拿起《國家地理雜誌》的黃色框框－電子版開箱文

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

下載 Youtube 影片、自動生成影片逐字稿、AI 智慧翻譯、匯出雙語 SRT 字幕、字幕內嵌 MP4 影片，甚至是把你的電腦當成 AI 運算伺服器、使用多模態 AI 模型來做圖片辨識……這一切的一切通通都免費，敢有可能 (Kám ū khó-lîng)？

今天的影片要來跟你分享開源 AI 套件 Ollama，這個開源套件AJ 最近上課演講工作坊逢人必教。

今天的影片，我們要手把手教你使用 Ollama 在你的電腦裡執行各種免費開源 AI 模型，希望你能跟我一樣成為 AI 暈船仔……Ollama 真香……啊扯遠了，我們沒有點數可以送。

今天的影片會分成三個部分：

1. Ollama 安裝與模型下載
2. 結合 Memo 翻譯影片字幕
3. 用多模態模型做圖片辨識

Ollama 安裝與模型下載

首先我們要先安裝 Ollama：

來到 ollama.com 點選 Download，下載適合自己的版本後進行安裝，安裝完畢之後，啟動 Ollama。以我的電腦來說右上角就會出現一個小小的 Ollama 圖示，這樣就成功安裝囉！

接著我們需要下載 AI 模型到你的電腦：

回到 Ollama 首頁，點選右上角 Models，這邊就會列出所有官方支援的模型，比如最近很流行的 Meta LLAMA 3、微軟的 Phi3、法國 Mistral AI 公司的 Mistral、Google Gemini 模型的開源版 Gemma 都有，你可以挑選喜歡的來測試。

比如我點選 LLAMA 3 的連結，模型頁面有兩個地方要注意：一是模型大小，LLAMA3 是 4.7G，一般而言要玩大模型，電腦記憶體至少 16G，預算夠就 24G 不嫌多；如果你是使用一般文書電腦，記憶體 8G 的話，建議你現在馬上停止你的任何動作。我有測試過電腦會直接當機……不要說我沒有提醒你。

點開 Latest 選單可以依照需求選擇不同版本的模型：

不過我們直接點選最右邊複製執行指令，打開電腦的終端機程式，或著命令提示字元，貼上，這樣電腦就會開始下載並且自動安裝囉。

你可以用 ollama list 指令查看現在電腦內有哪些模型，如果硬碟容量有限，用 ollama rm 後面加上模型名稱可以刪除模型。比如：ollama rm llama3。我們這邊另外安裝 llava 模型：ollama run llava，這樣準備工作就完成囉。

Ollama + memo

最近只要演講上課，我一定會分享 Memo 這套好用的軟體，我們之前也有一支影片分享他的用法。

最近 Memo 更新之後，我們就可以直接使用 Ollama 結合特定的模型來進行字幕的翻譯。舉例來說，我們打開 memo，複製 Youtube 網址；我們用這支 楊立昆 的演講，貼上網址，開始下載，下載完畢後使用電腦進行語音辨識，接著我們就可以使用 Ollama 搭配剛剛準備好的 LLama3 模型來做翻譯！

翻譯完畢之後就可以匯出 SRT 字幕

如果你本身是影片創作者，這招就可以輕鬆製作你的 SRT 字幕，再也不用花時間對字幕時間軸了。

或者你要把影片字幕直接內嵌在做簡報的時候播放影片：

匯出 MP4 格式，語言選雙語。如果你還沒用過這招處理影片，我強烈建議你一定要試試看！

Ollama + Enchanted

接下來我們要分享另一套非常實用的工具——Enchanted。他也是開源，可以讓原本是文字介面的 Ollama
提供類似 ChatGPT 的對話視窗，甚至支援圖片辨識的多模態模型 llava，Mac 用戶可以直接去 App Store 免費安裝。

同時開啟 Ollama 跟 Enchanted LLM：

就擁有一個漂亮的視窗介面，可以優雅的啟用各種想要測試的 AI 模型，他甚至有手機版 APP！用手機連線自己的蘋果電腦跑 AI 模型？這……這，真的可以免費用嗎？

讓我來試試看！

首先要先安裝 ngrok 這套程式，選擇自己的作業系統然後下載。Windows 用戶應該直接安裝就可以了，Mac 的用戶在終端機執行這行 Sudo 指令把程式解壓縮到 user local bin 資料夾，接著註冊一個免費的 ngrok 帳號。

複製 ngrok config 指令，貼回自己電腦的終端機，把連線金鑰寫入自己的電腦。

最後一步，啟動連線，指令是：ngrok http 11434 –host-header=”localhost:11434″

一切順利的話就會看到類似這個畫面。

然後把 forwarding 的網址複製，打開 iPhone 或 iPad 的 Enchanted app，在設定 Setting 裡面把 Ollama 網址貼上，這樣就可以遠端調用電腦的 Ollama 來使用 AI 模型，比如選用稍早下載的 LLava 多模態模型。

傳一張照片，問它這是什麼？

是不是非常神奇呢？
快練習把 ollama、ngrok 跟 Enchanted 串起來跟朋友炫耀吧！

總結

今天的影片跟各位分享了基於 Ollama 這個開源 AI 套件的各種有趣應用，你是否有成功在 iphone 上打造自己的 AI 服務呢？

1. 太複雜了我決定躺平
2. 笑話，我可是尊榮的 GPT Plus 用戶
3. 沒有 Mac 電腦不能玩……嗚嗚嗚
4. 你怎麼不介紹那個 ooxx Ollama 套件

如果有其他想看的 AI 工具測試或相關問題，也可以留言告訴我們～

更多、更完整的內容，歡迎上泛科學院的 youtube 頻道觀看完整影片，並開啟訂閱獲得

• 作者：亞當．奧特（Adam Alter），譯者：廖建容。

編按：我們都曾看過像是下面這支影片當中小寶寶對螢幕陪伴產生的奇妙反應：他們用熟練的手勢滑動 iPad 螢幕，儘管當他眼前的物體變成了一本雜誌時，他仍然用操控 iPad 的方式操作雜誌。這個世代的孩子們從出生就用這樣的方式在理解世界，如果我們無法阻止這樣的趨勢，又該如何面對如此的改變呢？

這個小寶寶屬於世上第一個用這種方式理解世界的世代，這個世代的孩子認為自己對周遭的視覺環境擁有無限的掌控權，也覺得只要隨手用指頭一滑，就能用新奇的事物取代眼前無趣的體驗。這段影片的標題下得很好：「雜誌是沒有作用的 iPad。」有人在影片下方留言：「可以請你說明一下，為何要讓一歲大的小孩玩 iPad 嗎？」

被 iPad 帶大的孩子們？

iPad 可以讓帶小孩的工作變得輕鬆很多。愛看影片或玩遊戲的孩子可以透過 iPad 得到無窮無盡的樂趣，它成了工作過量與休息不夠的父母最大的福音。但是 iPad 也會對孩子造成不良影響，且這些影響即使長大後也難以消除。

網癮戒除中心「重新開始」（reSTART）執行主任希拉蕊凱許（Hilarie Cash）對這個議題有非常堅定的看法：她並不是主張禁慾，但她親眼見證了過度使用螢幕裝置造成的後果。她說：「兩歲以前的孩子不應該接觸螢幕。」她認為幼兒接觸的互動應該是直接、具有社交性、親身體驗並有實體的。

人生的最初兩年會決定孩子與世界互動的方式，凱許建議父母將孩子使用螢幕裝置的時間限制在 2 小時以內，連青少年也不例外。但她也承認：「要做到並不容易，但這一點非常重要。孩子需要充足的睡眠與運動量，還有與家人相處及運用想像力的時間。」當孩子沉迷於螢幕裡的世界，這些事就不會發生。

杜絕螢幕誘惑好難，到底我該怎麼教小孩？

美國兒科學會（AAP）認為「幼兒的大腦在人生的最初幾年會迅速發展，幼兒學習成長的最好方式是透過與人互動，而不是與螢幕互動。父母應該避免讓兩歲以前的幼兒接觸電視與其他娛樂科技產品。」這個看法可能是正確的，但我們的周遭到處是螢幕，要杜絕螢幕的使用真的很困難。

一個名叫「零至三歲」的組織對螢幕使用的態度比美國兒科學會溫和一些，因為他們體認到一個事實：幼兒接觸螢幕的情況再所難免。「零至三歲」認為只要父母從旁協助，孩童能與螢幕產生有益的互動，這種互動有三大特點。

第一，父母應該鼓勵孩子將螢幕上看到的東西，與自己在現實世界的體驗連結起來。

如果某個應用程式遊戲是讓孩子把積木按照顏色分類，父母可以帶著孩子將家中要洗的衣物按照顏色分類。假如孩子玩了以積木和球為主題的電玩遊戲，應該也要花一點時間玩真正的積木和球。孩子的任何體驗都不該只存在於虛擬世界，因為虛擬世界只是在模擬真實世界而已。

這種從螢幕世界過渡到現實世界的方法稱做「學習遷移」，它能提升學習成效的原因有兩個：要求孩子重複練習自己學到的東西，同時鼓勵孩子舉一反三。

第二，主動參與更勝被動觀賞。

比起讓孩子被動吸收內容的電視節目，能讓孩子採取行動、記憶、做決定以及與父母溝通的應用程式遊戲更勝一籌。「芝麻街」這類步調較慢的電視節目，會鼓勵孩子參與和投入故事情節，所以它會比「海綿寶寶」這類節奏快速的節目更適合幼兒，畢竟「海綿寶寶」是為了五歲以上的兒童製作的。

在一項研究中，四歲兒童在觀賞「海綿寶寶」九分鐘後，呈現難以記住新資訊的情況，而且會拒絕後來出現在他們眼前的誘惑物。因此，父母不該長時間打開電視，讓電視的聲音成為家裡的背景聲音，而是要把看電視的時間獨立出來，與其他活動分開。

第三，讓幼兒接觸螢幕時，父母應該聚焦於內容，而非科技功能。

例如，讓孩子透過螢幕裝置看故事時，應該要讓孩子有機會說說他們覺得接下來會發生什麼事，該他們指出各個人物角色，換頁的速度不能太快，以免科技功能讓孩子覺得應接不暇。父母要讓螢幕閱讀體驗盡可能接近看真實故事書的體驗。

本文摘自泛科學2017年10月選書《欲罷不能：科技如何讓我們上癮？滑個不停的手指是否還有藥醫！》，遠見天下文化出版股份有限公司