015)、透過 JNK/C-jun/AP-1 路徑(N. Y. Lee et al., 2008)
  3. 增強傳統抗癌藥物效果:增強 Etoposide 對於 caspase 路徑的活化 (Philchenkov, 2007 #14)、使cyclophosphamide 的轉移性下降 (Alekseyenko, 2007)
  4. 增強免疫功能:提高自然殺手細胞的活性(Ale, 2011 #12)、提高 T 細胞的 NY-ESO-1 交互表現及提高T細胞藉由 NY-ESO-1 辨識癌細胞的毒性(Hu et al., 2010)。

除抗癌相關的功能之外還有抗氧化(清除ROS)、刺激免疫 (Zhang et al., 2015)、抗病毒 (J.-B. Lee et al., 2004) 及抗發炎(Park et al., 2017) 等,各式各樣方面的研究,顯示其可能是具有潛力的廣效活性萃取物。

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但是,有這些研究就表示廠商可以用「有抗癌療效」來宣傳這個「健康食品」嗎?我們先來弄清楚甚麼是健康食品。

來自大海的褐藻,內含神奇的保健成分……真的嗎?圖/by Kerstin Riemer@Pixabay

等等,健康食品 vs 保健食品到底甚麼?

根據衛生部食藥署的規定,要稱為「健康食品」是必須要經過衛生福利部申請查驗登記許可,並且通過衛生福利部所訂定的評估辦法,才可以聲稱產品是「健康食品」。而其他市面上聲稱產品是「營養保健食品」、「機能性食品」等使用相似名稱來讓民眾認知是「吃了會變健康」的食物,皆為「非」健康食品,雖然不是不健康的意思,但是表示這些食物並無政府單位的認證。

而在台灣衛生署食品藥物資料查詢中,只有一項和褐藻醣膠有關的產品通過健康食品認證,並無其他相關產品,因此在市面上多數的褐藻醣膠產品不得以健康食品方法宣傳及販賣。而且在在衛生局廣告裁罰資料庫中則可以看到非常多關於褐藻醣膠廣告用詞過於誇大而罰款的紀錄。而衛生局於 2017 年也罕見發出聲明表示褐藻醣膠目前並未經過藥物的科學檢驗。

但是有許多相關研究表示其對身體有好處,那不就表示褐藻醣膠是可以讓人更健康的產品嗎?

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呃,話不是這麼說的。

研究結果有效≠產品有效≠對你有效

要判斷研究結果究竟能不能表示該物質對人體是否有益處,我們可以從以下四點去思考:

一、實證醫學金字塔:這個研究在哪一階呢?

實證醫學金字塔,是醫療藥物相關從業人員在參考一個萃取物是否具有開發成藥物潛力的判斷方法。在越上層的文獻資料,通常越具有較多的資料累積、可信度以及學界共識,表示相關文獻所指出的概念是越有可能有效的。反之,若該萃取物的研究文獻僅有較下層的文獻,則表示目前學界對於這個萃取物的研究還剛在起步、難以有共識,甚至可能兩個都是相當厲害科學家會對這個萃取物有不同的觀點。

實證醫學金字塔(6s model) 圖/作者製圖

而目前針對褐藻醣膠相關的研究,則大多數處在最下階研究論文 (Studies) 的階段,也就是還在最基礎的研究階段,表示這些論文所指出的功效還待商確。

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二、研究方法結論差異:細節對結果的諸多影響

而除了相關論文的數量、品質之外,若仔細看相關論文,會發現不同研究者間會產生不同的結論。比方說對於褐藻醣膠於血管生成的作用,有些部分論文指出其具有使血管增生的效果,但是另外一部份的論文又指出其會導致抑制血管生成。而有其他研究者便針對這矛盾的現象加以研究 (Athukorala et al., 2006; Cong et al., 2016; Matsubara et al., 2005; Nishino et al., 1991),便發現由於實驗用的褐藻醣膠樣品不一,導致有不同的結果。其結果表明,使用較高分子量及較高硫酸化程度的褐藻醣膠會抑制生成,而使用較低分子量及較低硫酸化程度的褐藻醣膠則對於血管生成的影響不明顯甚至在組織培養實驗中有增生的效果。除了對血管代謝的影響外,同樣是褐藻醣膠的作用,還有對於免疫細胞的刺激作用受硫酸基和乙酰基的比例影響 (Choi et al., 2005),其抗病毒能力與分子量及硫酸化程度呈正相關 (Duarte et al., 2001) 等。

如果兩類研究皆是正確的,那麼消費者要怎麼知道,自己究竟該吃高分子量的讓自己抑制血管生成好,還是要吃低分子量的讓自己的血管增生呢?而目前關於褐藻醣膠相關的不同研究還有許多不明朗之處,因此不能簡單的只拿出數篇論文,便宣稱相關產品具有某方面的療效。

同樣是實驗結果,怎樣做如何做都會有影響啊!圖/byDarko Stojanovic@Pixabay

三、實驗方法:同樣是「實驗證實」每種實驗方法差很大

而更重要的是,褐藻醣膠目前大多數的實驗方法多為活體 (in vivo) 試驗或是體外 (in vitro) 試驗。

活體試驗使用實驗動物來實驗,通常是指作為模式生物的實驗鼠,其相關實驗配套皆發展的相當完整。實驗鼠和人類一樣是屬於哺乳類動物,雖然可以認為在實驗鼠上的實驗結果可能可以推估到人類身上,但是人並不是實驗鼠,並不表示實際使用到人類身上就一定會和實驗鼠有一樣結果。

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而體外試驗則表示是在體外進行人體組織的組織培養實驗,盡可能模擬人類身體的情況來實驗試驗萃取物對於細胞組織的影響。和實驗鼠一樣,雖然其結果可以用來推估在人類身上的效果,但是在不論多高科技的實驗室下,也不可能真實的模擬出來人體的運作,所以其結果僅能用於評估這個萃取物是否具有開發潛力。

而有些廠商宣稱,他們已經有經過「人體實驗證實」了,難道就不能夠作為確實對人體有益的證據嗎?實際上,人體作為科學實驗的材料來說,本來就是一個很「不科學」的材料,因為人類無法被「飼養」在標準化的環境下,而且彼此間的生理功能差異極大。所以嚴謹的藥物實驗規範,如 FDA 藥物認證都會要求要先做完非常嚴謹的前期研究作業,並在人體實驗中非常緩慢的速度進行實驗,並逐漸擴大實驗數量,才能夠使用數量來忽略人體間的巨大差異。而這些認證所需要的數量是上千至上萬人在嚴格管控下,還能夠確實表現出藥物的功效才能稱得上是「有效」的藥物。而大多數廠商宣稱的「人體實驗證實」,是否具有如此嚴謹且經過大量實驗的研究報告呢?

保健食品時常宣稱「經研究證實」,但尷尬的是,研究結果有效≠產品有效≠對你有效圖/by Ajale@Pixabay

四、論文品質:同樣是國外期刊品質也有差異

雖然同樣都是發表在「外國期刊」上,但是各期刊的品質差異其實很大,有些期刊的審核非常嚴格,有些非常鬆散。研究並不嚴謹、品質並不高的論文,也是有可能被接受並且發表在「國際期刊」上。就像是考試的時候有人的考卷上考的是傅立葉方程式,但是有的人考卷上是 1+1,同樣通過考試,也要根據他考的考卷來判斷他的能力。

更何況,有非常多的「國際期刊」是只要給審稿費就可以通過的期刊。同樣是「期刊論文」,被認為審核方式有問題,刊登的論文品質不受到保證。

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保健食品,可能有效,也可能沒有效

那麼有沒有哪一種保健食品相關的研究,都沒有以上問題呢?有,但是對於這類食品,後續很可能不會停留在「保健食品」或是健康食品,而是會再進行更詳細的研究。甚至於研究出究竟是這種食物中的哪種化合物具有顯著的療效、如何讓這個化合物有效的在人體內作用,並將其有效成分萃取出來,使其具有更好更穩定並且有更多商業利益的產品,最後的產物,我們往往稱為「藥物」。

因此大多數的保健食品,除了營養補充的功能外,大多數都是還在研究其是否可以作為藥物的路上,既不代表其一定有效,也不代表其一定沒效。

既然不確定有沒有效……那多吃點水果好了。圖/by Susanne Jutzeler, suju-foto@Pixabay

雖然前面講了褐藻醣膠的壞話,但是其實還是有非常多有品質的相關研究顯示,褐藻醣膠具有作為輔助治療癌症等生理疾病問題的潛力,而且也有相關研究顯示 (Hwang et al., 2016) 只要別吃過量,對身體沒有太多害處。危險的是廠商不當的宣傳,導致民眾誤以為具有神奇的功效私下購買服用、延誤就醫。在褐藻醣膠(或其他「保健」成分)被研究的夠徹底前,在購買這類產品前,必須要認知到:

它是一個還在研究中的保健食品,可能有效,也可能沒有效──但是對荷包傷害效果很顯著

至於其他保健食品,所謂的研究顯示有效≠產品真的有效,而其他真很有效的產品成分,很可能都去做藥品了。註2

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備註

  1. 研究有分很多等級,這裡的研究指的是最基層的基礎研究
  2. 除了少數特殊補充品及營養補充品例外
  • 本篇大多資料來自 2019年 陳、唐、邱、薛、葉等人課堂報告所收集的資料,議題是由邱所提出,本文則為唐撰寫。

參考文獻

  1. Alekseyenko, T. V. Z., S Ya; Venediktova, A A; Zvyagintseva, T N; Kuznetsova, T A; Besednova, N N; Korolenko, T A. (2007). Antitumor and antimetastatic activity of fucoidan, a sulfated polysaccharide isolated from the Okhotsk sea Fucus evanescens brown alga. Bulletin of Experimental Biology and Medicine; New York, 143(6), 730-732.
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  18. Matsubara, K., Xue, C., Zhao, X., Mori, M., Sugawara, T., & Hirata, T. (2005). Effects of middle molecular weight fucoidans on in vitro and ex vivo angiogenesis of endothelial cells. International journal of molecular medicine, 15(4), 695-699.
  19. Nishino, T., Nagumo, T., Kiyohara, H., & Yamada, H. (1991). Structural characterization of a new anticoagulant fucan sulfate from the brown seaweed Ecklonia kurome. Carbohydrate Research, 211(1), 77-90. doi:https://doi.org/10.1016/0008-6215(91)84147-7
  20. Park, J.-H., Choi, S.-H., Park, S.-J., Lee, Y., Park, J., Song, P., . . . Song, C.-H. (2017). Promoting wound healing using low molecular weight Fucoidan in a full-thickness dermal excision rat model. Marine drugs, 15(4), 112.
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  22. Yamasaki-Miyamoto, Y., Yamasaki, M., Tachibana, H., & Yamada, K. (2009). Fucoidan induces apoptosis through activation of caspase-8 on human breast cancer MCF-7 cells. Journal of agricultural and food chemistry, 57(18), 8677-8682.
  23. Yan, M.-D., Yao, C.-J., Chow, J.-M., Chang, C.-L., Hwang, P.-A., Chuang, S.-E., . . . Lai, G.-M. (2015). Fucoidan elevates MicroRNA-29b to regulate DNMT3B-MTSS1 axis and inhibit EMT in human hepatocellular carcinoma cells. Marine drugs, 13(10), 6099-6116.
  24. Yang, C.-H., Tian, J.-J., Ko, W.-S., Shih, C.-J., & Chiou, Y.-L. (2019). Oligo-fucoidan improved unbalance the Th1/Th2 and Treg/Th17 ratios in asthmatic patients: An ex vivo study. Experimental and therapeutic medicine, 17(1), 3-10.
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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。

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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。

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。/ 圖片來源:MotionArray

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)」!

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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。

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。

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。/ 圖片提供:研華科技

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。

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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。

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。/ 圖片來源:MotionArray

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)。

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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。

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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。

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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。/ 圖片提供:研華科技

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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心絞痛不輕忽!可能造成猝死的冠狀動脈心臟病?冠狀動脈繞道手術是什麼?
careonline_96
・2024/06/07 ・2957字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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「有位 50 多歲的男性糖尿病患者,因為重度冠狀動脈狹窄接受過多次心導管支架治療,但是冠狀動脈都反覆阻塞,且出現心臟衰竭的狀況,才終於決定接受冠狀動脈繞道手術。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授指出,「冠狀動脈繞道手術的原理就是使用病人自體血管繞過狹窄的位置,幫助心肌獲得充足的血液循環。」

由於患者有糖尿病,術後出現傷口併發症(包含感染)的風險較高,於是使用術後負壓傷口照護系統以期降低風險。陳紹緯教授說,術後負壓傷口照護系統能夠排除傷口積液,降低感染風險,幫助傷口癒合。在心臟外科團隊的照顧下,患者狀況穩定,於術後七天順利出院。

如今,心導管介入手術已相當進步,但是冠狀動脈繞道手術仍在治療冠狀動脈心臟病中扮演相當重要的角色。相較於接受心導管塗藥支架治療,糖尿病合併多條冠狀動脈阻塞的病患,在追蹤五年後,接受冠狀動脈繞道手術可有效降低死亡風險,並能大幅降低心肌梗塞的風險,因此建議優先採用冠狀動脈繞道手術 1

冠狀動脈是供應心肌氧氣與養分的血管,當冠狀動脈狹窄或阻塞便會造成冠狀動脈心臟病(冠心病)。陳紹緯教授解釋,如果冠狀動脈狹窄導致冠狀動脈血流量無法滿足心肌的需求,便會產生心絞痛;如果冠狀動脈突然阻塞,冠狀動脈血流中斷,心肌便會缺氧壞死,稱為心肌梗塞,狀況非常危急,患者可能猝死。

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很多原因可能造成冠狀動脈心臟病,危險因子包括:糖尿病、高血壓、高血脂、抽菸、體重過重、家族病史等。陳紹緯教授說,心絞痛發作時,症狀表現包括頭暈、胸悶、胸痛、壓迫感、呼吸急促等,疼痛會延伸至下巴、肩膀等處。

針對急性心肌梗塞、病人狀況很差時,建議緊急進行心導管介入治療。陳紹緯醫師說,因為作心導管打通血管的速度較快、侵入性較小,有機會搶救缺氧的心肌。針對穩定型心絞痛,也就是在身體活動或情緒激動的時候,冠狀動脈血流供應不足的患者,重度冠狀動脈狹窄病人採用冠狀動脈繞道手術能夠長期達到較佳的血管通暢度,減少心血管不良事件,降低死亡風險。陳紹緯教授說,如果三條冠狀動脈都阻塞或左主冠狀動脈狹窄,就會建議進行冠狀動脈繞道手術。包括前美國總統柯林頓、日本明仁天皇都曾經在最好的醫療團隊建議下接受冠狀動脈繞道手術。

2021 美國/歐洲心臟科學會冠心病治療指引(2021 ACC/AHA Guideline for Coronary Artery Revascularization)特別建議下列族群應優先採取冠狀動脈繞道手術而不建議心導管支架手術,包括:糖尿病患者合併多條血管阻塞、複雜性多條或左主冠狀動脈阻塞(SYNTAX score 大於 33 分)、左心室功能不全(收縮分率小於 50 %)、多條血管合併多條血管狹窄、不適合抗血小板藥物、或無法負擔新型塗藥支架的病人。

不可輕忽的傷口併發症

冠狀動脈繞道手術是相當成熟的心臟手術,開胸手術不代表是落後的治療,針對病情複雜而嚴重的病人,反而有最好的效果。經驗豐富的醫療團隊都會特別留意,盡可能降低心臟衰竭、中風、出血等併發症的風險。陳紹緯教授說,冠狀動脈繞道手術因是針對複雜性冠狀動脈疾病的病人,因此除了在病情較單純且病灶適合的病人可以採用微創小傷口的方式,目前大多數還是要開胸、及多處傷口拿血管,因此術後的傷口照護相當重要。因為冠狀動脈心臟病患常常都有糖尿病,傷口癒合較慢且容易感染,出現傷口併發症的風險較高。

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「倘若出現傷口併發症,可能進展為敗血症,甚至會導致死亡。」陳紹緯教授說,「特別是胸骨,萬一遭到感染,死亡率也會比較高。」

為了減少傷口併發症,必須多管齊下。陳紹緯教授說,包括把血糖控制穩定、使用預防性抗生素、術前手術部位的清潔、採用術後負壓傷口照護系統等來一起降低傷口併發症產生的風險。

傷口併發症的發生常跟傷口內的積液有關,因為傷口在縫合之後,仍會滲出組織液,而積蓄在傷口內的組織液可能滋生細菌,漸漸導致化膿、蜂窩性組織炎、甚至菌血症。陳紹緯教授說,術後負壓傷口照護系統的做法是在縫合傷口後,覆蓋特殊的敷料,然後連接一個能夠抽吸的小型主機,讓傷口維持負壓的狀態。

術後負壓傷口照護系統能夠有效排除傷口積液,降低感染風險,並幫助保持皮膚乾燥,避免傷口旁皮膚浸潤。陳紹緯教授說,維持負壓的狀態也可以幫助拉近縫合的傷口,減少側邊張力,並增加傷口附近的血流量,刺激肉芽組織生長,從而增加傷口癒合機率。在黏貼完成後,術後負壓傷口照護系統可以連續保護傷口 5 至 7 天,減少換藥頻率與不適。

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糖尿病、體重過重、年紀較大、慢性腎臟病、長期使用類固醇患者等,都是出現傷口併發症的高危險群,接受手術前,可以和醫師討論如何事先做好預防措施,以降低傷口感染的風險。

筆記重點整理

  • 如果冠狀動脈狹窄導致冠狀動脈血流量無法滿足心肌的需求,便會產生心絞痛;如果冠狀動脈突然阻塞,冠狀動脈血流中斷,心肌便會缺氧壞死,稱為心肌梗塞,患者可能猝死。
  • 如果三條冠狀動脈或左主冠狀動脈都嚴重狹窄,建議進行冠狀動脈繞道手術。
  • 相較於接受心導管塗藥支架治療,糖尿病合併多條冠狀動脈阻塞的病患,在長期追蹤後,接受冠狀動脈繞道手術可有效死亡風險,並能大幅降低心肌梗塞的風險,因此建議優先採用冠狀動脈繞道手術 。
  • 因為冠狀動脈心臟病患常常都有糖尿病,傷口癒合較慢且容易感染,出現傷口併發症的風險較高。因此,把血糖控制穩定、使用負壓傷口照護系統皆有助於降低傷口感染的風險。

註解

  1. Head SJ, Milojevic M, Daemen J, et al. Mortality after coronary artery bypass grafting versus percutaneous coronary intervention with stenting for coronary artery disease: a pooled analysis of individual patient data [published correction appears in Lancet. 2018 Aug 11;392(10146):476]. Lancet. 2018;391(10124):939-948. doi:10.1016/S0140-6736(18)30423-9 ↩︎

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法國兒歌竟然唱「我有超棒的菸草,你沒有…」?!——《植物遷徙的非凡冒險》
時報出版_96
・2023/09/03 ・1869字 ・閱讀時間約 3 分鐘

我有超棒的菸草,但你沒有!

法國兒歌〈我有超棒的菸草〉唱道:「我的菸盒裡有超棒的菸草。我有超棒的菸草,你沒有⋯⋯」超棒的!

我們讓天真的孩子知道抽菸能帶來愉悅感(雖然抽菸有害健康),以及要如何輕蔑地挖苦朋友(這菸超棒,但你沒有!)。

傳說這首兒歌的作者是作曲家暨詩人拉泰尼昂(Gabriel-Charles de Lattaignant, 1697–1779),這代表兩件事:當時菸草已經遍布法國,而且是最令人開心的作物之一。

發現菸草的尼古丁

菸草的學名是 Nicotiana tabacum,自十六世紀起引入法國。拉丁文屬名「Nicotiana」的取名緣由並不是因為菸草含有尼古丁(nicotine),正好相反,1828 年人類分離出尼古丁時,使用菸草的學名為這種惡名昭彰的物質命名。

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菸草的學名是 Nicotiana tabacum。圖/wikipedia

而「Nicotiana」又來自菸草的「發現者」尼柯(Jean Nicot, 1530–1600)。這裡的引號十分必要。

首先,早在歐洲人之前,美洲印第安人自古以來都有使用菸草的習俗。接著,尼柯不是在亞馬遜發現菸草的人,他甚至從來沒離開歐洲!

尼柯只是將菸草引進法國。最後,雖然他享有引入這種害草的光環,但他甚至不是第一個引入菸草的人。他真的不是!尼柯偷走了另一個人的貢獻,真正引入菸草的人是個更富有冒險精神的修士,名字叫做特維(André Thevet, 1516–1592)。

特維才是真正的菸草引入者

特維的貢獻經常遭人遺忘。如果惡名昭彰的尼古丁叫做「特維丁」,那我們可能就比較記得他(不過黃夾竹桃糖苷的法文的確是「特維丁」,得名自拉丁文學名為「Thevetia」 的黃花夾竹桃──命名緣由的確就是特維)。凱撒的該還給凱撒,那特維的也該還給特維。

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特維生於 1503 或 1504 年的法國西南小鎮安古蘭⋯⋯也 有可能是 1516 年(畢竟太久以前了,沒有人清楚)。他生於農家。

10 歲時,可憐的特維即便不樂意,仍然被送到修道院,之後成了修士。他曾短暫念過書,但沒念過植物學。很驚人嗎?他的這點缺陷瑕不掩瑜,畢竟他讀了不少名家鉅作,包括亞里士多德和托勒密等等。

德勒(Thomas de Leu)筆下的特維。圖/時報出版

此外,他尤其有著強烈的好奇心,十分渴望認識這廣大的世界。這並不意味著他想還俗,只是書籍和旅行都比修道院生活還來得有趣太多了。

如果你去了里約,別忘了帶點菸草回來

他從短程航行開始:義大利、巴勒斯坦、小亞細亞。特維回來時簡直興高采烈,而命運很快又帶給他另一個機會,得以參與一場宏大的冒險。

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國王亨利二世派出軍官暨冒險家維爾蓋尼翁(Nicolas Durand de Villegagnon, 1510–1571),希望在巴西建立法國殖民地。

於是我們天真無邪的僧侶特維啟程前往南美洲,但他不是為了參加里約熱內盧的嘉年華,也不是要去度假勝地科帕卡巴納享受日晒,更不是要大跳森巴舞。

要記得,特維是名僧侶,而巴西也只是葡萄牙人在五十年前發現的一個新興地區。而且,新建立的殖民地將命名為「南極法蘭西」(France antarctique)。共有 600 名移民隨著維爾蓋尼翁和特維一起前往新大陸。

特維對他發現的一切事物都感到驚奇不已。他彷彿不停地低聲唱著名曲:「如果你去了里約,不要忘記登高望遠」。

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安德烈·泰維特《黎凡特宇宙學》。圖/wikipedia

他還將所有的新鮮事物稱為「singularitez」(特維自創的字,與「singularité」〔獨特性〕發音相同且拼寫相似)。

當時仍 是文藝復興時代,人類對世界的認識還相當有限,因而還請各位讀者海涵特維看似幼稚的傳奇行徑。

他履行冒險家的職責,蒐集不少樣本:植物、鳥類、昆蟲,甚至還有印第安人的武器、物品和一件羽毛長袍(當然不是為了嘉年華的扮裝,而是為了學術用途)。

有些人嘲笑不務正業的特維其實最想抱回家的是獎盃。別忘了,他在船上的職務其實是神父,而不是博物學家。但無論如何,他有著觀察入微的靈魂,並且渴望知識。可惜他在新殖民地的時光很快就落幕了⋯⋯

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——本文摘自《植物遷徙的非凡冒險》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。