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因親情立志學醫,凝聚台灣抗癌能量的「癌症研究之母」彭汪嘉康——《她們,好厲害》

PanSci_96
・2019/12/26 ・6682字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

  • 文/陳建豪

被形容為台灣「癌症研究之母」的彭汪嘉康是「台灣傑出女科學家獎」傑出獎的第一屆得主,她曾在美國國家衛生總署服務 33 年,並擔任所屬國家腫瘤研究所細胞遺傳研究室主管;她成功證實人類腫瘤細胞起因於染色體的改變,並陸續發現白血病染色體的變異在幹細胞時期就已出現,甚至進一步從母親血液中判斷胎兒白血球及性別的可能性,並以此研究獲得極大殊榮。

就決定是你了!眾望所歸的第一屆得主

2008 年,吳健雄基金會、台灣萊雅公司共同創設「台灣傑出女科學家獎」,目的在於樹立傑出女科學家的典範,並鼓舞年輕女性投身科學研究。

因此,首屆得主顯得格外重要,她必須是一位讓眾人都認可、欽佩的指標人物,才能達到設立該獎項的目的,並吸引更多人後續參與。

然而,這麼關鍵的人物,在遴選過程中,卻幾乎是眾望所歸。推動國家衛生研究院成立,並擔任國衛院首任院長的吳成文回憶,在遴選首屆得主時,他也曾被評審團諮詢,那時他毫不遲疑地推薦了彭汪嘉康。

「當我一說出這個『彭汪嘉康』這個名字,你可以感覺到,幾乎所有評審,那都是相當、相當認可的,」吳成文笑著說。雖然他與彭汪嘉康是熟識 3、40 年的摯友,甚至可以說是一起打拚的戰友,但他內舉不避親,後來果不其然順利獲得眾位評審同意,第一屆的得主,就是彭汪嘉康。

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彭汪嘉康在癌症研究的貢獻有目共睹。圖/取自書籍《她們,好厲害:台灣之光.18位女科學家改變世界

努力拉起抗癌防線,對抗國人十大死因之首

1932 年出生、現年 80 多歲的彭汪嘉康,經常被形容為是台灣「癌症研究之母」,而從她累積的各種頭銜與經歷,更可以看出她不凡的一生。

她在美國國家衛生研究院 (NIH) 工作時,曾因為成功證實人類的癌症腫瘤細胞起因於染色體改變,從此在全球醫界聲名大噪,並成為首位獲得美國亞瑟.佛萊明獎 (Arthur Flemming Award) 的外籍人士。

在美國國家衛生院工作長達 33 年,早已經是研究室主管的她,原本可以選擇退休,或是繼續研究工作,但她卻於 1993 年、在人生剛滿一甲子時,放下在美國的四個兒女,回到台灣,付出自己多年所學,為台灣建立起癌症防線。

原來,彭汪嘉康一直與台灣保持聯繫,深知自 1982 年起,癌症即開始蟬聯國人十大死因榜首,但 80 年代的台灣,對於癌症的治療卻尚未成熟,專科人才明顯不足,病人自然無法得到最佳照顧。

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癌症連續多年蟬聯國人死因榜首。圖/衛福部資料

彭汪嘉康回台 20 年間,可以說是馬不停蹄。她在中央研究院成立了國內第一所癌症實驗室,之後推動國衛院癌症研究所成立,並擔任首任所長,幾年前雖從國衛院退休,但旋即被聘請為由萬芳、北醫、雙和醫院所組成的癌症中心擔任主任,而她在台大醫院的門診,更是自 1993 年回國以來,就不曾間斷。

更值得一提的是,彭汪嘉康甚至投入了自己在美國累積多年的寶貴人脈,對培養台灣的抗癌人才,貢獻良多。

在 1985 年,彭汪嘉康尚未正式回到台灣前,當時她與幾位旅美的中研院院士,包含曹安邦、吳成文等人都擔憂著,台灣尚無腫瘤內科的概念,也就沒有專門全方位對付癌症的內科腫瘤醫師。

在包含彭汪嘉康等人的奔走下,到了 1987 年,終於促成台灣首次的腫瘤內科醫師訓練。 訓練對象包含台大、榮總、三總等的菁英醫師,而授課教授,竟都是全球最知名的抗癌專家,他們輪流從海外飛抵台灣,輪班執教三個月,完成了為期三年兩期的訓練,為台灣培訓出十三位種子醫師。

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當年的種子醫師,目前都成為台灣抗癌的超級戰將。例如:台大腫瘤醫學部主任鄭安理、成大醫學院院長張俊彥、國衛院癌症研究所所長陳立宗及主治醫師劉滄梧等人。

「那時候,我們就覺得很訝異,為什麼有這麼多大師級人物,紛紛請假兩、三個月,到台灣來幫我們上課?後來我們跟某一位教授聊,才發現原來他曾經很受 Jackie(即彭汪嘉康女士)的照顧,因為 Jackie 開口,他就義不容辭,」劉滄梧指出,彭汪嘉康在海外 30 餘年奠定學術地位,並廣結善緣,最後貢獻在台灣開花結果,因此有「癌症研究之母」的封號,正是名實相符。

因童年經歷立志學醫,絕不輕言放棄

現年 80 多歲的彭汪嘉康,仍活力十足,談起行醫看診,更是熱情滿滿。至於為何對醫學有這麼大的熱情、至今仍堅持看診,站在第一線付出,彭汪嘉康透露,這其實與她年輕時的經歷有關。

「我最小的弟弟,在我唸中學的時候,感染了肺炎,那時我們送他去看醫生,那醫生還是我父親的朋友,但他卻沒有竭盡全力去救我小弟,」彭汪嘉康沉默了一下,繼續說:「但那時明明已經有盤尼西林問世,醫生卻沒有試著採用,僅告訴我父親,應該要放棄了。最終,我的小弟就在家中過世。所有家人,都很無助地看著他離去,」事隔多年,彭汪嘉康仍有不捨。

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「經歷這件事情後,我告訴母親,如果我是醫生的話,絕不會這麼輕易就放棄醫治!這句話出口,也就立下了我學醫、行醫的志向,」彭汪嘉康強調,病人在最脆弱、無助的時候,已把生命託付給醫師,醫師怎能輕言放棄?

彭汪嘉康因目睹親人因病去世而發憤鑽研醫學領域。圖/取自書籍《她們,好厲害:台灣之光.18位女科學家改變世界

即便時代動盪,也未放棄志向

要當醫師,第一步要先考入醫學院。彭汪嘉康出身於蘇州書香世家,祖父是絲綢商人,但極重視教育,她的叔伯們在民國初年的動盪時代,卻大多能留學海外,反映出家族對孩子們教育的看重。

「我們家族有一個故事,那時我祖父去選墳地,風水先生問他是希望後代能當官,還是能致富?我祖父卻說,如若可以,讓子孫們把書唸好即可,」彭汪嘉康笑著說,祖父對教育的重視,無疑就是給子孫最大的資產。

彭汪嘉康以自己為例,在民國 30 年左右,女性唸書的比例其實相當低,但因為家族有著大力栽培孩子唸書的祖訓,也讓她在當時成為少數接受教育的女性,這也才能往醫學院逐步邁進。

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「我在蘇州唸中學,最想考入的醫學院,就是上海醫學院;當時雖然有聽說台灣的台大醫學院也非常好,甚至比上海醫學院還有過之,但因為人在蘇州,也真沒想過,有一天會來到台灣唸台大,」彭汪嘉康微笑著回憶。

民國 37、 38 年,國共內戰、局勢紛亂,政府陸續遷台,還只是中學生的彭汪嘉康,被大時代的洪流給推著,就這樣上了船,飄洋過海來到台灣。

搭上了船,雖然是頭等艙位置,但彭汪嘉康卻因為嚴重暈船,在船上吐了好幾日,到最後已經是虛弱無力。然而一下船,已經先到台灣的父親前來接船時,隨手遞了一根香蕉給腹內早已空無一物的彭汪嘉康,說也奇怪,香蕉的甜香味,竟讓彭汪嘉康精神大好!

香蕉的甜香味,曾讓彭汪嘉康記憶深刻。圖/giphy

「至今,我仍然記得那甜香味;或許,這就說明我跟台灣有緣吧!」彭汪嘉康很有精神地說著。果不其然,彭汪嘉康來到台灣後,真的如願進入台大醫學院就讀。

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考入台大醫學院後,彭汪嘉康開始勤練基本功,挑戰一本又一本磚塊般厚重的原文書。

「台大教授,不少是非常嚴格的;我最記得教我們病理的葉曙教授,他上課很精彩,但也很嚴厲,例如:高我們一屆的學長姊,竟有超過一半的人得多唸一年、跟我們這屆一起畢業,就是因為他們都被葉曙教授當掉了,」彭汪嘉康苦笑著回憶,但她也認為就是在這種要求之下,方能練就一身扎實的基本功。

畢業後,彭汪嘉康跟隨著知名的外科手術醫生林天佑實習一年,林天佑給了彭汪嘉康高度肯定。林天佑是肝臟手術的權威,他採用的「手指切肝」手術法,更讓台灣成為全球肝臟手術的先驅。而自小苦讀出身的林天佑,對每天總是在上午六點多就報到、任勞任怨的菜鳥實習醫生彭汪嘉康,留下了很好的印象,他最後給彭汪嘉康的實習分數,竟是打了 99 分。

「林天佑醫師從來沒有覺得我是女生而對我少過任何要求;他是我的恩師,言教、身教都讓我受益良多,」彭汪嘉康至今仍記得,在實習結束之後,林天佑就希望她投入台大外科團隊,但那時候的彭汪嘉康,卻打算赴美再學習。

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「我那時就答應林天佑老師,在美國練功有成之後,一定回到台灣貢獻。這個承諾,我始終放在心中,雖然我是隔了 30 餘年才完成,」彭汪嘉康感性地說,自己後來會在 60 餘歲的「高齡」返台行醫,就是因為一定要完成與老師的約定。

有了技術卻不能執刀,轉彎開啟新篇章

然而,這位在台灣被視為極有潛力的手術外科明星,到了美國之後,卻屢屢碰壁,最後甚至被迫放下手術刀,投入研究。

原來,在 1960 年代的美國,尚未開放非美國公民開業行醫。事實上,以當時的限制,彭汪嘉康只能專攻病理研究,或者是麻醉專科。

「那時候,其實有些挫折。不是因為我的醫術不好,只是因為我不是美國人。但也有人告訴我,或許這個法條很快會修改,我也就硬著頭皮留下來,」彭汪嘉康苦笑著回憶,這限制對她來說,也不知是福是禍,因為當時若沒有這一法規,她在美國執刀行醫可能會賺很多錢,但就未必有機會走上研究之路。

只是,在美國,初期打擊彭汪嘉康的,還不只她不是美國人,更因為她的「女人」身分。 彭汪嘉康原本順利申請到在華盛頓某一頗具規模的醫院工作,醫院已經回函通知她報到,但在報到第一天,對方才驚覺她是女性,而彭汪嘉康也坦承告訴對方,自己即將準備婚事,將來可能請幾天婚假。

「對方看我的中文名字,可能原本也不曉得我是男是女,再一聽我要請婚假,將來搞不好還要請育嬰假,竟當場連忙跟我說『Sorry』,他們無法聘用我了!」回想這段往事,彭汪嘉康只能搖搖頭,一臉無奈。

接連的不順利,讓彭汪嘉康陷入了低潮。

然而就在一切都不如預期時,彭汪嘉康的貴人卻出現了。透過先生在美國國家衛生研究院的友人推薦,彭汪嘉康順利在那裡找到研究工作,從此她在美國國家衛生院一待就是 30 餘年,為人生寫出了全新的一章。

美國國家衛生研究院。圖/ Wikimedia Commons

「從那時候起,我就期盼自己也能做別人生命中的貴人;因為有時候你一個小小的幫助,卻可能對這個人的人生,起了料想不到的幫助與改變,」受人提攜、擺脫低潮,彭汪嘉康始終不忘要傳承這份溫暖。

為什麼會有癌症?原是與基因有關

進入美國國家衛生研究院,彭汪嘉康更是得遇名師──華裔科學家蔣有興。1960 年代,染色體的研究正逐漸成為主流,而蔣有興正是研究染色體的大師,他的研究證實,人類的染色體數應該是 46 個,而不是之前被錯認多年的 48 個,對遺傳學研究有重要貢獻。

蔣有興是美國細胞遺傳學家,為公認首位辨明正常人類染色體數目的學者。圖/Wikimedia Commons

跟隨名師蔣有興,彭汪嘉康從此踏上染色體的研究,逐漸奠定在學術界的貢獻,她也首度證實了癌症的發生與基因缺陷、損壞有關,因而名留醫界。

研究第一年,彭汪嘉康就從六位白血病患者身上,發現與白血病相關的染色體,當時她原本想發表論文,但蔣有興希望她找到十個案例之後,再行發表。

沒想到,費城醫院的研究團隊只找到四個案例時,就搶先發表論文。

「這個染色體,從此被命名為費城染色體;如果我們當時先發表的話,應該就叫 NIH 染色體了,」彭汪嘉康難掩失落,因為這費城染色體的研究團隊,後來更憑藉這項發現繼續努力,最終獲得了拉斯克獎(Lasker Award)的肯定。

費城染色體形成機制。圖/Wikimedia Commons

但是,個性開朗的彭汪嘉康,並沒有讓這個失落影響她太久,她仍繼續鑽研,陸續發現其他諸如淋巴腺癌、淋巴性白血病等相關的染色體。

在美國國家衛生院一待 30 餘年,彭汪嘉康也逐漸累積起自己的實力,成為了院內不可或缺的重要戰將,最終擔任癌症研究所細胞遺傳研究室主管。30 年來,面對艱難、沒有邊際又日日進步的研究工作,彭汪嘉康透露,要把研究工作做好,除了自己的持續努力外,跟其他研究人員互通有無,也是關鍵。

「你不懂的東西一定會愈來愈多,這時候跟朋友合作就很重要了;討論跟交流,無疑會讓你知道自己的盲點,」彭汪嘉康笑著說,研究人員要學會合作,讓自己跟合作夥伴,成為彼此的貴人。

為了奉獻,從實習醫生開始打掉重練

時間快轉 20 多年,在美國的彭汪嘉康,經常接到來自台灣的求助電話,原來是在台灣的癌症病人,希望到美國看診求醫。

「那些『有辦法』的人,可以花錢到美國看病,但沒辦法的病患,又該怎麼辦?」彭汪嘉康分析,自 1982 年起,癌症就居於國人十大死因榜首,但台灣面對癌症來襲,似乎還沒做好準備。

「即便是到美國求診,美國醫師對於經常發生在國人身上的肝癌、鼻咽癌,研究也不多,因為在美國較常見的是肺癌、乳癌,」經過種種分析,以及與旅居海外的院士曹安邦等人討論,眾人的結論是,必須為台灣建立一批新的種子醫師,專門對付癌症腫瘤。

也因此,在 1987 年到 1989 年,這三年中間,彭汪嘉康等人促成了台灣的首屆腫瘤內科醫師訓練,不僅師資來自美國,就連考照方式也比較美國辦理。

然而,1989 年一到、訓練結束,吳成文等人原本也要回到美國繼續工作,但彭汪嘉康卻開口請吳成文留在台灣,繼續推動抗癌、培訓人才,而她自己,會在三年之後回到台灣。

「她果真言而有信,三年後回到台灣;更感人的是,這三年間,她為了也要拿到腫瘤內科醫師執照,竟然回到醫院,從最基層的實習醫生做起!」吳成文相當敬佩彭汪嘉康的決心與行動力,已經 50 多歲、早已是主管級的她,願意回到基層再學起。

「辛苦難免,但是我心中一直記得,我承諾過我的老師林天佑,有一天我得回到台灣奉獻、行醫,」彭汪嘉康感性地說,既然答應過老師,那她就一定要完成,而為了做好這件事情,辛苦一些、從實習醫師練起,雖然慢,卻扎實。

團結力量大,整合台灣醫界共同抗癌

回台 20 餘年,彭汪嘉康除了自己的門診外,更整合了台灣醫界的力量,共同抗癌。

彭汪嘉康推動、成立台灣癌症臨床研究合作組織 (TCOG),至今已經有二十餘家醫院加入,醫院間互通有無、分享臨床資料,打開了醫院與醫院之間的門戶之見,受益的則是病患。

「在我初期接手的時候,TCOG 只有三、 四家醫院,換她接手後,很快啊,就十家、二十家地加入,」吳成文笑著說,彭汪嘉康就像一個母親般,凝聚台灣抗癌人才。

「很久以前,我們會笑說,台大跟榮總兩院的距離可能比兩岸還遠,很少往來,但透過彭汪院士的凝聚、號召,台灣醫界在癌症這一塊,卻相當團結,」出自台大,國衛院癌症所主治醫師劉滄梧分析,當年透過彭汪嘉康等院士的號召,台大、榮總等醫師們一起上課受訓,有了革命夥伴的情誼,加上彭汪嘉康會找大家聚餐,因此不同醫院的醫師也就有了建立感情的機會。

「聚餐時,有時候彭汪院士甚至會帶衣服給我們;她說她在美國過耶誕節時會買衣服給家人,想到這幾件衣服好像適合我們,就帶回台灣給我們,」劉滄梧感性地說,某程度而言,彭汪嘉康的確就像是個母親。

彭汪嘉康認真地維繫著大家的情感,讓抗癌陣線更加堅強。圖/wikipedia commons

在工作上,彭汪嘉康如同母親照顧夥伴,但聊到家庭,彭汪嘉康則十分慶幸,有一個好好先生,始終是她的後盾。「那時候,我跟我先生開玩笑,我們絕對不能離婚,因為孩子一定都會跟你,」彭汪嘉康苦笑著說,自己的忙碌難免疏於照顧孩子,所幸先生的體諒與支持,讓她能全力衝刺研究。

不過,工作再忙,彭汪嘉康卻堅持為家人準備晚餐,即便她在晚餐後,仍會開車回研究室打拚。「我的廚藝未必很好,但那是一份心意,以及陪伴,」彭汪嘉康感性地表示。

彭汪嘉康因為目睹小弟的過世而立志學醫,為了完成與老師的約定而回到台灣行醫;她的努力與成就,用台灣癌症研究之母來形容,恰如其分。2008 年獲選為首屆「台灣傑出女科學家」,更是一個最貼切的形容詞。

台灣傑出女科學家獎設立於2008年,是台灣第一個專為表彰傑出女科學家、並鼓勵女性參與科學而成立的獎項,由台灣萊雅及吳健雄學術基金會共同主辦。


 

本文摘自《她們,好厲害:台灣之光.18位女科學家改變世界》,2013 年 12 月,遠見出版。

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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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復發淋巴瘤的希望之光:ADC 治療的革新突破
careonline_96
・2024/10/21 ・2212字 ・閱讀時間約 4 分鐘

圖/照護線上

肺癌後又罹淋巴瘤!復發靠突破性治療–抗體藥物複合體 ADC 續命

「瀰漫性大 B 細胞淋巴瘤(Diffuse large B-cell lymphoma),簡稱 DLBCL,是一種有機會治癒的疾病,但並非每個人都能如此幸運。曾碰過一位讓我印象深刻的患者,他的淋巴瘤在第一線治療緩解多年後又再復發。」林口長庚醫院血液科施宣任醫師表示,「患者過去曾因罹患肺癌切除過肺臟,身體狀況難以承受自體幹細胞移植,面臨治療選擇相當有限的困境,狀況一度很不樂觀。」

幸運的是,當時針對 DLBCL 淋巴瘤的突破性新治療–抗體藥物複合體 ADC(Antibody-drug conjugate)剛好核准通過。根據臨床試驗數據,針對復發的病患,若於治療時再加上 ADC 藥物,完全反應率是傳統化療的兩倍,整體存活期更較傳統化療增加將近三倍!因此當時在討論後,立刻幫患者將 ADC 藥物加入治療組合中,後續也順利地達到完全緩解快一年,目前沒有復發跡象,持續門診追蹤。

瀰漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)治療不能等
圖/照護線上

台灣常見淋巴瘤 DLBCL 惡性度高!復發具抗藥性急需新治療突破

DLBCL 是台灣最常見的淋巴瘤。根據國健署癌症登記報告,台灣一年新增超過四千例淋巴癌個案中有九成屬於非何杰金氏淋巴瘤,超過一半是惡性度很高的 DLBCL,不僅進展快速,且可能侵犯全身器官,因此治療要越快越好,盡量避免等待空窗期。

施宣任醫師強調,「不像一些小細胞的低惡性度淋巴瘤可以等症狀明顯再治療,大細胞病變通常來勢洶洶,像 DLBCL 雖然會因為分期等因素,治療選擇上略有差異,但基本就是完全不能等!」過去 DLBCL 標準的第一線治療為化療藥物再加上 CD20 單株抗體的『免疫化學治療』,除化療毒殺腫瘤細胞外,同時藉由單株抗體直接促使帶有 CD20 的 B 細胞死亡達到緩解的效果。「大約 5~6 成的病患接受免疫化學治療後可以達成長期完全緩解也就是痊癒;剩下無法完全緩解的這群病患,又被稱作頑固型 DLBCL 淋巴瘤,因為已經對第一線藥物產生抗藥性,治療上較為棘手,需要更有效的新藥物選擇。」

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抗體藥物複合體ADC雙管齊下,結合單株抗體+化療
圖/照護線上

ADC 治療雙管齊下 提升療效降低副作用 健保已開放第三線給付

ADC 是經臨床試驗證實有效 DLBCL 淋巴瘤治療的新突破選擇。ADC 藥物的『複合』二字,指的就是單株抗體與化療的結合,藉由單株抗體對腫瘤的精準指向性,將化療藥物直接送到腫瘤身邊,進行毒殺。施宣任醫師進一步解釋,「ADC 藥物的專一性優勢,除了讓治療效果更顯著外,相較傳統化療沒有目標性地作用,ADC 藥物透過單株抗體可達成如同讓淋巴瘤細胞直接把化療吞進去的效果,自然副作用也降低很多,病患比較少感覺噁心、想吐、掉髮等。」

臨床研究顯示,ADC 藥物合併免疫化學治療一起使用後,能夠增加頑固型或復發淋巴瘤病人的整體存活期和完全反應率,並具有更長的療效持續時間。「整體存活期約增加近3倍、達成完全反應的機率則增加2倍以上,對已產生抗藥性的病人來說,這樣的數字實屬難能可貴。」施宣任醫師指出,因此美國 NCCN 治療指引也建議,符合特定條件的 DLBCL 淋巴瘤病人,可優先考慮接受 ADC 藥物的治療組合。

「台灣的醫療基本都是與國際同步,特別會參考美國的作法,因此健保署也於今年(113年)2 月將 ADC 納入 DLBCL 淋巴瘤第三線給付,讓患者能夠在減輕經濟負擔的狀態下,快速接受與國際同步的最新治療。」

ADC藥物或健保給付:提升頑固型或復發DLBCL反應率
圖/照護線上

彌漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)治療與日常照護小提醒

現今 DLBCL 淋巴瘤的治療已朝多元選擇邁進,但免疫化學治療仍是重要的骨幹治療。施醫師提醒,包括 ADC 藥物等不同治療組合,都會搭配不同的化學藥物,毒性雖有高有低,但都可能造成免疫力低下,因此治療期間,應盡可能降低感染的機會,避免出入人潮較多的公共場所;近期流感、新冠等呼吸道傳染症疾病也較盛行,DLBCL 的病人更應提高警覺,小心預防。

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肝癌末期奇蹟逆轉!免疫治療合併抗血管新生藥物創新突破
careonline_96
・2024/09/18 ・2877字 ・閱讀時間約 5 分鐘

圖/照護線上

「免疫治療合併抗血管新生標靶藥物組合的出現,讓原本許多瀕臨絕境的肝癌晚期患者又再找到一線生機,甚至是原本肝癌多處轉移、破裂、復發等較致命的情況,都有機會控制到癌指數完全正常!」

童綜合醫院外科薛冠群醫師分享幾例十分棘手的肝癌晚期案例,「一例為手術後又發現橫膈膜上有7、8顆腫瘤轉移,因為基本上有轉移就表示癌細胞侵襲性高,復發風險度高,即使手術切除後也很難控制,但使用免疫治療合併抗血管新生藥物後,目前存活已超過一年,不僅癌指數都維持正常,多次追蹤的電腦斷層影像上也都沒有再發現腫瘤,可以說是控制住了腫瘤;另外兩個肝癌晚期案例,則都是發現腫瘤時就已破裂出血休克,癌指數非常高,甚至其中一例還高達16萬多!在先經栓塞或是手術處理後,雖然保住性命,但術後仍產生多處轉移情況,透過免疫合併抗血管新生標靶治療後數月,奇蹟似地讓2人的癌指數都降到幾乎正常,而且幾乎在後續影像檢查中已找不到存活的腫瘤。」

薛冠群醫師分析,「過往面對中晚期肝癌多次復發、血管侵犯、肝外轉移等棘手情況時,大多只能反復進行局部治療,但因為無法將癌細胞消滅殆盡,往往陷入一再復發的困境,患者最後甚至對治療感到疲憊並失去信心;而免疫治療合併抗血管新生標靶藥物問世後,透過此有效的全身性組合療法,終於有機會將手術切除後一再復發、栓塞塞不死、電燒燒不盡的癌細胞趕盡殺絕,避免一再復發、重複多次局部治療導致肝臟承受不住造成肝衰竭的惡性循環,甚至有機會接受根除性治療,讓肝癌晚期患者能重拾治癒希望。」

接受根除性治療大不易! 肝癌晚期治療反應率亟待提升

薛冠群醫師指出,「肝癌初期通常無症狀,等出現黃疸、腹脹等現象,往往病情已較嚴重,台灣約有一半以上肝癌病人確診時為中晚期,也因此導致肝癌長達 43 年位居十大癌症死因第二名。」由於肝癌晚期腫瘤已過大、血管侵犯、甚至已轉移至其他部位,故患者大多無法直接進行手術或是肝臟移植等根除性治療移除腫瘤,僅能透過全身性藥物治療,盡量縮小腫瘤,但過往傳統單一標靶治療成效有限,反應率可能低於 10%,因此手術可能性極低。

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機轉相乘!免疫治療 X 抗血管新生標靶藥物 毒殺肝癌藥效更佳

所幸隨著醫藥的進步,免疫藥物的出現大幅改變了肝癌晚期的命運。其中,免疫治療與抗血管新生標靶藥物合併使用的組合,更是大幅提高腫瘤反應率,有效的縮小腫瘤大小,提高存活率,增加後續接受根除性治療如手術,甚至是肝臟移植的機會!薛冠群醫師表示,「以免疫治療合併抗血管新生標靶藥物的組合治療時,反應率較高,有較高機會能顯著縮小腫瘤,延長病人存活期,甚至使部分患者的肝癌腫瘤消退至可手術切除的狀態,增加根除性治癒機會。」

機轉相乘!免疫治療X抗血管新生標靶藥物
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免疫治療合併抗血管新生標靶藥物組合中的免疫藥物為 PD-L1 抑制劑,「人體免疫細胞原本具有辨識並毒殺癌細胞的能力,但當肝癌細胞上的 PD-L1 與T細胞上的 PD-1 接合時,會使 T 細胞失去活性而停止攻擊;此時,藉由免疫治療 PD-L1 抑制劑,就能阻斷上述接合,使 T 細胞“醒”過來,重新毒殺癌細胞。」

薛冠群醫師進一步指出,「在免疫治療 PD-L1 抑制劑外,再加上抗血管新生標靶藥物時,更能達到相輔相成的效果。因為肝癌腫瘤會刺激血管新生以獲取更多血液供養,此時抗血管新生標靶藥物不僅可有效抑制血管新生,阻止腫瘤長大,還可改善肝臟的腫瘤免疫微環境,讓併用的免疫治療能順利進入患處,發揮藥效,因而大幅提高反應率。」

免疫治療X抗血管新生標靶延長整體存活期期
圖/照護線上

權威 NCCN 治療指引列優先推薦 健保開放肝癌晚期第一線就給付

上述免疫治療 PD-L1 抑制劑與抗血管新生標靶藥物併用的加乘效果,經大型臨床試驗證實,有機會將原本僅 12% 的腫瘤反應率,提升達 30% 之多,同時減少 3 成多的死亡與 4 成的疾病惡化風險,增加近 6 個月的整體存活期。

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免疫治療合併抗血管新生標靶藥物所達成的反應率提升,也表示後續能接受根除性治療機率的提升,給予肝癌晚期病患更多爭取痊癒的機會,因此國際權威 NCCN 及 AASLD 肝癌治療指引均將免疫治療合併抗血管新生標靶藥物,列為肝癌晚期第一線治療優先推薦。

「我國健保也從善如流,自 2023 年 8 月開始,只要符合給付條件者,晚期肝癌第一線就可申請免疫治療合併抗血管新生標靶藥物的給付,病人不需要再自費,大大減輕經濟負擔!」薛冠群醫師提醒肝癌中晚期患者與家屬,「目前健保放寬到第一線就給付,讓反應率高的藥物及早使用這件事更無負擔,所以別忘了主動與醫師討論,制定最適合自身的治療計畫。」

權威NCCN治療指引列優先推薦 健保開放肝癌晚期第一線就給付
圖/照護線上

肝癌晚期治療—免疫合併抗血管新生標靶藥物重點整理

一、 免疫治療 PD-L1 抑制劑能喚醒免疫 T 細胞活性,重新毒殺癌細胞;抗血管新生標靶藥物則可有效抑制血管新生,阻止腫瘤長大,並改善肝臟的腫瘤免疫微環境,讓併用的免疫治療能順利進入患處,發揮藥效進而大幅提高反應率。

二、 大型臨床試驗證實,免疫治療合併抗血管新生標靶藥物有機會將反應率提升至 30%、減少 3 成多的死亡與 4 成的疾病惡化風險,增加近 6 個月的整體存活期。

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三、 國際權威 NCCN 及 AASLD 肝癌治療指引將免疫治療合併抗血管新生標靶藥物,列為肝癌晚期第一線治療優先推薦。

四、 2023 年 8 月起,免疫治療合併抗血管新生標靶藥物已納入肝癌晚期第一線健保給付,提醒患者與家屬可主動與醫師討論用藥,制定最適合自身的肝癌晚期治療計畫。

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