我的大腦打結了！ 從《布魯克林孤兒》看妥瑞氏症

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作，泛科學企劃執行

我們知道癌症是台灣人健康的頭號公敵。 為此，我們花了很多時間介紹最新、最有效的抗癌方法之一：免疫療法。

免疫療法中最重要的技術就是抗體藥物。科學家會人工製造一批抗體去標記癌細胞。它們就像戰場上的偵察無人機，能精準鎖定你體內的敵人——癌細胞，為它們打上標記，然後引導你的免疫系統展開攻擊。

這跟化療、放射線治療那種閉著眼睛拿機槍亂掃不同。免疫療法是重新叫醒你的免疫系統，為身體「上buff (增益) 」來抗癌，副作用較低，因此備受好評。

但尷尬的是，經過幾年的臨床考驗，科學家發現：光靠抗體對抗癌症，竟然已經不夠用了。

事情是這樣的，臨床上醫生與科學家逐漸發現：這個抗體標記，不是容易損壞，就是癌細胞同時設有多個陷阱關卡，只靠叫醒免疫細胞，還是難以發揮戰力。

但好消息是，我們的生技工程也大幅進步了。科學家開始思考：如果這台偵察無人機只有「標記」這一招不夠用，為什麼不幫它升級，讓它多學幾招呢？

這個能讓免疫藥物（偵察無人機）大進化的訓練器，就是今天的主角—融合蛋白（fusion protein）。

融合蛋白是什麼？

免疫療法遇到的問題，我們可以這樣理解：想像你的身體是一座國家，病毒、細菌、腫瘤就是入侵者；而抗體，就是我們派出的「偵察無人機」。

當我們透過注射放出這支無人機群進到體內，它能迅速辨識敵人、緊抓不放，並呼叫其他免疫單位（友軍）一同解決威脅。過去 20 年，最強的偵查機型叫做「單株抗體」。1998年，生技公司基因泰克（Genentech）推出的藥物赫賽汀（Herceptin），就是一款針對 HER2 蛋白的單株抗體，目標是治療乳癌。

這支無人機群為什麼能對抗癌症？這要歸功於它「Y」字形的小小抗體分子，構造看似簡單，卻蘊藏巧思：

• 「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器，能找到敵人身上的抗原特徵，並黏上去，稱為抗體結合區「Fab 區域」。
  
• 「Y」 字形的「尾巴」就是我們說的「標籤」，它能通知免疫系統啟動攻擊，稱為結晶區域片段「Fc 區域」。具體來說，當免疫細胞在體內巡邏，免疫細胞上的 Fc 受體 (FcR) 會和 Fc區域結合，進而認出病原體或感染細胞，接著展開清除。

更厲害的是，這個 Fc 區域標籤還能加裝不同功能。一般來說，人體內多餘的分子，會被定期清除。例如，細胞內會有溶酶體不斷分解多餘的物質，或是血液經過肝臟時會被代謝、分解。那麼，人造抗體對身體來說，屬於外來的東西，自然也會被清除。

而 Fc區域會與細胞內體上的Fc受體結合，告訴細胞「別分解我」的訊號，阻止溶酶體的作用。又或是單純把標籤做的超大，例如接上一段長長的蛋白質，或是聚乙二醇鏈，讓整個抗體分子的大小，大於腎臟過濾孔的大小，難以被腎臟過濾，進而延長抗體在體內的存活時間。

偵測器（Fab）加上標籤（Fc）的結構，使抗體成為最早、也最成功的「天然設計藥物」。然而，當抗體在臨床上逐漸普及，一個又一個的問題開始浮現。抗體的強項在於「精準鎖定」，但這同時也是它的限制。

第一個問題：抗體只能打「魔王」，無法毀掉「魔窟」。 

抗體一定要有一個明確的「標的物」才能發揮作用。這讓它在針對「腫瘤」或「癌細胞本身」時非常有效，因為敵人身上有明顯標記。但癌細胞的形成與惡化，是細胞在「生長、分裂、死亡、免疫逃脫」這些訊號通路上被長期誤導的結果。抗體雖然勇猛，卻只能針對已經帶有特定分子的癌細胞魔王，無法摧毀那個孕育魔王的系統魔窟。這時，我們真正欠缺的是能「調整」、「模擬」或「干擾」這些錯誤訊號的藥物。

第二個問題：開發產線的限制。

抗體的開發，得經過複雜的細胞培養與純化程序。每次改變結構或目標，幾乎都要重新開發整個系統。這就像你無法要求一台偵測紅外線的無人機，明天立刻改去偵測核輻射。高昂的成本與漫長的開發時間，讓新產線難以靈活創新。

為了讓免疫藥物能走向多功能與容易快速製造、測試的道路，科學家急需一個更工業化的藥物設計方式。雖然我們追求的是工業化的設計，巧合的是，真正的突破靈感，仍然來自大自然。

在自然界中，基因有時會彼此「融合」成全新的組合，讓生物獲得額外功能。例如細菌，它們常仰賴一連串的酶來完成代謝，中間產物要在細胞裡來回傳遞。但後來，其中幾個酶的基因彼此融合，而且不只是基因層級的合併，產出的酶本身也變成同一條長長的蛋白質。

結果，反應效率大幅提升。因為中間產物不必再「跑出去找下一個酶」，而是直接在同一條生產線上完成。對細菌來說，能更快處理養分、用更少能量維持生存，自然形成適應上的優勢，這樣的融合基因也就被演化保留下來。

科學家從中得到關鍵啟發：如果我們也能把兩種有用的蛋白質，「人工融合」在一起，是否就能創造出更強大的新分子？於是，融合蛋白（fusion protein）就出現了。

以假亂真：融合蛋白的HIV反制戰

融合蛋白的概念其實很直覺：把兩種以上、功能不同的蛋白質，用基因工程的方式「接起來」，讓它們成為同一個分子。 

1990 年，融合蛋白 CD4 免疫黏附素（CD4 immunoadhesin）誕生。這項設計，是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。

我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中，大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作，幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段，等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球，就稱為 CD4 淋巴球。

麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍，竟然把 T 細胞的 CD4 探測器，當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯，對 HIV 病毒來說，免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白，會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。

一旦成功結合，就會啟動一連串反應，讓病毒外殼與細胞膜融合。HIV 進入細胞內後會不斷複製並破壞免疫細胞，導致免疫系統逐漸崩潰。

為了逆轉這場悲劇，融合蛋白 CD4 免疫黏附素登場了。它的結構跟抗體類似，由由兩個不同段落所組成：一端是 CD4 假受體，另一端則是剛才提到、抗體上常見的 Fc 區域。當 CD4 免疫黏附素進入體內，它表面的 CD4 假受體會主動和 HIV 的 gp120 結合。

厲害了吧。 病毒以為自己抓到了目標細胞，其實只是被騙去抓了一個假的 CD4。這樣 gp120 抓不到 CD4 淋巴球上的真 CD4，自然就無法傷害身體。

而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用：一是延長融合蛋白在體內的存活時間；二是理論上能掛上「這裡有敵人！」的標籤，這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺（ADCC）或免疫吞噬作用（ADCP）。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合，就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。

不過，這裡有個關鍵細節。

在實際設計中，CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是：HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身，許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍，反而可能引發強烈的發炎反應，甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊，這樣副作用太大。因此，CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變，讓它只保留延長藥物壽命的功能，而不會與淋巴球的 Fc 受體結合，以避免誘發免疫反應。

從 DNA 藍圖到生物積木：融合蛋白的設計巧思

融合蛋白雖然潛力強大，但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事，得從最根本的設計圖，也就是 DNA 序列就開始規劃。

我們體內的大部分蛋白質，都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以，如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起，就得先把這兩段基因找出來，然後再「拼」成一段新的 DNA。

不過，如果你只是單純把兩段基因硬接起來，那失敗就是必然的。因為兩個蛋白會互相「打架」，導致摺疊錯亂、功能全毀。

這時就需要一個小幫手：連接子（linker）。它的作用就像中間的彈性膠帶，讓兩邊的蛋白質能自由轉動、互不干擾。最常見的設計，是用多個甘胺酸（G）和絲胺酸（S）組成的柔性小蛋白鏈。

設計好這段 DNA 之後，就能把它放進細胞裡，讓細胞幫忙「代工」製造出這個融合蛋白。接著，科學家會用層析、電泳等方法把它純化出來，再一一檢查它有沒有摺疊正確、功能是否完整。

如果一切順利，這個人工設計的融合分子，就能像自然界的蛋白一樣穩定運作，一個全新的「人造分子兵器」就此誕生。

CD4免疫黏附素問世之後，融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一。而且現在的融合蛋白，早就不只是「假受體＋Fc 區域」這麼單純。它已經跳脫模仿抗體，成為真正能自由組裝、自由設計的生物積木。

融合蛋白的強項，就在於它能「自由組裝」。

以抗體為骨架，科學家可以接上任何想要的功能模組，創造出全新的藥物型態。一般的抗體只能「抓」（標記特定靶點）；但融合蛋白不只會抓，還能「阻斷」、「傳遞」、甚至「調控」訊號。在功能模組的加持下，它在藥物設計上，幾乎像是一個分子級的鋼鐵蜘蛛人裝甲。

一般來說，當我們選擇使用融合蛋白時，通常會期待它能發揮幾種關鍵效果：

1. 療效協同： 一款藥上面就能同時針對多個靶點作用，有機會提升治療反應率與持續時間，達到「一藥多效」的臨床價值。
2. 減少用藥： 原本需要兩到三種單株抗體聯合使用的療法，也許只要一種融合蛋白就能搞定。這不僅能減少給藥次數，對病人來說，也有機會因為用藥減少而降低治療成本。
3. 降低毒性風險： 經過良好設計的融合蛋白，可以做到更精準的「局部活化」，讓藥物只在目標區域發揮作用，減少副作用。

到目前為止，我們了解了融合蛋白是如何製造的，也知道它的潛力有多大。

那麼，目前實際成效到底如何呢？

一箭雙鵰：拆解癌細胞的「偽裝」與「內奸」

2016 年，德國默克（Merck KGaA）展開了一項全新的臨床試驗。 主角是一款突破性的雙功能融合蛋白──Bintrafusp Alfa。這款藥物的厲害之處在於，它能同時封鎖 PD-L1 和 TGF-β 兩條免疫抑制路徑。等於一邊拆掉癌細胞的偽裝，一邊解除它的防護罩。

PD-L1，我們或許不陌生，它就像是癌細胞身上的「偽裝良民證」。當 PD-L1 和免疫細胞上的 PD-1 受體結合時，就會讓免疫系統誤以為「這細胞是自己人」，於是放過它。我們的策略，就是用一個抗體或抗體樣蛋白黏上去，把這張「偽裝良民證」封住，讓免疫系統能重新啟動。

但光拆掉偽裝還不夠，因為癌細胞還有另一位強大的盟友—一個起初是我軍，後來卻被癌細胞收買、滲透的「內奸」。它就是，轉化生長因子-β，縮寫 TGF-β。

先說清楚，TGF-β 原本是體內的秩序管理者，掌管著細胞的生長、分化、凋亡，還負責調節免疫反應。在正常細胞或癌症早期，它會和細胞表面的 TGFBR2 受體結合，啟動一連串訊號，抑制細胞分裂、減緩腫瘤生長。

但當癌症發展到後期，TGF-β 跟 TGFBR2 受體之間的合作開始出問題。癌細胞表面的 TGFBR2 受體可能突變或消失，導致 TGF-β 不但失去了原本的抑制作用，反而轉向幫癌細胞做事。

它會讓細胞骨架（actin cytoskeleton）重新排列，讓細胞變長、變軟、更有彈性，還能長出像觸手的「偽足」（lamellipodia、filopodia），一步步往外移動、鑽進組織，甚至進入血管、展開全身轉移。

更糟的是，這時「黑化」的 TGF-β 還會壓抑免疫系統，讓 T 細胞和自然殺手細胞變得不再有攻擊力，同時刺激新血管生成，幫腫瘤打通營養補給線。

為了對抗這個內奸，默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡，加上了一個「TGF-β 陷阱（trap）」。就像 1989 年的 CD4 免疫黏附素用「假受體」去騙 HIV 一樣，這個融合蛋白在體內循環時，會用它身上的「陷阱」去捕捉並中和游離的 TGF-β。這讓 TGF-β 無法再跟腫瘤細胞或免疫細胞表面的天然受體結合，從而鬆開了那副壓抑免疫系統的腳鐐。

告別單一解方：融合蛋白的「全方位圍剿」戰

但，故事還沒完。我們之前提過，癌細胞之所以難纏，在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

而近年我們發現，癌細胞的「偽良民證」至少就有兩張：一張是 PD-L1；另一張是 CD-47。CD47 是癌細胞向巨噬細胞展示的「別吃我」訊號，當它與免疫細胞上的 SIRPα 結合時，就會抑制吞噬反應。

為此，總部位於台北的漢康生技，決定打造能同時對付 PD-L1、CD-47，乃至 TGF-β 的三功能生物藥 HCB301。

雖然三功能融合蛋白聽起來只是「再接一段蛋白」而已，但實際上極不簡單。截至目前，全球都還沒有任何三功能抗體或融合蛋白批准上市，在臨床階段的生物候選藥，也只佔了整個生物藥市場的 1.6%。

漢康生技透過自己開發的 FBDB 平台技術，製作出了三功能的生物藥 HCB301，目前第一期臨床試驗已經在美國、中國批准執行。

免疫療法絕對是幫我們突破癌症的關鍵。但我們也知道癌症非常頑強，還有好幾道關卡我們無法攻克。既然單株抗體在戰場上顯得單薄，我們就透過融合蛋白，創造出擁有多種功能模組的「升級版無人機」。

融合蛋白強的不是個別的偵查或阻敵能力，而是一組可以「客製化組裝」的平台，用以應付癌細胞所有的逃脫策略。

Catch Me If You Can？融合蛋白的回答是：「We Can.」

未來癌症的治療戰場，也將從尋找「唯一解」，轉變成如何「全方位圍剿」癌細胞，避免任何的逃脫。

本文與 Perplexity 合作，泛科學企劃執行

「Hello. I am… a robot.」

在我們的記憶裡，機器人的聲音就該是冰冷、單調，不帶一絲情感 。它們的動作僵硬，肢體不協調，像一個沒有靈魂的傀儡，甚至啟發我們創造了機械舞來模仿那獨特的笨拙可愛。但是，現今的機器人發展不再只會跳舞或模仿人聲，而是已經能獨立完成一場膽囊切除手術。

就在2025年，美國一間實驗室發表了一項成果：一台名為「SRT-H」的機器人（階層式手術機器人Transformer），在沒有人類醫師介入的情況下，成功自主完成了一場完整的豬膽囊切除手術。SRT-H 正是靠著從錯誤中學習的能力，最終在八個不同的離體膽囊上，達成了 100% 的自主手術成功率。

這項成就的意義重大，因為過去機器人手術的自動化，大多集中在像是縫合這樣的單一「任務」上。然而，這一場完整的手術，是一個包含數十個步驟、需要連貫策略與動態調整的複雜「程序」。這是機器人首次在包含 17 個步驟的完整膽囊切除術中，實現了「步驟層次的自主性」。

這就引出了一個讓我們既興奮又不安的核心問題：我們究竟錯過了什麼？機器人是如何在我們看不見的角落，悄悄完成了從「機械傀儡」到「外科醫生」的驚人演化？

這趟思想探險，將為你解密 SRT-H 以及其他五款同樣具備革命性突破的機器人。你將看到，它們正以前所未有的方式，發展出生物般的觸覺、理解複雜指令、學會團隊合作，甚至開始自我修復與演化，成為一種真正的「準生命體」 。

所以，你準備好迎接這個機器人的新紀元了嗎？

只靠模仿還不夠？手術機器人還需要學會「犯錯」與「糾正」

那麼，SRT-H 這位機器人的外科大腦，究竟藏著什麼秘密？答案就在它創新的「階層式框架」設計裡 。

你可以想像，SRT-H 的腦中，住著一個分工明確的兩人團隊，就像是漫畫界的傳奇師徒—黑傑克與皮諾可 。

• 第一位，是動口不動手的總指揮「黑傑克」： 它不下達具體的動作指令，而是在更高維度的「語言空間」中進行策略規劃 。它發出的命令，是像「抓住膽管」或「放置止血夾」這樣的高層次任務指令 。
• 第二位，是靈巧的助手「皮諾可」： 它負責接收黑傑克的語言指令，並將這些抽象的命令，轉化為機器手臂毫釐不差的精準運動軌跡 。

但最厲害的還不是這個分工，而是它們的學習方式。SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。但這還只是開始，研究人員在訓練過程中，會刻意讓它犯錯，並向它示範如何從抓取失敗、角度不佳等糟糕的狀態中恢復過來 。這種獨特的訓練方法，被稱為「糾正性示範」 。

這項訓練，讓 SRT-H 學會了一項外科手術中最關鍵的技能：當它發現執行搞砸了，它能即時識別偏差，並發出如「重試抓取」或「向左調整」等「糾正性指令」 。這套內建的錯誤恢復機制至關重要。當研究人員拿掉這個糾正能力後，機器人在遇到困難時，要不是完全失敗，就是陷入無效的重複行為中 。

正是靠著這種從錯誤中學習、自我修正的能力，SRT-H 最終在八次不同的手術中，達成了 100% 的自主手術成功率 。

SRT-H 證明了機器人開始學會「思考」與「糾錯」。但一個聰明的大腦，足以應付更混亂、更無法預測的真實世界嗎？例如在亞馬遜的倉庫裡，機器人不只需要思考，更需要實際「會做事」。

要能精準地與環境互動，光靠視覺或聽覺是不夠的。為了讓機器人能直接接觸並處理日常生活中各式各樣的物體，它就必須擁有生物般的「觸覺」能力。

解密 Vulcan 如何學會「觸摸」

讓我們把場景切換到亞馬遜的物流中心。過去，這裡的倉儲機器人（如 Kiva 系統）就像放大版的掃地機器人，核心行動邏輯是極力「避免」與周遭環境發生任何物理接觸，只負責搬運整個貨架，再由人類員工挑出包裹。

但 2025 年5月，亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan。在亞馬遜的物流中心裡，商品被存放在由彈性帶固定的織物儲物格中，而 Vulcan 的任務是必須主動接觸、甚至「撥開」彈性織網，再從堆放雜亂的儲物格中，精準取出單一包裹，且不能造成任何損壞。

Vulcan 的核心突破，就在於它在「拿取」這個動作上，學會了生物般的「觸覺」。它靈活的機械手臂末端工具（EOAT, End-Of-Arm Tool），不僅配備了攝影機，還搭載了能測量六個自由度的力與力矩感測器。六個自由度包含上下、左右、前後的推力，和三個維度的旋轉力矩。這就像你的手指，裡頭分布著非常多的受器，不只能感測壓力、還能感受物體橫向拉扯、運動等感觸。

EOAT 也擁有相同精確的「觸覺」，能夠在用力過大之前即時調整力道。這讓 Vulcan 能感知推動一個枕頭和一個硬紙盒所需的力量不同，從而動態調整行為，避免損壞貨物。

其實，這更接近我們人類與世界互動的真實方式。當你想拿起桌上的一枚硬幣時，你的大腦並不會先計算出精準的空間座標。實際上，你會先把手伸到大概的位置，讓指尖輕觸桌面，再沿著桌面滑動，直到「感覺」到硬幣的邊緣，最後才根據觸覺決定何時彎曲手指、要用多大的力量抓起這枚硬幣。Vulcan 正是在學習這種「視覺＋觸覺」的混合策略，先用攝影機判斷大致的空間，再用觸覺回饋完成最後精細的操作。

靠著這項能力，Vulcan 已經能處理亞馬遜倉庫中約 75% 的品項，並被優先部署來處理最高和最低層的貨架——這些位置是最容易導致人類員工職業傷害的位置。這也讓自動化的意義，從單純的「替代人力」，轉向了更具建設性的「增強人力」。

SRT-H 在手術室中展現了「專家級的腦」，Vulcan 在倉庫中演化出「專家級的手」。但你發現了嗎？它們都還是「專家」，一個只會開刀，一個只會揀貨。雖然這種「專家型」設計能有效規模化、解決痛點並降低成本，但機器人的終極目標，是像人類一樣成為「通才」，讓單一機器人，能在人類環境中執行多種不同任務。

如何教一台機器人「舉一反三」？

你問，機器人能成為像我們一樣的「通才」嗎？過去不行，但現在，這個目標可能很快就會實現了。這正是 NVIDIA 的 GR00T 和 Google DeepMind 的 RT-X 等專案的核心目標。

過去，我們教機器人只會一個指令、一個動作。但現在，科學家們換了一種全新的教學思路：停止教機器人完整的「任務」，而是開始教它們基礎的「技能基元」（skill primitives），這就像是動作的模組。

例如，有負責走路的「移動」(Locomotion) 基元，和負責抓取的「操作」(Manipulation) 基元。AI 模型會透過強化學習 (Reinforcement Learning) 等方法，學習如何組合這些「技能基元」來達成新目標。

舉個例子，當 AI 接收到「從冰箱拿一罐汽水給我」這個新任務時，它會自動將其拆解為一系列已知技能的組合：首先「移動」到冰箱前、接著「操作」抓住把手、拉開門、掃描罐子、抓住罐子、取出罐子。AI T 正在學會如何將這些單一的技能「融合」在一起。有了這樣的基礎後，就可以開始來大量訓練。

當多重宇宙的機器人合體練功：通用 AI 的誕生

好，既然要學，那就要練習。但這些機器人要去哪裡獲得足夠的練習機會？總不能直接去你家廚房實習吧。答案是：它們在數位世界裡練習。

NVIDIA 的 Isaac Sim 等平台，能創造出照片級真實感、物理上精確的模擬環境，讓 AI 可以在一天之內，進行相當於數千小時的練習，獨自刷副本升級。這種從「模擬到現實」（sim-to-real）的訓練管線，正是讓訓練這些複雜的通用模型變得可行的關鍵。

DeepMind 的 RT-X 計畫還發現了一個驚人的現象：用來自多種「不同類型」機器人的數據，去訓練一個單一的 AI 模型，會讓這個模型在「所有」機器人上表現得更好。這被稱為「正向轉移」(positive transfer)。當 RT-1-X 模型用混合數據訓練後，它在任何單一機器人上的成功率，比只用該機器人自身數據訓練的模型平均提高了 50%。

這就像是多重宇宙的自己各自練功後，經驗值合併，讓本體瞬間變強了。這意味著 AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念，這些概念獨立於它所控制的特定身體。

不再是工程師，而是「父母」： AI 的新學習模式

這也導向了一個科幻的未來：或許未來可能存在一個中央「機器人大腦」，它可以下載到各種不同的身體裡，並即時適應新硬體。

這種學習方式，也從根本上改變了我們與機器人的互動模式。我們不再是逐行編寫程式碼的工程師，而是更像透過「示範」與「糾正」來教導孩子的父母。

NVIDIA 的 GR00T 模型，正是透過一個「數據金字塔」來進行訓練的：

• 金字塔底層： 是大量的人類影片。
• 金字塔中層： 是海量的模擬數據（即我們提過的「數位世界」練習）。
• 金字塔頂層： 才是最珍貴、真實的機器人操作數據。

這種模式，大大降低了「教導」機器人新技能的門檻，讓機器人技術變得更容易規模化與客製化。

當機器人不再是「一個」物體，而是「任何」物體？

我們一路看到了機器人如何學會思考、觸摸，甚至舉一反三。但這一切，都建立在一個前提上：它們的物理形態是固定的。

但，如果連這個前提都可以被打破呢？這代表機器人的定義不再是固定的形態，而是可變的功能：它能改變身體來適應任何挑戰，不再是一台單一的機器，而是一個能根據任務隨選變化的物理有機體。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯，其中瑞士洛桑聯邦理工學院特別具有代表性，該學院的仿生機器人實驗室（Bioinspired Robotics Group, BIRG）2007 年就打造模組化自重構機器人 Roombots。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯，其中瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）特別具有代表性。該學院的仿生機器人實驗室（BIRG）在 2007 年就已打造出模組化自重構機器人 Roombots。而 2023 年，來自 EPFL 的另一個實驗室——可重組機器人工程實驗室（RRL），更進一步推出了 Mori3，這是一套把摺紙藝術和電腦圖學巧妙融合的模組化機器人系統。

Mori3 的核心，是一個個小小的三角形模組。別看它簡單，每個模組都是一個獨立的機器人，有自己的電源、馬達、感測器和處理器，能獨立行動，也能和其他模組合作。最厲害的是，它的三條邊可以自由伸縮，讓這個小模組本身就具備「變形」能力。

當許多 Mori3 模組連接在一起時，就能像一群活的拼圖一樣，從平面展開，組合成各種三維結構。研究團隊將這種設計稱為「物理多邊形網格化」。在電腦圖學裡，我們熟悉的 3D 模型，其實就是由許多多邊形（通常是三角形）拼湊成的網格。Mori3 的創新之處，就是把這種純粹的數位抽象，真正搬到了現實世界，讓模組們化身成能活動的「實體網格」。

這代表什麼？團隊已經展示了三種能力：

• 移動：他們用十個模組能組合成一個四足結構，它能從平坦的二維狀態站立起來，並開始行走。這不只是結構變形，而是真正的協調運動。
• 操縱： 五個模組組合成一條機械臂，撿起物體，甚至透過末端模組的伸縮來擴大工作範圍。
• 互動： 模組們能形成一個可隨時變形的三維曲面，即時追蹤使用者的手勢，把手的動作轉換成實體表面的起伏，等於做出了一個會「活」的觸控介面。

這些展示，不只是實驗室裡的炫技，而是真實證明了「物理多邊形網格化」的潛力：它不僅能構建靜態的結構，還能創造具備複雜動作的動態系統。而且，同一批模組就能在不同情境下切換角色。

想像一個地震後的救援場景：救援隊帶來的不是一台笨重的挖土機，而是一群這樣的模組。它們首先組合成一條長長的「蛇」形機器人，鑽入瓦礫縫隙；一旦進入開闊地後，再重組成一隻多足的「蜘蛛」，以便在不平的地面上穩定行走；發現受困者時，一部分模組分離出來形成「支架」撐住搖搖欲墜的橫樑，另一部分則組合成「夾爪」遞送飲水。這就是以任務為導向的自我演化。

這項技術的終極願景，正是科幻中的概念：可程式化物質（Programmable Matter），或稱「黏土電子學」（Claytronics）。想像一桶「東西」，你可以命令它變成任何你需要的工具：一支扳手、一張椅子，或是一座臨時的橋樑。

未來，我們只需設計一個通用的、可重構的「系統」，它就能即時創造出任務所需的特定機器人。這將複雜性從實體硬體轉移到了規劃重構的軟體上，是一個從硬體定義的世界，走向軟體定義的物理世界的轉變。

更重要的是，因為模組可以隨意分開與聚集，損壞時也只要替換掉部分零件就好。足以展現出未來機器人的適應性、自我修復與集體行為。當一群模組協作時，它就像一個超個體，如同蟻群築橋。至此，「機器」與「有機體」的定義，也將開始動搖。

從「實體探索」到「數位代理」

我們一路見證了機器人如何從單一的傀儡，演化為學會思考的外科醫生 (SRT-H)、學會觸摸的倉儲專家 (Vulcan)、學會舉一反三的通才 (GR00T)，甚至是能自我重構成任何形態的「可程式化物質」(Mori3)。

但隨著機器人技術的飛速發展，一個全新的挑戰也隨之而來：在一個 AI 也能生成影像的時代，我們如何分辨「真實的突破」與「虛假的奇觀」？

舉一個近期的案例：2025 年 2 月，一則影片在網路上流傳，顯示一台人形機器人與兩名人類選手進行羽毛球比賽，並且輕鬆擊敗了人類。我的第一反應是懷疑：這太誇張了，一定是 AI 合成的影片吧？但，該怎麼驗證呢？答案是：用魔法打敗魔法。

在眾多 AI 工具中，Perplexity 特別擅長資料驗證。例如這則羽球影片的內容貼給 Perplexity，它馬上就告訴我：該影片已被查證為數位合成或剪輯。但它並未就此打住，而是進一步提供了「真正」在羽球場上有所突破的機器人—來自瑞士 ETH Zurich 團隊的 ANYmal-D。

接著，選擇「研究模式」，就能深入了解 ANYmal-D 的詳細原理。原來，真正的羽球機器人根本不是「人形」，而是一台具備三自由度關節的「四足」機器人。

如果你想更深入了解，Perplexity 的「實驗室」功能，還能直接生成一份包含圖表、照片與引用來源的完整圖文報告。它不只介紹了 ANYmal-D 在羽球上的應用，更詳細介紹了瑞士聯邦理工學院發展四足機器人的完整歷史：為何選擇四足？如何精進硬體與感測器結構？以及除了運動領域外，四足機器人如何在關鍵的工業領域中真正創造價值。

AI 代理人：數位世界的新物種

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本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

• 採訪編輯｜歐宇甜、美術編輯｜林洵安

近年來，台灣的過動兒越來越多。中研院生醫所潘文涵特聘研究員，兒子從小有過動問題，累積多年照護經驗與調查研究，發現過動症與過敏、貧血和血清素偏低等因素密切相關。

過動症，全名為「注意力不集中過動症」（attention deficit hyperactivity disorder，縮寫為 ADHD），主要症狀是注意力不集中、過動和情緒控制（衝動）問題。

目前醫學界認為促成過動症的危險因子包括遺傳、難產及多種原因造成的腦傷等，主要機制為神經傳導物質（多巴胺、腎上腺素）分泌異常，影響前額葉對於衝動的抑制能力。

但，過動兒的致病因子真的只有這些嗎？是否有其他可控制的病因，也可能會引發或加重過動的症狀？中研院生醫所潘文涵特聘研究員提出假設：許多過動症狀可能與過敏、貧血和營養不良有關，若是，則可能從飲食和生活型態改變得到修正。

過動症可修正因子：過敏、貧血、血清素過低？

為了確認自己的假設，潘文涵和台大、長庚、北醫等研究團隊，前往台北市 31 間小學進行調查。

研究員由各班老師幫助，尋找有意願協助調查的過動症學童和父母簽同意書，經小兒精神科醫生確診後，一方面抽血，取得孩子血液中的各種營養素以及與過敏相關的數據，另一方面請家長填寫家庭狀況、小孩過敏狀況和飲食習慣問卷。

實驗也建立了對照組，找出與上述過動孩童相同身高、體重、性別、年齡，但沒有過動的同學，進行相同的檢查和問卷調查，以排除上述因素干擾，最後招募到 216 名的過動孩童和相對應的 216 名一般孩童對照組進行比較。

結果顯示：過敏疾病、貧血、血清素較低、嗜酸性粒細胞和免疫球蛋白較高（後面兩種與過敏有關），這四個因素都與過動症有關。當學童具有兩種以上過敏症狀（鼻炎、濕疹、氣喘），罹患過動症的風險是沒有過敏小孩的 2～3 倍，四種因素都有的孩子，罹患過動症的機率更高達 6～7 倍！

由此推測，過動症應該涉及了多重原因，也可能四項因素與過動症具有共同的前端成因。

NG食物=>營養不良=>過動?

調查結果顯示：過動症兒童血液中的維生素 B 群、礦物質鐵／磷比偏低，飲食上則明顯較少攝取蔬菜、水果、蛋白質類營養食物，比較喜歡吃高糖及高油類的 NG 食物。食物不當是否可能是過動的源頭呢?

因此下一步，就是找出這些因子與過動症的關聯！但這麼多變數誰與誰相關，誰影響了誰，誰是因、誰是果，關係非常複雜。研究團隊於是使用路徑分析法 （Path analysis），可以估計所有變數的相互關係。方法是：先假設一個因果性的模型「吃的食物會影響到血液和血液中的營養素，進而引發ADHD」，然後使用調查資料，驗證上述模型。

路徑分析結果支持：不良的營養生化狀況以及過動症導因於不健康的飲食型態。換句話說，不健康的飲食很可能是不良的營養生化狀況的前因；而不良的營養生化狀況則是過敏過動之前因。

以「快樂荷爾蒙」血清素為例，人體要合成血清素，需要維生素 B 群和鐵為輔媒，如果這類營養素攝取不夠，體內血清素濃度偏低，可能會增加過動風險。反之，如果過動症孩童能夠建立良好的飲食習慣，維持良好的營養生化狀態，就可能維持正常血清素濃度改善過動症狀。

「孩童嚴重偏食，喜歡吃油炸物、甜飲料、洋芋片和零食等加工食品，容易導致過敏、發炎和過動。」潘文涵建議所有父母：「平時孩子應該多食用蔬菜、水果、堅果、全榖類、優質蛋白質等食物。」

潘文涵原本是心血管疾病與營養流行病學家，怎麼會想到過動症與過敏、貧血、飲食等有關？原來，她也曾是一位心力交瘁的過動兒母親……

過動症抗戰二十年

潘文涵大兒子在兩歲大，即確診為過動症，之後一路服用利他能 （Ritalin），原本控制尚可，但在十歲左右，症狀卻急轉直下，轉變成會抽搐、點頭、擠眼睛或罵三字經的妥瑞氏症。

醫生懷疑是利他能的副作用，換了一次藥後，抽搐卻更加嚴重，再換一次藥，症狀變成脖子左右轉動、 喉嚨發出怪聲等症狀。

潘文涵看著孩子每況愈下，心疼不已，雖然還有其他治療用藥可以一一嘗試，但她不想讓孩子再試藥了，改由改善體質著手。

兒子國一時發現貧血，可是家裡吃的很好，不可能是飲食問題。於是她懷疑兒子從小就有的扁桃腺慢性發炎，導致假性貧血；於是諮詢醫生後拿掉扁桃腺，貧血在短期內痊癒。這讓她思考：兒子的過動難道也跟發炎或貧血有關？

她從兒子慢性發炎的扁桃腺起，首先根治發炎引起之貧血，也開始帶著兒子看中醫、吃松樹皮之類黃酮萃取物，各種方法對症狀確實有不小的改善作用，於是她開始思考是否減緩過動可以從改善體質、服用抗氧化、抗發炎食物下手。

後來又發現，兒子每次感冒吃了藥就會安靜乖巧，她懷疑可能是治療過敏的抗組織胺（antihistamine）的作用。經與醫生商量，有一段時間，她讓兒子每天出門前都吃一顆抗組織胺。果然，孩子一吃藥就能好好上課達數小時，藥效過了再開始過動。她又想：難道過動跟過敏有關？

潘文涵翻閱相關文獻（30年前），在台灣醫學會誌找到一篇文章，以病童數據和一般過敏盛行率比較之無對照研究論文，結論是「妥瑞氏症的小孩過敏比例較高」。還有研究指出：過敏的小孩碰到過敏原刺激時，血清素與組織胺一起會大量分泌，但基線的血清素在過敏期是偏低的，於是過敏造成血清素波動大，是否和過動相關，也可能是一值得探究的問題。

在她試了許多改變體質的生活型態方法後，確實能減經兒子過動症狀，但無法百分之百治癒。兒子也因為過動症，求學之路異常坎坷。但峰迴路轉，兒子大學畢業後就業，因為鼻腔發炎嚴重，自己求醫開刀清除發炎部位，竟意外治癒過動症！

過動症觀念大突破

回想與過動症搏鬥的漫漫長路，潘文涵百感交集。兒子小學時有時不想上學、沒去學校，老師不聞不問；六年級時曾長達半年沒上學，老師還是不聞不問。一直到六年級快結束，老師才打電話來說哪天要舉行畢業典禮，要記得來拿畢業證書。

更別提當父母上班回家，還要面對隨時會情緒爆炸的小孩，經常心理壓力大到瀕臨崩潰！但對於過動兒使用行為管理方法極為困難，感覺事倍功半，傳統研究的過動症危險因子，像遺傳、家族病史或腦傷等，父母也無法改變。

潘文涵從自身經驗提出過動症可能修正因子之探討，發現：貧血、過敏、血清素低確實相關，都是可能用飲食來改善並減緩症狀的，不啻為過動症父母的一大福音。

如果我們把過動症當成單一原因導致的疾病，就容易忽略其他因素。很多孩子可能是擬表型 （phenocopy），根本的病因不同，卻都表現出類似的症狀。

她指出，有些小孩可能是容易過敏、也容易過動的體質，如果能一一找出並排除可能致病的可修正危險因子，就有可能改善過動、減少藥物使用、降低副作用。

「現在常常有人介紹一些過動症小孩的爸媽來找我，我都問孩子有沒有過敏？是否飲食失衡？結果幾乎都有此現象！我會提供這個新方向給他們思考。」潘文涵強烈建議家長除了尋求兒童精神科的幫助，也能注重治療過敏、貧血，注重營養，少吃一些增加致風險食物，多攝取一些有保護作用的食物。

話鋒一轉，潘文涵最後吐露一抹遺憾：「如果當年的我知道這些，早點處理兒子的鼻子發炎問題，他就能少受很多苦，也許可以多讀一點書、變成一個完全不同的人。」她從過來人的經驗得到啟發，執行卓越研究獲得能應用之成果，希望幫助更多過動症家庭走過生命的幽谷。

延伸閱讀

• 血壓飆高、心情憂鬱、注意力不集中……你吃對食物了嗎？
• 在「乾」的實驗室，找出飲食如何讓人生病
• 潘文涵個人網頁
• Attention deficit-hyperactivity disorder is associated with allergic symptoms and low levels of hemoglobin and serotonin
• Dietary Profiles, Nutritional Biochemistry Status, and Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder: Path Analysis for a Case-Control Study
• Lee SC, Yang YH, Chuang SY, Liu SC, Yang HC, Pan WH. Risk of asthma associated with energy-dense but nutrient-poor dietary pattern in Taiwanese children. Asia Pac J Clin Nutr. 2012; 21(1):73-81.
• Lee SC, Yang YH, Chuang SY, Huang SY, Pan WH. Reduced medication use and improved pulmonary function with supplements containing vegetable and fruit concentrate, fish oil and probiotics in asthmatic school children: a randomised controlled trial. Brit J Nutr. 2013; 110(1):145-55.
• Huang SL, Pan WH. Dietary fats and asthma in teenagers: analyses of the first Nutrition and Health Survey in Taiwan (NAHSIT). Clinical and Experimental Allergy. 2001; 31(12):1875-80.
• Huang SL, Lin KC, Pan WH. Dietary factors associated with physician-diagnosed asthma and allergic rhinitis in teenagers: analyses of the first Nutrition and Health Survey in Taiwan. Clinical and Experimental Allergy. 2001; 31(2):259-164.

本文轉載自中央研究院研之有物，原文為〈過動兒爸媽不哭！治療過敏、吃對食物，可能改善病情〉泛科學為宣傳推廣執行單位

電影《布魯克林孤兒》中由艾德華·諾頓 (Edward Norton) 主演的角色時常出現一些小動作、或是：「我的大腦打結了！我的大腦打結了，老天！」、「靠！靠！靠！」，這些零碎的話語，伴隨著不斷重複開門關門、拍別人肩膀、點火柴又吹熄，追求「完美的聲音」、「完美的觸感」。

這些都是「妥瑞氏症」(Tourette Syndrome, TS) 的症狀。目前醫學界到底對它的了解有多少？我們又該如何與妥瑞氏症相處呢？

目前醫學界對妥瑞氏症的了解

根據 2013 年發布的第五版美國精神學會第五版的診斷和統計手冊（DSM-5），妥瑞氏症必須符合下列幾個要素：

1. 多重運動性抽動及一種或更多的發聲抽搐，然而不一定需要同時發生。
2. 抽搐症狀發生的頻率會起起伏伏，從症狀開始出現後持續超過一年。
3. 通常在十八歲以前出現症狀。
4. 此抽動並非由於物質使用（如精神刺激劑）或一般性醫學狀況（如亨丁頓舞蹈症 (Huntington’s disease, HD) 或病毒感染後腦炎）的直接生理效應所造成。

如果從臨床經驗來看，妥瑞氏症大約會在 2 歲到 15 歲發生，但也有可能到 21 歲才被確診。從統計數據來看，症狀出現的平均年齡大約是 6.4 歲，有 9 成以上的患者會在 11 歲以前出現症狀。妥瑞氏症的男女比大約是 4.3：1，盛行率則大約是千分之 3 到千分之 8，其實比我們想像中的常見。有一半的患者在 18 歲之前，症狀會慢慢地改善，若是持續到成年，嚴重程度也會慢慢地減少¹。

妥瑞氏症最主要的症狀被稱為 “tic”（可翻作「抽搐」或「抽動」，但並未被普遍使用），他們會出現非自主或半自主的動作 tic 或是聲音 tic，特徵是突然、短暫、重複且無韻律性的，但多半是固定性的行為。tic 這個字來自於法文的 tique，意思是扁蝨，就好像身上長了蟲一樣，若不發出聲音或做出動作，他們就會感覺到不舒服，在發出聲音或做出動作之後，那種感覺才會緩解下來²。

至於為什麼會有妥瑞氏症的症狀呢？目前醫學界還沒有一定的答案，僅知道是一種遺傳疾病，會造成大腦中的邊緣系統異常，而妥瑞氏症常常也會伴隨著其他疾病一起發生，例如穢語症（不由自主地罵髒話，大約有 40% 的患者會有這種情形，《布魯克林孤兒》中的主角便是一例）、有 60%的人同時會有注意力缺乏或過動症的情形出現，有 27% 的人會有強迫症（電影中的主角也有這樣的情況）、23% 的人會有學習障礙、15% 的人會出現品行及換或對立性反抗疾患¹。

妥瑞氏症的逆境與奮鬥

確實，妥瑞氏症在壓力大的時候，特別容易展現出來，尤其當整個教室的人都把注意力集中在患童身上時，那種不適感反而讓患童更容易焦慮不安，進而產生更多的 tic。《布魯克林孤兒》中的主角，在面對壓力的時候，總是會特別容易發作，因而需要嚼口香糖緩解焦慮。

那麼，要如何與妥瑞氏症的患童相處呢？國內有一篇實務研究就展現了一個患童從小到大的生命面貌。研究者胡秀妁探討了一位妥瑞氏症患者的生命經驗³。這名患者小柏（化名）在十歲時被診斷出了妥瑞氏症伴隨強迫症，家中的父母為了「醫治」這個孩子，用了各種正統醫療、民俗療法、宗教風水、鬼神治療等等。就如同電影《布魯克林孤兒》中的主角在孤兒院長大，修女都會不斷地打他，想把他身體裡的「魔鬼」給趕走一般。當照顧者缺乏對妥瑞氏症的了解時，便有可能做出不適當的處理。

妥瑞氏症雖然有藥物可以協助，但僅能部份控制他們 tic 的發生，並沒有辦法使之痊癒。因此，研究本身探討作為一個妥瑞氏症的患者，如何為自己的生命尋求出路呢？

在本研究中的患者小柏在大學時，從南部獨自到北部讀書，希望可以真正的獨立。他的同學們都比較成熟，但是在租屋處的學生套房裡，由於隔音不好的關係，他常常會被其他學生抗議、用各種髒話或是撞門問候。

小柏在搭乘交通工具往返南北時，總是挑深夜的客運，藉由睡覺來避免干擾其他人，或是選擇搭乘高鐵，讓通車的時間變短。後來，小柏決定轉回南部的大學，每天騎車上下學，一轉到這間學校，他就到資源教室報到，並且打好了一份簡單的自我介紹，上面寫著「您好！因為我有妥瑞症與強迫症，您注意到的這些聲音或抽動都是我不能控制，不是故意這樣。若有干擾到您真的非常抱歉！！對我最好的方式就是『不要注意我、凝視我』，這樣我的焦慮減少，困擾您的聲音就會慢慢緩和些了！謝謝您，祝福您！」

妥瑞氏症的患者，智商和一般人是無異的，他們並非故意做出tic；而從小柏的故事來看，他們也很清楚自己在做些什麼、如何為自己的生命找到出路。小柏後來因為一堂外聘老師的課，被教授說「班上怎麼有一隻青蛙！」而遭受挫折，便到資源教室尋求主任的幫助，主任也決定讓小柏主講全校導師會議的生命教育講座，分享自己的生命故事，同時也找來小柏的母親和治療師，這一場演講，讓小柏更相信自己是有能力突破困境的。

後來，小柏甚至和關注多元性別議題的同學與心理師創立「拉褲子社」，積極關心跨性別、多元性別等議題，讓自己也能發揮關注少數族群的能力，後來甚至考上社會學研究所，希望能從碩班一路到國外讀博班。而他也期望有一天能夠和電影《叫我第一名》(Front of class; 2008) 的主角見面，這是一部真實故事改編的電影，電影中的主角是一名妥瑞氏症患者，在他的努力之下，終於成為了一名老師。

電影《叫我第一名》的片尾演講

無論是《布魯克林孤兒》、《叫我第一名》，或是小柏的生命歷程，都讓我們看到了妥瑞氏症患者，雖然有著一般人覺得怪異的聲音與行為，但也有他們能夠發揮長才的地方。而社會上需要了解反而是，他們真的無法控制自己如此，越逼他們、越是投注「關注」的眼神，反而會讓他們更不自在、更會發出 tic，這些電影與故事，反而有助於我們了解妥瑞氏症的人，其實也和一般人一樣，有適合自己展現長才的地方。

參考資料

1. 李佳勳、吳美鳳（2010）。做鬼臉的小孩？！－談「妥瑞氏症」。彰基院訊 27卷5期。p.26。
2. 陳旺全（2011）。妥瑞症的診斷與治療。中醫藥研究論叢 14卷1期。p.76-p.84。
3. 胡秀妁（2015）身心障礙者自我決策歷程：以一位妥瑞氏症者大學校園生活為例。惠明特殊教育學刊 2。p.173-p.187。