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Wifi喇叭讓低頭族遠離危險

昱夫
・2014/07/26 ・794字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 590 ・九年級
相關標籤: wifi (3) 喇叭 (5)

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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Illustration: Randi Klett; Images: Getty Images

還記得之前有低頭族過馬路被車撞到的新聞嗎?在智慧型裝置越來越普及的時代,不論行人或是車輛,都常常因為低頭看手機或是盯著GPS而忽落了路況,引發現實交通上的危險!現在,科學家針對低頭族,研發出wifi喇叭,讓手機主動提醒你身邊該注意的安全!

密蘇里大學(University of Missouri)的Kaustubh Dhondge團隊,發展了利用wifi來連結個人行動裝置的“WiFi Honk”,達到類似汽車喇叭的作用。在研發構想中,使用者可以下載App來連結管理系統,選擇以「行人」或是「車輛」的方式上路後,每隔0.1秒,手機便會自動透過wifi beacon向系統上傳個人位置、移動速度及方向;當系統接受訊息,便會將該區域的所有人車資訊做整合,計算出可能發生碰撞意外的對象,由螢幕顯示或是聲響震動提醒雙方及時注意,避免意外。

目前,此系統會碰到的問題,主要是要如何在混亂的交通狀態中(包含各種形式的交會:同向超車、雙向會車⋯⋯等等),更精準地預測事故點,避免傳送不必要的警告訊息給使用者;另外,也要避免在擁擠的情境下,過多訊息會彼此干擾而使效能降低。一旦改進了這些問題,WiFi Honk將能更正確地針對可能性事故當事人提出提醒。

除了搭載在智慧手機,研究團隊也期望能將這項技術推廣到車輛配備上,若是未來的車輛都可以配備wifi beacon發送能力,系統就可以建立更大的資料庫,提升預測交通事故的精準度與普及率!

「當晚上你騎著腳踏車,你搭載WiFi Honk的手機便成為探照燈,它能在視線範圍外就預測到朝你疾駛而來的危險」參與研究的Sejun Song說。然而,在這些科技實際上路前,為了人身安全,為了不與現實脫節,還是讓我們抬起頭,看看世界吧~

 

延伸閱讀:

資料來源:Wifi-Honk! Smartphone App Gets Pedestrians out of the way [IEEE Spectrum, July 14, 2014]

文章難易度
昱夫
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PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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舞池太冷該怎麼炒熱氣氛?DJ 請下點聽不到的低頻 BASS!
Peggy Sha
・2022/12/07 ・1637字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

「Despacito~Quiero respirar tu cuello despacito~」聽到這段旋律,你是不是也開始不由自主地跟著搖擺了呢?跟著音樂一起流動實在是再自然不過的事了,不過,假設你完全聽不到這些動感「音樂」,它還能發揮同樣的效果嗎?

科學家也想知道這個問題的答案,於是乎,他們把實驗室搬到舞池啦!

人會跟著聽不到的低頻音樂動次動嗎? 圖/GIPHY

超酷的實驗,就要在超酷的表演廳進行!

沒錯!最近發表在《當代生物學》(Current Biology)期刊上的研究就是這麼嗨!這份研究的第一作者是來自麥克馬斯特大學(McMaster University)的神經科學家 Daniel Cameron,他本身就是個音樂愛好者,除了會打鼓外,研究的主要方向也離不開音樂,總是在探索音樂和人類間的互動關係。

想要從事如此動感的實驗,一般的研究室可沒辦法進行,研究者們選擇的地點是麥克馬斯特大學裡面的「LIVELab」,這個地方算是個研究型表演劇院,裡面既能進行各式演出,也能同時進行各種測試和研究。

LIVELab 介紹影片。影/YouTube

劇場裡不僅有 3D 動作捕捉系統,還有可以模擬各種音樂環境的超強大 Meyer 音響系統,最重要的是,它還配備了本次研究的主角──能產生極低頻率的喇叭!普遍來說,我們耳朵能聽到的聲音頻率介在 20 Hz~20,000 Hz 之間,更高或更低都聽不見,那麼,問題來了:聽不見的聲音,還會對我們產生影響嗎?

偷偷來點低頻音,大家真的會感受得到嗎?

為了尋找答案,研究者邀請加拿大的電子音樂雙人組合「 Orphx」到 LIVELab 辦了場表演,並招募了一群實驗參與者來參加。想聽這場演出,需要比平常多一點點的準備。

首先,觀眾需要戴上運動感應頭帶,用以偵測舞蹈動作;再來,觀眾在參加前和參加後都需要填寫調查表,好衡量他們對於演出的喜愛程度、相關生理感受,並確認他們沒有聽到那些偷偷塞進去的低頻聲音。

加拿大的電子音樂組合 Orphx 在 2008 年的現場表演照片。圖/Wikipedia

在整整 45 分鐘的演出中,研究人員會悄悄在幕後控制撥放低頻聲音的喇叭 ,這些喇叭會撥放 8~37 Hz 間的聲音,每兩分鐘開關一次,結果發現,當喇叭開著、放出低音的時候,觀眾的運動量竟然增加了近 12%!

為什麼我們聽不到低音卻還是想跳舞?聲音能被「感受」嗎?

不過,為什麼這些超低聲音會讓人們更愛跳舞呢?研究者們現在還不知道確切的生理運作機制,但他們有些推測。研究者認為,低頻聲音雖然無法被聽見,也不會讓大腦中處理聲音的部分變得活躍,但是,卻能被神經系統的其他部分接收到。

Cameron 表示,我們腦中的前庭系統,也就是專門負責平衡感和空間感的感覺系統對於低頻刺激非常敏感。另一方面,觸覺也扮演了很重要的角色,我們身上的機械性受器(mechanoreceptor)同樣對於低頻的刺激很敏感,會隨著震動而移動,這也就是為什麼,當你站在很大聲的音響前方時,會感覺全身彷彿都在跟著震動。

圖/Pexels

或許,就是這些系統,讓我們能夠用不同的方式來「感受」到音樂、接收我們聽不見的低頻聲音。

如果想要完整了解背後的機制,勢必還要多辦幾場這樣的「科學音樂表演」,但在那之前,如果大家想要讓舞池嗨一些的話,低頻音催下去就對啦!

參考資料

  1. Want to fire up the dance floor? Play low-frequency bass
  2. Cameron, D. J., Dotov, D., Flaten, E., Bosnyak, D., Hove, M. J., & Trainor, L. J. (2022). Undetectable very-low frequency sound increases dancing at a live concert. Current Biology32(21), R1222-R1223.
  3. Low-Frequency Bass Encourages Dancing
  4. Inaudible, low-frequency bass makes people boogie more on the dancefloor
Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

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史上第一個全裸出演電影的好萊塢巨星,也是Wi-Fi與藍牙技術的奠基者——海蒂.拉瑪
椀濘_96
・2022/03/14 ・2501字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

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她是全球知名好萊塢影星,同時也是發明「展頻技術」(Spread Spectrum;過去稱為秘密通訊系統)的關鍵人物,更被人尊稱為「Wifi 之母」、「藍牙之母」,鮮明的性格、亮麗的外表(她真的很漂亮)、才能與智慧,造就了海蒂.拉瑪戲劇性的一生。

海蒂.拉瑪(Hedy Lamarr,1914-2000)的原名為海德薇希.愛娃.瑪麗亞.基斯勒(Hedwig Eva Maria Kiesler),是個出生於奧地利的匈牙利猶太後裔,父親是維也納知名的銀行家,母親則為一名鋼琴家。

Hedy Lamarr(1914-2000)。圖/Wikipedia

為夢想勇敢前進電影產業

少女時期的海蒂.拉瑪被電影吸引,便毅然決然放棄了當時仍在學習的通訊專業,退學後的她學了鋼琴、芭蕾,幸運地被導演馬克斯.萊因哈特挖掘,將她帶到了位於柏林的表演學校,先是由場記員做起,闖蕩電影界。

1930 年,年僅 17 歲的海蒂.拉瑪出演了她的第一部電影,之後陸陸續續拍攝了多部作品,其中讓她從此聲名大噪的,是在 1933 年的捷克電影《神魂顛倒》(Ecstasy),劇中她不畏世俗眼光,為戲裸泳及全裸在森林奔跑,這也使她成為了第一位在螢光幕前全裸出鏡的女主角。事後海蒂.拉瑪回憶起這部作品:「你用你的想像力,便可以看到任何女演員及她的裸體。」

成名不久後,她便結識了第一任丈夫——弗里茨.曼德爾,是一名奧地利的軍火商。由於生意上的往來,海蒂.拉瑪因此可以在招待客戶時,從旁聽聞丈夫與買賣方之間的交談,這便促成了她擁有無線電通訊知識的機緣。

儘管生活富裕,然而婚後的海蒂.拉瑪並不快樂,處處遭受限制,甚至連熱愛的電影產業也被禁止涉足。1930 年代納粹滲透奧地利,海蒂.拉瑪堅決反對納粹,但身為猶太人的丈夫卻與希特勒及墨索里尼等法西斯主義份子做交易、打交道,終於讓海蒂.拉瑪下定決心逃離不愉快的婚姻生活。

在逃離到倫敦後,結識了老牌電影公司米高梅創始人之一路易.梅耶,他與海蒂.拉瑪簽訂了一份長達七年的影視合約,前往美國踏上好萊塢演藝之路。她由於電影《神魂顛倒》受到不少批評,也是在此時將名字改為我們所熟知的海蒂.拉瑪。隨後便在好萊塢參與多部影視作品,出演許多受人歡迎的電影,成為家喻戶曉的女星,紅極一時。

重新踏入電影產業的海蒂.拉瑪。圖/Wikipedia

1940 年海蒂.拉瑪在聚會上認識了鋼琴家喬治.安塞爾,就在兩人聊天時,她想起了軍火商前夫曾與納粹官員談起如何操控魚雷的內容……。

發明展頻技術

就在某次聽安塞爾彈奏鋼琴時,看著按壓不同琴鍵就能使聲音有所變化,於是海蒂.拉瑪聯想起,直接用無線遙控魚雷,就很容易使之被相同頻率的信號干擾,造成魚雷偏離目標,既然改變鋼琴鍵能直接改變聲音,那麼同理,如果是直接改變無線電信號的頻率就能改變發出的信號!若不停地隨機改變信號頻率,因敵人干擾而影響魚雷的機會就會減少很多。

做為專業且優秀的音樂家,安塞爾想出了具體的實施方法,他曾使用了 16 架自動演奏鋼琴創作了《機械芭蕾》(Ballet Mecanique)一曲,而自動鋼琴的原理為,以打孔紙卷來記錄音譜,透過裝置捲動紙軸,紙卷上的孔位與驅動機械連動,使相對應的裝置擊琴鍵,從而演奏出音樂。

運用自動演奏鋼琴的原理,在魚雷的接收器和艦船發射器內安裝相同編碼的滾筒,在兩者同步運轉時調整頻率,就可以達成透過載波快速切換不同頻率,使得接收端與發射端產生偽隨機(後稱此技術為跳頻展頻;Frequency-hopping spread spectrum, FHSS)。

兩人在 1941 年時向美國專利商標局(USPTO)提出專利申請,並將這項技術發明命名為「秘密通訊系統」(Secret Communications System),隔年順利通過,專利號為 2292387,就是我們現在的展頻技術(Spread Spectrum),值得一提的是,他們共使用了 88 種頻率,而鋼琴鍵數就是 88。

藉由聽鋼琴演奏發明展頻技術。圖/Pexels

由於該技術是由演員與音樂家所發明的,期望為戰爭貢獻心力的兩人,此項發想在當時難以說服軍方使用。但兩人還是將專利無償提供給美國軍方使用,也自行支付相關的專利維護費用,而當時的電子科技發展仍無法支持這樣的技術,一直到冷戰時期,電晶體發明後才真正被運用於軍事上。

成為無線電通信技術發展的基礎

日後展頻技術被應用到眾多無線電通信中,分碼多工存取(Code Division Multiple Acces, CDMA)、無線區域網路(WLAN)、Wi-Fi 與藍牙都是基於此技術發明出的。

海蒂.拉瑪與安塞爾並沒有繼續深入研究他們的發明,而上述新技術與海蒂與安塞爾的專利雖有相通之處,但都沒有觸及其專利權,兩人終其一生未因此專利獲得任一分錢,即便至近年 ,這項技術還是被許多專利所引用。

在這項發明專利公布的 56 年後,1997 年兩人的成就才終於獲得電子前線基金會(Electronic Frontier Foundation;EFF)榮譽技術獎章殊榮,2014 年兩人被選入美國發明家名人堂,直到現代,海蒂.拉瑪才真正獲得世人廣泛的認同。

後記:

在讀完海蒂.拉瑪的故事後,筆者思考起,儘管海蒂.拉瑪不像大眾所熟悉的發明家、科學家,擁有豐富的學識背景,甚至是圈子裡優秀出眾的學者,然而她從生活中發現了他人不曾想過的,也確實把它實踐了,讓以為距離遙遠的科學發明,也有了浪漫親近的一面。

參考資料: