今年年初參觀由圓方文創策劃的仿生獸展,看到高達四公尺的仿生獸(Strandbeest)以輕巧的步伐走動,像隻溫柔的大巨人一樣,讓我印象深刻。
上週因緣際會拿到一份桌上型仿生獸的模型。和《大人的科學》的仿生獸不同,這隻仿生獸雖然也是以風為動力,但風格比較像是Lignatum時期的「犀牛」。

▲仿生獸跨步的循環(資料來源:EXERGIA)。可以看到中間曲柄在轉動,身體重心都維持在同一點,就和大多動物一樣。


▲有哪位神手要挑戰「哈姆太郎駕駛的仿生獸」嗎?
今年年初參觀由圓方文創策劃的仿生獸展,看到高達四公尺的仿生獸(Strandbeest)以輕巧的步伐走動,像隻溫柔的大巨人一樣,讓我印象深刻。
上週因緣際會拿到一份桌上型仿生獸的模型。和《大人的科學》的仿生獸不同,這隻仿生獸雖然也是以風為動力,但風格比較像是Lignatum時期的「犀牛」。

▲仿生獸跨步的循環(資料來源:EXERGIA)。可以看到中間曲柄在轉動,身體重心都維持在同一點,就和大多動物一樣。


▲有哪位神手要挑戰「哈姆太郎駕駛的仿生獸」嗎?
時年 26 歲[1] 的 Caroline Dela Rose Nilsson 手腳被緊縛,[2] 嘴巴堵塞著,神色極度焦慮,[1]在自家的車道上呻吟。[3, 4] 鄰居見狀快速通報警察。[1]
事情發生在 2016 年 9 月 30 日,[4] 晚間 10 點 10 分,[1] 南澳阿德雷東北市郊的 Valley View 地區。[1, 3] Caroline 的三個孩子當時在家,他們分別為 1、3 和 5 歲;[2] 而她 57 歲的婆婆 Myrna Nilsson 早已被重擊致死,陳屍於洗衣間。[5] 稍後,員警在屋裡的走廊找到眼神渙散,面容哀戚的男孩;他的兩個姊妹則是面部朝下,趴在床上哭泣。員警讓孩子們同自己坐在警車裡,但卻什麼也問不出來。[5]
另一邊,當死者的兒子 Mark ,也就是 Caroline 的丈夫,得知母親死了。 Mark 詢問警方, Caroline 是否受傷,然後平靜地以實事求是的口吻說:「我不懂怎麼會有這種事情,您是說意外嗎?」由於警方不願意透漏細節,在完全不知道來龍去脈的情況下, Mark 又問是不是有人闖入家中。[5][註1]

根據 Caroline 的說法,當天有 2、3 名開著皮卡車的男性,跟蹤她的婆婆 Myrna 回家。他們與 Myrna 在屋外爭執了約 20 分鐘,但殺害她的時候, Caroline 碰巧在關著門的廚房裡,所以什麼也沒聽到。[1] 這幾個「看起來像粗工」的人,後來也攻擊 Caroline 。[2, 5] 問題是,如果三個孩子徹頭徹尾都在屋裡,為何會安靜到沒被捲進來?
檢方拿 3 個孩子的頭髮樣本,去做藥物檢測,其中 2 個結果顯示有Tramadol殘留。[2] 在澳洲屬於四級管制藥物的 Tramadol ,需要有處方籤才能取得,是一種會抑制呼吸且具有鎮定作用的止痛劑,一般不得施予 12 歲以下的兒童。[6] 更啟人疑竇的是,屋裡既沒有外人入侵的 DNA 證據,附近的鄰居也沒注意到一輛皮卡車進出。[7] 這令檢警不太採信 Caroline 的說辭。[1]
此外,負債澳幣 4,000 元(時值約新臺幣 10 萬元)的 Caroline ,每半個月還得跟丈夫共同支付婆婆 Myrna 澳幣 1,000 元的房租。[註2]相較之下,Myrna 經濟優渥,不僅擁有汽車,在澳洲和菲律賓置產,曾赴歐洲旅遊,還給年幼的孫子買車買房。Mark 是獨子,若 Myrna 過世,他們夫婦便可順勢繼承財產,謀財害命的動機充足。[8]
檢警因此把 Caroline 列為頭號嫌疑犯,卻始終沒有以謀殺罪名逮捕她。直到 2018 年 3 月,他們取得關鍵證據。[1]

Myrna Nilsson 慘遭殺害的時候,戴著一只蘋果智慧型手錶。[1]
Myrna 的智慧錶記錄到她人生末了的重要數據:她在返抵自家的 47 秒內開始遭受猛烈攻擊,[4]其中有短短 39 秒的長度,出現 65 次倉皇的動作,然後她的心跳就停止了。時間約莫是傍晚 6 點 41、42 分。[2, 4] 15 分鐘後, Caroline 用手機傳訊息給丈夫,還留下在臉書和 eBay 的使用紀錄。[4] 從這個時間點到她的鄰居報案,中間相差三個小時。此情形讓 Caroline 的陳述顯得不合理,因而遭檢察官起訴。[3]
智慧型手錶進入人類生活已有一段時日,不過有些人仍然會戴其他類型的手錶。它們雖然不會追蹤使用者的生命徵象,但有時也能提供警方估計死亡時間的線索。以下是 2022 年《國際鑑識科學》(Forensic Science International)期刊,介紹的二個例子:
一名八旬老翁俯臥於公寓的地板上,毫無生命跡象。他最後一次被人看見還活著,已經是 5 天前的事情了,對縮小死亡時間範圍的幫助有限。死者左手戴著一只持續運作的自動機械錶,錶面顯示的時間準確無誤。此種手錶仰賴使用者手部的活動帶動發條。老翁戴的這款每次帶動之後,可以撐上 44 至 48 小時,而且它在警方展開調查後 18 小時才停止運轉。所以用 48 減掉 18 ,得知老翁或許在被發現前的 30 小時左右身亡。[9]
期刊介紹的另一起案件,死者右手戴的是太陽能石英錶。某年12月在丹麥的沼澤,有個獵人撞見一具屍骨。當下右手骨頭上的錶還在走,不過時間快了 1 小時,而日期則晚了 3 天。該國的日光節約通常始於 3 月,終於 10 月,也就是說死者的手錶在 10 月之後,沒有被調回標準時間。至於少掉的 3 天,則是因為 6、9 和 11 月都只有 30 天。若未手動跳過 31 日,手錶的日期就會在這段期間,每個月各晚 1 天。由此推估,死者可能是在 5 月 1 日到 6 月 30 日之間身亡。[9]
死者配戴的各種手錶,留給警察辦案的線索。然而是否能破案,並將罪犯繩之以法,仍受到其他因素的影響。2016 年 Myrna Nilsson 被害身亡;2018 年她的媳婦 Caroline ,遭警方以智慧錶的紀錄為證據逮捕。[1] 2020 年在 8 週的審理後,陪審團無法達成共識。 2021 年又經歷 6 週的法律攻防, Caroline 最後被無罪釋放。[3] 而直至 2022 年的今天,警方仍未捕獲她口中,謀殺婆婆的那幾個粗工。
化學家無不有著「想要製作極小機械」的願望。說到極小的機械,那就是僅由 1 個分子作成的機械,世界上不存在比這更小的機械。「這有可能實現嗎?」雖然有些人會抱持懷疑,但在 8-3 出現的分子夾,就算不能說是「機械」,也可作為「工具」。
既然如此,何不索性用 1 個分子組成汽車?基於此概念作成的就是單分子汽車。是不是非常符合碳元素王國的國王「專車」呢?
一開始便想要用分子製作「汽車」,門檻好像有點過高,所以一步步按照單輪車、雙輪車的順序來嘗試吧。首先,以一個分子組成一個輪子的汽車,能夠做出單分子單輪車嗎?
實際上化學家已經做出來了。雖然外觀跟常見的單輪車不同,但馬戲團小丑踩踏的球,也可說是一種單輪車?如此想來,可以使用前面 2-3 所說明的球狀分子,把 C60 富勒烯當作球本身,這樣便可製出單分子單輪車。
接著是單分子雙輪車。這個也很簡單,只要將 2 個富勒烯與直線狀的分子連接就行了,可以利用直線狀分子乙炔 HC≡CH。如此一來,也可製作出單分子雙輪車來。

如下圖所示,也可製作出單分子三輪車來,但這跟現實中的三輪車有些不同,3 個「車輪(富勒烯)」鍵結成放射狀。結果,這台三輪車沒辦法向一定方向前進,僅能在固定位置旋轉。

化學家利用這個富勒烯單分子三輪車,置於黃金的晶體上,觀測到的動作如同預想,單分子三輪車僅在原地不停旋轉。
繼續研究下去。為什麼這台三輪車會持續在固定位置旋轉呢?如果此分子的動作僅是熱振動,或者在黃金晶體表面滑動,應該不會產生旋轉運動。如同預期,「旋轉運動」這件事證明了,作為車輪的富勒烯確實發揮車輪的功能,產生旋轉運動。這在化學上可說是意義非凡。
我們知道人們「需要讚美」,化學也是如此。在發表實驗結果的時候,重要的是最大限度解讀結果中的意義,「讚美」實驗結果。如此一來,即使實驗結果沒有震驚全世界,也是對研究人員的一種肯定。「雖然是項無趣的實驗結果,還請容許我在此向各位報告」若是這麼說,就太辜負研究人員的努力了。
右頁上圖是單分子四輪車,目前已經實際合成出來了。這個分子有一個「工」字型底盤,上面帶有4個輪子,沒有少掉任何部分,是完全的單一分子。右頁下圖是該分子置於黃金晶體上的移動軌跡。重點在於,分子僅沿著短軸的方向移動,若要改變行進方向,此時分子會自動旋轉。這表示車輪的確有轉動前進。


遺憾的是,以上的「汽車」皆沒有引擎,沒辦法獨立移動,需要有外物拉引才能移動,感覺像是令人懷念的人力車。
那麼,我們是否無法製造自發性移動的分子汽車?不,自己發動、自力移動的單分子機械已經製造出來了。
2017年,舉辦了集結世界各地單分子汽車的國際賽事。會場設於法國土魯斯(Toulouse),稱為「奈米車賽」(Nano Car Race),共有 6 台車報名競賽,其中也有來自日本的分子車。
各位讀者覺得如何呢?雖然一時可能覺得難以置信,但這絕對不是在開玩笑。碳元素王國如此進步,已經進步到無論想要製作什麼樣的分子都不是問題。
然而,如下圖的簡單四角形分子環丁二烯(cyclobutadiene),至今卻沒有辦法合成。

這並不是因為化學不發達,而是根據前面的「前緣軌域理論」(參見 2-5),理論上無法做到。然而,這僅只是「分子的集合體不可能合成」,但若在周圍沒有其他東西,假設「宇宙空間中僅有這 1 個分子」的狀態,已經證實是有可能製作出來。實際上,學者已在實驗的狀態下成功合成了環丁二烯分子。能夠在理論上證明這件事,也是碳元素王國實力的一環。

今年年初參觀由圓方文創策劃的仿生獸展,看到高達四公尺的仿生獸(Strandbeest)以輕巧的步伐走動,像隻溫柔的大巨人一樣,讓我印象深刻。
上週因緣際會拿到一份桌上型仿生獸的模型。和《大人的科學》的仿生獸不同,這隻仿生獸雖然也是以風為動力,但風格比較像是Lignatum時期的「犀牛」。

▲仿生獸跨步的循環(資料來源:EXERGIA)。可以看到中間曲柄在轉動,身體重心都維持在同一點,就和大多動物一樣。


▲有哪位神手要挑戰「哈姆太郎駕駛的仿生獸」嗎?
照顧嬰兒是件勞心勞力的事。對爸媽或保母們來說,這「換尿布」可是一大工程。在正式進入主題前,先請各位做一個簡單的想像:
為寶寶換尿布時,大人一手扶持固定住嬰兒腿部,另一隻手汰換掉舊尿布。過程中嬰兒乖巧冷靜,面對觸碰毫無反應。於是照顧者用一種從容優雅的姿態,輕鬆完成卸除尿布、清潔及更換等步驟,一個拋物線把廢棄物丟進垃圾桶。
顯而易見,以上敘述均為理想狀態。現實生活中,家長可能會遭遇到嚎哭、劇烈踢動及隨手亂抓等各種突發狀況;此外,面對處於未知狀態下的尿布,更是需要堅韌的精神力。想要行雲流水的完成換尿布這件事簡直是一大考驗。
人家只是想要跟賽巴斯欽一樣高雅冷豔的換尿布,這也不行嗎?
停止苦惱吧諸君,您們的心聲被聽見啦!
2019 年《搞笑諾貝爾工程學獎》得獎的是由伊朗科學家 Dr. Farahbakhsh 所發明的全自動嬰兒換尿布機(Infant washer and diaper-changer apparatus)。這發明不只科技感十足,它甚至擁有美國專利,未來可望提供更多選擇給有需要的人們。
全自動嬰兒換尿布機就如同字面上的意思,只要把嬰兒放入機器,它就能一機包辦固定嬰兒、移除好髒髒尿布、換上嶄新尿布及清洗屁屁等多個步驟,並且附帶省水技能。
這是台體積龐大的機器嗎?您可能會這樣想——但不,它輕量小巧、便於攜帶。最棒的是,尿布機還可以客製化,成為獨一無二、專屬於寶寶和家長的最佳解。
現在,趕緊來了解它是如何運作的吧!
全自動嬰兒換尿布機是由多項零件所組成:其中包含了一個主要的尿布更換室(110)、一個能提供親屬表達關愛之情的透明玻璃窗(112)、嬰兒座椅(114)、腿部固定器(116)及三道安全帶(118、120、122)。此外,移動式導軌(124)、廢棄尿布槽(126)、尿布拆卸手臂(128)、可調節式的窗簾(130)、兩個灑水裝置(132、134)、烘乾機(136)和兩組夾子(138、139)。
更換室的材質為鍍鋅鐵的外殼和不銹鋼(或耐水聚合物)製成的內層。設施後方設有馬達,方便機械在軌道上移動;上方的透明玻璃窗,則可以隔離周遭環境、防止水花噴濺並隔絕氣味,並讓操作員全程掌控換尿布和洗滌嬰兒的過程。
那我們該如何操作呢?這也不難,在主更換室設備上將有一個可供操作的面板。不論是靠近玻璃窗、放在側面或是任何位置都可以,操作者可以藉由面板來開啟並關閉機器前門,進而起動其它功能。當然,前門也有設定成手動開關的模式,一切全憑個人喜好。
這個問題,貼心的博士也早就為各位想好了。
在主更換室內設有一個廢棄尿布的排出口:髒尿布在去除後會被棄置在出口箱,出紙槽的設計容易拆卸且方便清洗。至於嬰兒座椅上方的灑水器可以控制水溫與時間,寶寶在清洗完畢後會隨即被烘乾。
若嬰孩在換尿布或清洗的過程中感到不適,用戶能隨時停止。
全自動嬰兒換尿布機聽起來可能既冰冷又無情,但請放心,它提供了舒適的座椅,搭配可調節的織物與安全帶,防止寶寶從座椅上滾落下來,不但安全而且絕對舒服。
如前文所述,雖然名稱叫全自動「嬰兒」換尿布機,但它的零件大小與尺寸都可以做調整。也就是說,替殘疾人士或是長者更換尿布與清潔是絕對沒有問題的。
還在為換尿布這件事感到困擾?想要乾淨俐落的完成清潔寶寶屁股的重責大任?有了這台全自動嬰兒換尿布機,不必親手碰觸到嬰兒及使用過的尿布,您只需等待——中間不妨泡杯卡布奇諾、播幾首爵士樂——
一個包裹著嶄新尿布的乾淨嬰兒便會送回您手邊。
聽起來挺不錯的吧?現在開始,您也可以好好享受人生。
(本文秉持分享初衷,絕非業配)
頒獎典禮的全紀錄影片在這裡:
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