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鑑識故事系列:哪一把武士刀砍了顱骨?

胡中行_96
・2023/08/21 ・2135字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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男子與公車上認識的同好,打算共赴西洋棋賽。途中兩人開始喝酒,醉到無法下棋,男子便受邀至對方家續攤。他們來到德國某小鎮一棟半獨立式的房子,不知何故卻起了爭執。這名新朋友遂攻擊男子,然後致電警方自首。[1]

a. 客廳;b. 死者與刀鞘(sheath);c. 廚房裡的武士刀 A;d. 人行道的武士刀 B 及開山刀。圖/參考資料1,Figure 1 a, c , d and edited b(CC BY 4.0)

勘查現場

警察與鑑識病理學家進入客廳,看見男子四肢蜷曲,橫屍沙發前的血泊中。朝天的後腦勺,有數道深層砍傷。遍佈周遭物品、地板與牆壁的飛濺血斑,方向不一。可以推測男子在跌倒後,以此姿勢繼續受害。他的身邊有兩只刀鞘。相應的武士刀 A 在廚房裡;B 則於屋外的人行道上,一旁還有開山刀。[1]

武士刀

開山刀上沒有血漬,可能不是兇器;兩把沾滿鮮血的武士刀,成了辦案的焦點:[1]

  • 武士刀 A:由長 720 公厘,寬 31 公厘,厚 7 公厘的刀刃;橢圓形護手;以及藍布包裹的刀柄組成,總長 1020 公厘。[1]
  • 武士刀 B:刀刃長 725 公厘,寬 32 公厘,厚 7.5 公厘;加上橢圓護手;還有纏著黑布的刀柄,全長也是 1020 公厘。[1]

兩把武士刀的外型,無疑非常相似。不過,製作刀器時的打磨等動作,以及使用造成的磨損,如果留下足夠的紋路,就可能在死者身上產生不同的痕跡。換句話說,驗屍的時候,要挑選刀痕明確,且含有相當細節的砍傷,來進行比對。[1]

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武士刀 A(上)與 B(下)。圖/參考資料 1,Figure 2(CC BY 4.0)

驗屍

男子的頭、頸後方,與右肩、右臂,有 2、30 處銳器損傷;雙手因自我防衛而受傷;嘴唇、手臂、左乳頭,以及左肩胛附近,則有血腫等鈍器損傷。他的內臟輕微貧血,帶少量屍斑,散發著強烈酒味。血液酒精濃度高達 0.378%,[1]衝突發生的當下,抵禦能力大概有限。

血液酒精濃度(%)可能的症狀
< 0.05多話、放鬆、自信。[2]
0.05 – 0.08判斷力與運動失常,肆無忌憚。[2]
0.08 – 0.15口齒不清;情緒不穩;噁心、嘔吐;視覺、平衡感與肢體協調失常。[2]
0.15 – 0.30想睡、失憶、尿失禁、呼吸困難、失去意識,無法自行走動。[2]
> 0.30[2]>0.40[3]昏迷、死亡。[2, 3]

翻模

鑑識團隊取下顱骨(cranium)最上方顱頂(calvaria)的一部份,用冷水洗淨,吸除水份,放在顯微鏡下檢查:8 淺 7 深,共 15 道器物造成的傷痕。其中 3 道特別深,而且保有充足細節,適合比對兇器,被編號為 I、II 與 III。[1]

接著,他們拿出 AccuTrans® 鑄造材料(AccuTrans® Casting Material),往這 3 道刀痕上抹。[1]根據 AccuTrans® 的官網,這是一種鑑識專用的印模矽膠,連鈔票墨紋都能精準捕捉,而且適用於平滑、粗糙,垂直或水平等各種表面。[4]得到第一個模型後,鑑識人員將這塊顱頂扔進不超過 75 °C,摻有洗衣粉的水中浸泡,直到上面的軟組織能被輕輕刷除。然後以丙酮(acetone)除油待乾,再次用 AccuTrans® 翻模。兩塊矽膠模型被放在 Leica FS-C 光學顯微鏡下比較,確認稍早浸泡的程序,沒有不小心破壞了刀痕。[1]

去除軟組織前後的顱頂上,編號 I、II 和 III 的傷痕。圖/參考資料 1,Figure 3(CC BY 4.0)

顱頂刀痕的模型完成之後,2 把武士刀也要準備一下。先以冷水洗去血漬,並用衛生紙擦乾。拿牙科翻齒模的 Cavex Set Up Wax 硬蠟片,在刀刃的紋路上翻模,再灌入 AccuTrans®,做出模型。[1]

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比對

鑑識團隊除了將顱頂刀痕和武士刀紋路的模型,放在 Leica FS-C 光學顯微鏡下,打斜光比對;也使用辦案專用的 ToolScan 3D 掃描器Lucia Forensic 3D 比較軟體加以分析。他們又拿一般硬度的 Cavex Set Up Modelling 蠟片與褐色的 AccuTrans® AB 鑄造材料,再次製作模型,掃描並分析,以驗證結論。[1]

光學顯微鏡下,顱頂刀痕 I、II 和 III 跟武士刀 A 紋路的比較。圖/參考資料 1,Figure 5(CC BY 4.0)

判決

3 道刀痕都與武士刀 A 吻合,儘管這個結果不能排除 B,但至少證明 A 絕對是兇器。鑑識團隊 3D 電腦斷層掃描顱頂,並將結果匯入電腦輔助設計軟體 Autodesk Inventor,再繪製武士刀 A 配合呈現。然後於法庭上以此系列圖像,展現揮刀的方向與砍傷的時序。最後,兇手因過失殺人被判 9 年徒刑,並強制勒戒。[1]

以 Autodesk Inventor 繪製的武士刀 A 砍顱頂示意圖。圖/參考資料 1,Figure 9(CC BY 4.0)

參考資料

  1. Weber M, Banaschak S, Rothschild MA. (2021) ‘Sharp force trauma with two katana swords: identifying the murder weapon by comparing tool marks on the skull bone’. International Journal of Legal Medicine, 135, 313–322.
  2. What are the effects of alcohol?’. (02 AUG 2022) Department of Health and Aged Care, Australian Government.
  3. U.S. National Library of Medicine. (28 SEP 2022) ‘Blood Alcohol Level’. MedlinePlus.
  4. AccuTrans®’. AccuTrans. (Accessed on 07 AUG 2023)
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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鑑識故事系列:從下呼吸道取出的矽膠
胡中行_96
・2023/07/31 ・2335字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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這次來醫院的目的,是更換並固定新的侵入性呼吸器材,計劃相當簡單:事前禁食,全程無麻醉,不用住院,做完直接回家。不過,當天程序走到一半,13 歲的德國男孩就過世了。[1]

氣管造口術。圖1/U.S. National Heart Lung and Blood Institute (NIH) on Wikimedia Commons(Public Domain)

氣管造口術

男孩患有原因不明的嚴重先天性神經疾病。[1]大概是食物或液體動不動就落進下呼吸道,他時常感染吸入性肺炎(aspiration pneumonia),[1, 2]因此曾接受氣管造口術(tracheostomy;簡稱氣切)(圖 1):在脖子前方開一個永久性的孔洞,置入氣切管,並連接正壓呼吸器[1]這個氣管造口便於抽清下呼吸道,以維持暢通;[3]但是多年下來形狀走樣,開過數次刀,換了各種氣切管,都無法穩固裝置。不僅空氣外漏,氣切管的充氣氣囊(圖 2),也總是在呼吸器運作時滑出來。於是,男孩的醫師群決定執行氣管造口矯正術(tracheostomal epithesis),把氣切管跟氣管造口之間的縫隙封起來。[1]

氣切管:充氣氣囊(箭頭)及測風球(三角形)。圖2/參考資料1,Figure 1(CC BY 4.0)

氣管造口矯正術

氣管造口矯正術開始,兒童胸腔科醫師拿起新的氣切管,先測試充氣氣囊是否功能正常,再將氣切管從男童的氣管造口插入。以支氣管鏡確認其位置無誤後,拔除呼吸器。然後灌飽氣切管的充氣氣囊,以防止男童吸入異物;同時仍露在體外,用來顯示氣囊狀況的測風球,也相當飽滿。男孩平常能在無呼吸器的情況下,撐好幾個小時,所以及至此刻他的生命徵象依然穩定。[1]

混合槍。圖3/參考資料1,Figure 3(CC BY 4.0)

假體製作師把混合槍(圖3)的前端,伸入氣管造口,從新的氣切管旁,灌注橙色的矽膠印模材料,精確複製周邊組織的構造,好在稍後翻模塑形,填補氣切管跟氣管造口間的空隙。在進行此步驟時,假體製作師發覺矽膠用量異常地大。開始灌注的 60 秒後,男孩的血氧飽和濃度劇降,臉色發青。[1]

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所有動作立刻停止。原本在灌注完成後,要透過氣管鏡,檢查有無矽膠跑進氣管或支氣管。現在兒童胸腔科醫師,以及陸續加入搶救的兒童加護科、兒童腸胃科和耳鼻喉科醫師,只管拼命地把矽膠抽出來,還有進行人工呼吸。他們拔出氣切管,再插入一支新的,然後從支氣管鏡看到矽膠的堆積,遠超過計劃範圍。趕緊給男童上了麻醉劑,推去手術室。[1]

醫療團隊於喉頭鏡支氣管鏡的輔助下,繼續清除矽膠,並且幫他接上體外維生系統(ECMO;又稱葉克膜)。在經過數次努力後,終於從下呼吸道,取出一根 Y 字型的矽膠(圖4)。遺憾 2 小時的搶救下來,男孩仍然回天乏術。[1]

從男孩下呼吸道取出的矽膠。圖4/參考資料1,Figure 6(CC BY 4.0)

鑑識證據

隔天,法醫仔細檢驗這具 140 公分高,28 公斤重的屍體,與死亡相關的發現,包括:取出的矽膠,跟氣管下半部、主支氣管和肺節支氣管完全吻合照片);肺水腫(pulmonary oedema);急性肺氣腫(acute emphysema);以及肋膜下的瘀點(petechiae)等。另外,假體製作師拿的混合槍,容量為 50 毫升;而從男孩體內取出的矽膠(圖 4),約有 43 毫升。至於出事時用的那支氣切管,充氣氣囊與測風球的功能都正常。[1]

法醫確定男孩死於矽膠阻塞下呼吸道,所造成的窒息[1]但是,應該不能超過充氣氣囊頂端的矽膠,究竟是怎麼搞得到處有?

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可能的肇因

2022 年於期刊上發表此個案報告的作者,推測矽膠有可能在這些情況下,流出預定範圍:[1]

  1. 充氣氣囊沒灌飽。[1]
  2. 充氣氣囊移位。[1]
  3. 灌注矽膠的壓力,擠壓氣管壁,而產生流竄的通道。[1]
  4. 灌注矽膠的壓力,大過充氣氣囊防堵的阻力。[1]
  5. 以上假設的各種組合。[1]

責任歸屬

調查完畢後,檢察單位認為:[1]

  1. 此氣管造口矯正術是必要的醫療行為,而且事前有簽署同意書。[1]
  2. 2016 年事件發生時,當地沒有氣管造口矯正術的官方準則。直到隔年,德國聯邦假體製作師協會(Deutscher Bundesverband der Epithetiker)增修指南,才涵蓋氣切造口等開放性傷口的印模。[1]換句話說,當時缺乏判定作法是否正確的標準。
  3. 該假體製作師受過所有相關訓練,具專業認證,而且過去 15 年,執行逾百次氣管造口矯正術。[1]
  4. 基於個體差異,無法估計矽膠的正確用量。[1]
  5. 醫療團隊有即時發現問題,並馬上以適切的方式急救。[1]

綜合以上,檢方以嫌疑不足結案。報導此事件的論文作者,則提出了幾項建議:首先,在氣管造口矯正術的過程中,最好同步使用氣管支氣管鏡,別等事後才檢查有無異狀。如此便能在問題發生的當下,迅速停止動作。再來,充氣的時候,若有氣囊壓力計(圖 5),灌飽與否就不會僅是憑感覺。最後,專業指南必須詳述操作步驟、所需的人員和技術,以及安全須知。[1]

1 號為氣囊壓力計。圖 5/Kriege M, Alflen C, Eisel J, et al. (2017) ‘Evaluation of the optimal cuff volume and cuff pressure of the revised laryngeal tube “LTS-D” in surgical patients’. BMC Anesthesiology, 17, 19.(CC BY 4.0)

  

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參考資料

  1. Wittschieber D, Schulz R, Schmidt PF. (2022) ‘A safe procedure? The unusual case of a fatal airway obstruction by silicone during the production process of a tracheostomal epithesis in a 13-year-old boy’. International Journal of Legal Medicine, 136, 373–380.
  2. Vomiting’. (JUN 2021) Healthdirect Australia.
  3. Ueha R, Magdayao RB, Koyama M, et al. (2023) ‘Aspiration prevention surgeries: a review’. Respiratory Research, 24, 43.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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仿生軟機器人!Soft robot
Scimage
・2012/01/30 ・392字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

雖然生物使用很多種方式運動,但是現在機器人的設計多半仿製有有骨骼支架的生物,使用關節、支架跟驅動器來達成運動。但是有一類的生物,像是軟體動物,是利用軟組織本身的變形來做運動,沒關節、沒骨骼,這類運動卻很少被應用在機器人身上,現在研究人員利用類似的想法做出了下面這個軟的爬行機器人:

主要的原理很簡單:先利用立體印表機設計出模子,模子的設計是裡面有一些不對襯的空隙,然後用矽膠去翻模,就可以做出可以充氣變形的機器人。裡面的空隙設計如下圖,在這樣的設計裡只要控制四隻腳不同的充氣壓力順序,就可以做到影片中那樣有規則性的運動方式。

這樣的軟機器人的設計成本不高,因為整體沒有關節根支架的分別,製造上也容易,或許在未來像是跟人體互動的接觸或是需要柔和方式的運動時可以派上用場!

學術文獻

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