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十大寵物營養補給品–真的有益健康嗎?

活躍星系核_96
・2011/06/09 ・7952字 ・閱讀時間約 16 分鐘 ・SR值 635 ・十年級

文 / claudenamour

還是,賞了有錢人一記耳光?

先前多次行文提及營養補給品這個產業,這是個與政治強烈掛勾且日賺斗金的產業,由於法規漏洞百出而疏於管制缺乏科學證據的營養品,也因此放任市場恣意擴張。

比起人類的營養品的市場,寵物營養品的市場相較之下顯得微不足道,話雖如此,這仍然是個迅速成長的市場大餅。只是,寵物健康照護的研究中品質好的研究仍微乎其微,這也是由於在無法負擔可治癒疾病的金額時,寵物只好受病痛折磨或安樂死。倘若這些營養品無法防治疾病或達到治癒的療效,一年花費十億美元的營養補給品市場並非如此划算。

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市售寵物營養品 截圖自PChome
市售寵物營養品
截圖自PChome

市面上補給品種類多如繁星,許多含有維他命、礦物質、藥草及其他成分的專利調製品標榜維持健康增強免疫力延緩老化或是治療特定疾病,全面調查種類繁雜且快速浮動的產品幾近不可能。寵物營養品的市場大餅可粗略分為幾種化合物,因此我接下來將討論這幾種綜合保健食品,其中多數成分在人類營養品中也很熱門,接下來的討論將會觸及先前提過的某幾種成分的可信度和證據。

1. 葡萄糖胺 (Glucosamine)

葡萄糖胺產品在寵物營養補給品中拔得頭籌,不僅可以單獨販售,也可以與其他數以萬計的成分合售,其中常見的組合有軟骨素(Chondroitin)、有機硫(MSM)、青口貽貝萃取。販售方式包括開架式販售、經由獸醫師販售、或做為市面上寵物食品的添加劑。葡萄糖胺可以說隨處可見,且大多數的飼主與獸醫相信葡萄糖胺能有效治療退化性關節炎。

葡萄糖胺之於人類的關節炎先前已大篇幅討論過。在這理論之下當然有一定程度的可信度,但數十年來的臨床試驗仍未能驗證理論上的益處,總的來說,葡萄糖胺在治療人類的關節炎上與安慰劑無異。關節炎帶來的不適因人而異,包含主觀認知的疼痛感和僵直程度的不同,或許安慰劑能在人類身上發揮些微效用,且這安慰劑能讓飼主感到欣慰,但在狗和貓身上卻發揮不了同等的心理作用。

在狗跟貓的關節炎上,目前仍少有臨床實驗研究證實葡萄糖胺的療效。為了準備最近的文獻探討,我只找到兩項與狗有關的臨床試驗。其中一篇指出葡萄糖胺完全無效另一篇雖然表示葡萄糖胺有些許功效,該篇的研究設計稍嫌不夠好。這兩篇研究都發現,葡萄糖胺比非類固醇消炎藥更為有效且具有可預期的功效,這一點與臨床研究是挺一致的。

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由於貓無法接受非類固醇消炎藥物,人們將興趣轉向葡萄糖胺和其他食療來治療患有退化性關節炎的貓。只是,我卻找不到關於貓和葡萄糖胺的臨床研究,較為相近的一篇研究宣稱,含有葡萄糖胺、軟骨素及其他數種成分的飲食能有效控制關節炎。我已於他處介紹此項研究,不過在這裡還是簡單說明一下,不管在主觀衡量的舒適性及客觀衡量的活動性來說,控制組與對照組都沒有表現出明顯的不同。另外,值得一提的一點是,即便葡萄糖胺有些功效,在這項含有多種成分的飲食研究中也無法將葡萄糖胺的功效獨立出來。

葡萄糖胺亦被販售為貓科間質性膀胱炎的治療物品,間質性膀胱炎引起不適且有可能惡化為慢性膀胱炎,但是,唯一相關的一項臨床試驗沒有發現葡萄糖胺對這項疾病的任何功效。

2. 魚油

寵物營養品中,魚油受歡迎程度僅次於葡萄糖胺。魚油常用來降低人體中的血脂濃度及預防人類心血管疾病,這也不是全然沒有爭議,像是魚油中的哪些成分對特定狀況能發揮多少功效?抑或,吃魚會不會比吃魚油營養品好呢?儘管如此,魚油在防治心血管疾病的功效是有證據的。

狗和貓跟人不一樣,不會有動脈硬化跟心血管疾病,因此,魚油不做此用處,魚油大多用來治療寵物的皮膚過敏。2010年一篇描述型回顧文章中探討數種治療犬科皮膚過敏的方法,證據指出含有魚油的營養品能改善皮膚狀態,且能減少止癢用的類固醇劑量,不過,魚油的效用仍太小,無法取代其他的治療方式。同時,沒有足夠的證據支持使用特定的魚油來源、劑量或是配方。

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另一項常見的魚油功效為治療寵物的關節炎。人體實驗有微弱的證據顯示魚油營養品能作為風濕性關節炎患者的附加療法,普遍來說,沒有足夠的證據證實魚油具有阻止人類退化性關節炎惡化的功效。我已於之前的文章詳加敘述魚油對狗的退化性關節炎的療效,這些是由同一批檢驗員精心設計的研究,和大多數的營養補給品研究一樣,他們的報告中多為負面的成果,但他們卻只著眼於幾項顯著的數據,在主觀的衡量標準下,他們的研究證實了魚油的功效。無庸置疑,魚油營養品在狗和貓的關節炎上有些許療效,但目前為止的證據並沒有鼓舞人心的療效出現。

3. 益生菌 (Probiotics)

關於益生菌與人類的關係, Mark Crislip 提出強而有力的理論跟學說,與寵物相關的概要大致相同。我們對於胃腸道生態的重要性和複雜性還一知半解,舉例來說,胃腸道究竟有哪些細菌,而這些細菌對人體有什麼影響。雖然這個微生物菌叢對恢復健康或維持健康有些道理,在這龐大的微生物菌叢生態裡放入少量的乳酸菌 (Lactobacillus) 並期望它們能造成巨大的影響,無異於在亞馬遜森林撒下些許種子且期望能長出一個高爾夫球場(感謝Mark的比喻!)。

人體臨床研究證實益生菌在某些情況下有益,尤其是用於抗生素相關性腹瀉,但是,研究未證實益生菌產品能維持健康或增強免疫系統的說法。益生菌之於狗和貓的研究較少,不過,部分鼓舞人心的研究顯示部分產品對狗的急性自發性腹瀉有功效。但是,大量未經品管的寵物益生菌產品也是個嚴重的問題。一項最近的調查發現多數受試的產品都有標示不清的問題,其中有許多產品菌叢的含量或菌種不如產品標示,另外已許多產品宣傳使用荒謬且完全未經證實的說法

大致上說來,益生菌對胃腸道疾病的療效挺有前景,初步的研究結果指出部分產品對某些狀況有幫助。但這些樂觀的結果需要稍微降低,因為我們對腸道生態的了解非常淺而有限,在有限的可靠臨床試驗證據支持下,要如何控制益生菌的使用也是個問題,另外,誇大不實的益生菌產品及其劣質品管亦值得深思。

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4. 綜合維他命

針對飲食習慣導致的營養不足,綜合維他命被奉為預防健康失衡或「保證」健康狀態的聖品。Harris Hall 曾討論過,與其說攝取綜合維他命是預防保健措施,不如稱之為自我控制的心理療法。不僅是 2006 年的文獻回顧,近年越來越多的研究都顯示,維他命補給品不如他們所宣稱能夠治療人類缺乏維他命的症狀,更有甚者,某些情況下,維他命營養品對人體有害(舉例來說,維他命營養品會提高致癌風險干擾癌症的治療;或是增加致命的風險)。

一如其他營養品,綜合維他命之於狗和貓的研究微乎其微。市售的寵物食品營養成分十分均衡,只有極少數的人類能有如此均衡的膳食習慣,也因此,狗和貓更沒有道理攝取綜合維他命。事實上,這些營養補給品有可能導致寵物攝取過量或致死量的脂溶性維他命或其他礦物質,相較之下,攝取家庭料理或生食的寵物較適合攝取綜合維他命。目前仍沒有優質的流行病學研究或實驗報告顯示,寵物的飲食失衡是常見的情況,或者,非特定的維他命補給品對飲食習慣正常的寵物有任何幫助。部分證據指出,某些情況下營養補給品有害無益(例如,鈣用於人工飼養的大型犬)。

在證據不足的情況下,我們沒辦法斷定這些營養補給品絕對無效或絕對有害,同樣的,這表示充滿自信的營養補給品業者宣稱的功效有待核證

5. 賴氨酸 (Lysine)

賴氨酸是氨基酸的一種,理論假設它能預防和治療貓科的皰疹病毒 (FHV-1) 傳染,此種病毒普遍存在貓科動物,許多成貓於幼貓時期就染上這種病毒,臨床表現有打噴嚏、鼻塞、結膜炎,這些症狀也許會很輕微,但也可能表現出嚴重的症狀。多數的貓隻在第一次感染後就能痊癒,不過,還是有許多貓出現慢性感染的情況。倘若貓的免疫系統受到壓力、藥物或疾病影響,病毒的再度出現會導致上述的症狀出現,部分受感染的貓會併發慢性長期的症狀,注射疫苗只能減輕症狀卻無法防止感染。

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被提議用來干擾FHV-1病毒複製過程的賴氨酸能阻斷精氨酸的吸收,理論上來說,賴氨酸補給品可能使貓產生缺乏精氨酸的情況,但實驗結果顯示,臨床上不太可能出現這樣的情況。看來似乎沒有問題的賴氨酸真的有效嗎?

答案是,也許有效吧!這倒是第一次有人做了不少相關研究,卻沒有明顯的一致性結果。有些研究證實口服的補給品無效,還使得感染的情況惡化 (Drazenovich, 2009; Rees, 2008; Maggs, 2007),部分研究則指出一些益處 (Maggs, 2003; Stiles, 2002)。賴氨酸補給品看來安全無虞,而且有可信的理論基礎為其背書,但目前還不能對它的效用妄下定論。

6. 奶薊草 (Milk Thistle)

奶薊草是經常被推薦和使用的產品,和葡萄糖胺一樣,奶薊草補給品跨越傳統藥物和替代療法的鴻溝。這種營養品的主要成份由水飛薊素 (Silymarin) 化合物組成,有許多關於水飛薊素的生物體外實驗,而且它也有潛在的益處十分廣泛。水飛薊素不只能干擾致炎化學劑、作為抗氧化劑,也能介入化學劑於肝臟新陳代謝過程中產生的毒物。然而,水飛薊素也有潛在的害處,像是水飛薊素會影響許多藥物的新陳代謝過程,也會刺激雌激素等賀爾蒙的影響。

奶薊草主要用於保護人體肝臟,使其免受有毒物質傷害;用於感染性的疾病,像是改善糖尿病的感染情況;用於保護腎臟,使其免受有毒物質的影響。在狗和貓身上,奶薊草的主要用途為保護肝臟。

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人體臨床試驗的證據混雜不清,有幾項研究顯示,奶薊草能減低糖尿病症對胰島素的排斥性,也能降低血脂含量。一項 Cochrane 回顧評價十三項研究,當中包括九百一十五名受試者,這項回顧表示,奶薊草無法有效延長酒精肝患者、B型肝炎患者、C型肝炎患者的壽命或因肝臟疾病引起的併發症。優質的臨床研究結果較為負面,劣質的臨床研究則出現較正面的成果。

狗和貓的研究非常少,一項小型研究將為人所知的肝臟毒素對乙酰氨基酚 (Acetaminophen) 給予二十隻貓,結果顯示,和未服用水飛薊素的貓隻相比,服用一劑水飛薊素的貓隻並未出現肝酶升高的狀況。與上述實驗相似,一項實現測試狗的腎臟指數,其中一組服用水飛薊素的狗和另一組未暴露在腎臟毒素的狗比較之下,腎臟指數的上升有些差距,不過這項研究並沒有一個完全一致的數值出現。

一項1978年的研究讓受試的狗口服有毒的蕈類化合物,和對照組的狗相比,體內注射水飛薊素的狗不會出現肝酶上升的情況。1984年另一項實驗顯示,同時注射水飛薊素與蕈類毒素的狗群沒有死亡的現象,相對來說,對照組有百分之三十的狗死亡,實驗組的狗肝臟沒有出現被毒物損壞的現象。但是這些體內注射的實驗與口服補給品的相關性仍不清楚。

目前為止,奶薊草的風險仍不高,人體和動物有時會出現噁心、腹瀉或其他胃腸道問題,過敏反應也會出現在人體身上。

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總結以上言論,動物體外實驗和實驗室的動物實驗都有可信的證據顯示奶薊草的萃取物有正面效益,不過,在某些情況下也有可能出現有害的影響。人體臨床實驗則出現微弱的證據顯示在特定情況下的益處,在其他的情況下則完全沒有證據指出其益處。與狗貓相關的實驗研究非常稀少,而且沒有品質優良或經過嚴格控管的臨床研究出現。回到上頭的結論,奶薊草沒有明顯的害處,而在某些情況下,特定的劑量和特定型態的水飛薊素可能有益,但我們仍缺乏健全的資訊來使用這些化合物,也無從得知奶薊草是否在多數狀況下都有實際的益處。

7. S-腺苷甲硫氨酸 (S-adenosyl methionine; SAM-e)

S-腺苷甲硫氨酸是一種出現在人體全身的化學分子,不論在生物實驗或生物體外研究都有顯著的影響。作為人體補給品,S-腺苷甲硫氨酸的商業用途為控制憂鬱症、關節炎及其他不同的病症。臨床實驗證據參差不齊且少有優質研究(例如,Cochrane關於關節炎酒精肝的回顧探討、Mayo Clinic針對其他不同狀況的概述)。

作為寵物補給品,S-腺苷甲硫氨酸經常與奶薊草一起使用,主要用於保護肝臟使其免受毒素損害,有時也用於關節炎和其他疾病。上述的用途,尤其是肝臟疾病上的用處,在學理的推論上都有可信的證據,但幾乎沒有臨床實驗顯示口服補給品對病患有實質幫助。一項研究顯示,S-腺苷甲硫氨酸無法明顯改善因使用類固醇造成的肝臟變化;一件狗的個案報告宣稱S-腺苷甲硫氨酸能幫助對乙酰氨基分中毒的狗;一項臨床實驗研究則表示S-腺苷甲硫氨酸也許能治療狗的退化性認知障礙。不論這項營養品如何被廣泛使用,也不管他宣稱的功效如何強大,事實就如上述,僅此而已。

8. 消化酶 (Digestive Enzymes)

消化酶的補給品時常宣稱有強大而戲劇化的效果,甚至會讓你開始想,如果沒有這些產品該怎麼消化食物呢?最常出現的爭辯就是消化酶存在生食裡,而市售的寵物食品在製造過程中已將消化酶破壞殆盡。因此,如果你真的笨到餵食營養均衡的市售寵物食品,你最好也餵食這些補給品,不然的話…之前已經針對人類的生食,討論過這些誇大不實,甚至是謎樣的說法。這些說法來自對消化生理學和營養學的錯誤見解,重點是,這些說法沒有真憑實據。

健康的人類和狗體內擁有消化食物所需的消化酶,產生消化酶的器官也不會因為重複他們的日常工作而疲乏。市售寵物食品和他們的組成成分是否容易消化都經過重重測試,同時,沒有證據證明食物中缺發消化酶會導致營養不均或任何疾病。

消化酶除了用在健康的人體之外,常見的推薦用途有治療癌症、消炎、及其他疾病。偶爾會有研究發表支持這些推薦的用途,不過,大多數的研究都發表在綜合醫學的期刊裡,除了用於胰酶缺乏的治療上,目前仍沒有持續性且優質的臨床證據證明消化酶於人體有實際的療效。有些證據顯示這種療法不僅無效,甚至有害。

出人意料之外的是,目前沒有狗和貓的臨床研究,除了能有效治療胰酶不足的情況之外,消化酶補給品的療效宣稱來自於傳聞、理論或生物體外研究衍伸出的推論。

9. 輔酶Q10 (Coenzyme Q10)

輔酶Q1(也被稱為泛醌氧化還原酶)跟大部分的營養補給品一樣,常被用於廣泛卻不相干的情況。人體的推薦用途為心血管疾病、阿茲海默症、偏頭痛、糖尿病、及許多其他疾病,也被用作滋補品和增強免疫系統。狗和貓的主要用途則為治療或預防心臟疾病和退化性認知障礙。

上述的許多用途在人體仍存有爭議,大部分的推薦用途來自混雜和劣質的臨床試驗證據。和你想的一樣,基本上,輔酶Q10沒有可靠的實驗證明在寵物身上的用途。一項小型的實驗研究發現患有充血性心臟衰竭的狗沒有輔酶Q10降低的情況。目前也沒有臨床試驗證實上述任何一樣功效,同樣的,這項營養補給品的功效又來自理論、傳聞、和人類的臨床前實驗研究或臨床研究。

10. 腎衰竭輔助益生菌 (Azodyl)

腎衰竭輔助益生菌是一項專利註冊的化合物,主要由益生菌和益菌生組成,這兩項成分用來促使對胃腸道有益的細菌滋長,市售的用途為治療狗和貓的腎衰竭。這項產品學理上的依據為「腸透析」這個概念,藉由增生胃腸道中能狗分解氮廢物的細菌,原先由腎臟代謝的氮廢物就能降低,從而進一步減輕腎衰竭的臨床症狀。雖然這個概念不是全然沒有道理,但這概念和其他益生菌的療法一樣有個缺點,這些療法都期望在胃腸道菌叢中加入微量的菌叢,從而期盼這微量的添加物能產生巨大而有系統的物理變化,實質上的可能性仍未知。不管在哪一種情況下,這個概念的可行性都未經證實。

由製造商贊助的人體的臨床初步研究顯示,在三項實驗室數據中出現一項顯著的數據改變,而主觀測試的臨床症狀也有顯著的改變。一項研究選擇了七隻貓,在沒有對照組且參加者知情的情況下,有六支貓的實驗數值出現些許改變。另外還有幾項小型的生物體外研究、老鼠的研究迷你豬的研究等等在某種程度上的腎臟疾病都有正面的反應,當然,這些研究也是由製造商所贊助。

總的來說,這個理論雖然行得通,但在實際層面的可信度仍未知,臨床證據非常有限,而且,不管在研究方法或是研究資金來源上都有明顯的偏差。

基本原則

綜合以上論述,我們回到最原始的問題上,這些暢銷的營養補給品有效嗎?很顯然的,葡萄糖胺幾乎沒有效用,綜合維他命和消化酶的功效非常微弱。魚油非常有可能對過敏有些許功效,但其對關節炎的療效仍屬未知數,而初步的動物試驗沒有出現樂觀的成果。益生菌則是個值得研究的領域,而且也有些可靠的證據顯示它對急性自發性腹瀉有功效,不過,整體來說,益生菌的研究還未臻成熟。賴氨酸、S-腺苷甲硫氨酸、奶薊草和輔酶Q10皆具有臨床前實驗的理論基礎,但它們都沒有足夠的臨床證據來推導出確切的結論。

那麼,獸醫和飼主是否該用這些產品呢?決定使用一項特定的醫療介入主要的考量是,緊急使用的風險和療程的益處之間如何取得平衡,同時,這決定也受限於手邊可得的資訊。像是在葡萄糖胺這些療程不太有功效的情況下,即使無害也沒有理論基礎支持它們的使用,浪費在這些治療方法上的資源還不如拿去研究較可信的療程,或尋找更好的療程。

某些產品雖有可信的理論基礎但仍缺乏可靠的臨床證據,我個人不太建議使用這些補給品,在許多未知因素的情況下,這些產品帶來的害處也許和益處一樣多。以個人經驗為例,奶薊草產品和S-腺苷甲硫氨酸、奶薊草的複合產品經常降低狗和貓的食慾,這些產品也經常用在十分虛弱且已經服用許多藥物的患者身上。在缺乏有力證據證明產品益處的情況下,定期使用這些產品似乎有些莽撞。不過,在某些緊急狀態下,像是需要緊急的醫療救助卻缺乏可靠的療法時,我不會怪那些抓住稻草的人,當然,我自己也做過相同的事情。

當然,擁有強而有力的理論基礎和合理的臨床證據的情況下,像魚油對過敏的治療和益生菌對急性腹瀉的療效,使用這些補給品顯得非常合理。我們必須小心,不要讓這些合理的使用破壞其益處,而面對寵物醫療的研究質量都未臻完美的狀況時,只要臨床狀態允許,我們會嘗試合理但未經證實的療法。

這些補給品的行銷宣傳手法沒有真實的科學證據,且廣泛的不被信任。不管來自病患、飼主、獸醫或諾貝爾得主,這些產品效果的測試和傳聞,比較像是未經證實的故事。大部分對這些藥物的正面概念最後都無法成為實際有效的臨床療法,就算是有較高可信度的產品,他們也有可能無效或有潛藏的風險。我們無法確定使用這些產品是否對患者有益無害,畢竟這些產品缺乏足夠的證據支持,也沒有有效的品管控制、法規規範、和上市後的管理。

不過,如果這些科學試驗能控管這些產品,這些產品也有可能通過實際的科學試驗,且能將這些產品變成真正有效的療法。於此同時,如果有足夠的現存證據和臨床需要,我們可以合理的使用他們。

原文作者:Brennen McKenzie
資料來源:Science-Based Medicine

延伸閱讀:提神飲料的世界中沒有神,只有咖啡因

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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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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

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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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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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鑑識故事系列:狗咬狗,滿嘴…mtDNA
胡中行_96
・2023/08/14 ・1957字 ・閱讀時間約 4 分鐘

愛犬慘死,兇手逍遙法外。縱然不是每個人都如電影《捍衛任務》的 Johon Wick,身懷絕技,謀求私刑正義;[1]透過科學管道,至少可以討個答案,獲得心靈平靜。義大利某隻母的傑克羅素㹴(Jack Russell Terrier),橫屍寵物旅館的院子,得年 8 歲。犬舍的網子破裂,有向內拉扯的痕跡。寵物旅館老闆養的3隻荷花瓦特犬(Hovawart),嫌疑重大;然而事後到場的獸醫,卻認為野生狐狸或海狸才是罪魁禍首。傑克羅素㹴的主人心有不甘,遂找上波隆那的一所動物疾病預防研究機構(L’Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Lombardia e dell’Emilia-Romagna)。[2]

非當事傑克羅素㹴。圖/Oskar Kadaksoo on Unsplash

解剖狗屍

這隻傑克羅素㹴死後,在日均溫 7 °C 的環境,被擱置 18 到 20 個鐘頭。接著於 − 18 °C 的冰庫裡,凍了 1 個月,才被研究機構拖出來驗屍。從外觀看來,牠生前的健康狀況良好。不過,毛皮沾血,且有 14 道 7 至 10 公厘,略呈橢圓,邊緣清楚的咬傷,分佈於頸、肩、胸、肋弓、大腿(照片)和鼠蹊。另外,腰部還有個 10 公分長,2.5 公分寬的大傷口。剝掉狗皮後,可見創傷頗深:左邊頸、胸的肌肉浸潤於血中;胸腔與腹腔內,也有輕微出血;肋間肌、肋膜及腹壁穿孔;並有一根肋骨骨折。綜合以上,牠顯然死於咬傷穿透胸部,[2]使空氣在肋膜腔中累積而壓迫肺臟,[3]所導致的氣胸(pneumothorax)。[2]那麼究竟是什麼動物如此殘暴?

nDNA vs. mtDNA

兇手遺留在死者身上的 DNA,是指認身份的好線索。[2]細胞中的細胞核(nucleus)和粒線體(mitochondria)都含有 DNA,[4]分別簡稱為 nDNAmtDNA,兩者並不相同。以人類為例,前者包含從雙親得來的 2 至 3 萬個基因;後者則有 37 個,主要遺傳自母親。[5]分析 nDNA 的短縱列重複序列(short tandem repeat;STR),也就是一些鑑別度高的小片段;[4]或是單核苷酸多型性(single nucleotide polymorphism;SNP),即DNA序列中單一鹼基的變異,[6]便能辨識個體。[2]

以此案來說,最理想的作法,當然是從㹴犬身上的咬傷取樣,分析 nDNA,再比對兇嫌的樣本。可惜屍體於運送的過程中,大概已經受到汙染,驗了也未必準確。再加上寵物旅館的老闆,絕不可能讓3隻荷花瓦特犬配合調查,這個辦案方向根本毫無希望。[2]

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好在天無絕人之路,數根 5 到 10 公分不等,顏色有深有淺的毛髮,不僅卡在死者的牙縫裡(照片),還纏於腳掌上。它們出現的位置奇怪,長得又跟梗犬的不同,或許正是來自兇手。儘管鑑識採集的毛髮時常不帶毛囊,[2]而髮幹的 nDNA 含量又極低,不過會有相當充足的 mtDNA,[7]可以辨識物種。於是,鑑識人員挑了最長又最完整的 4 根送驗。[2]

死者的腳掌,纏著兇嫌的毛髮。圖/參考資料 2,Figure 3(CC BY 4.0)

狼 vs. 犬

毛髮 mtDNA 分析的結果,顯示其來源非狼即犬,才不是獸醫瞎說的狐狸或海狸。如果進一步由傷口位置,回推攻擊方式,嫌疑範圍又會縮得更小:[2]

(Canis lupus)作為掠食者,攻擊講求效率。最好不太耗費能量,便獵得豐美肉食。特別是遇到傑克羅素㹴,這種小型犬的時候,會朝頸部直接咬死,然後狼吞虎嚥。此外,該寵物旅館附近,沒有狼出沒。[2]

相對地,(Canis lupus familiaris)打起架來,才會全身從頭到尾胡亂咬。好不容易把對方搞癱了,卻放著全屍一口沒吃。因此,本案的兇手應該是中、大型犬,而且當時有機會與死者接觸的,唯有那 3 隻毛髮長度和顏色,與證物完全吻合的荷花瓦特犬。[2]

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非當事荷花瓦特犬。圖/Oxborrow on Wikimedia Commons(Public Domain)

身後貢獻

鑑識團隊完成狗主人託付的任務後,撰文介紹將 mtDNA 的細胞色素 b 基因(cytochrome b gene),放大並定序,最後確認物種的細節。[2]雖然不曉得他們的努力,是否有助司法公道,但是好歹已為學術研究貢獻心力。天下蒼生多少默默無聞,死後被立碑著傳的又有幾個?一隻備受寵愛的傑克羅素㹴,能榮登學術期刊,也算不枉此生。

  

參考資料

  1. John Wick’. IMDb. (Accessed on 02 AUG 2023)
  2. Roccaro M, Bini C, Fais P, et al. (2021) ‘Who killed my dog? Use of forensic genetics to investigate an enigmatic case’. International Journal of Legal Medicine, 135, 387–392.
  3. McKnight CL, Burns B. (15 FEB 2023) ‘Pneumothorax’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  4. Department of Emergency Services and Public Protection. ‘Nuclear DNA’. U.S. Connecticut’s Official State Website. (Accessed on 01 AUG 2023)
  5. Storen R, Smith E. (11 JUN 2021) ‘Mitochondrial donation in Australia.’ FlagPost by Parliament of Australia.
  6. Gunter C. (01 AUG 2023) ‘Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)’. U.S. National Human Genome Research Institute.
  7. Tridico SR, Koch S, Michaud A, et al. (2014) ‘Interpreting biological degradative processes acting on mammalian hair in the living and the dead: which ones are taphonomic?’. Proceedings of the Royal Society B, 2812014175520141755.
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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。