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【Gene 思書齋】香蕉密碼之迷

Gene Ng_96
・2014/08/08 ・3128字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 502 ・六年級

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我在美國唸博士班時,有天我們一伙人在實驗室聊天,提到在野外捉果蠅要用香蕉,而且是要用口嚼爛的香蕉,說我嚼了好幾百根香蕉後,有陣子看到看香蕉就會 怕。老闆夫婦說他們上次去汶萊採集,嚼了上千根香蕉,買香蕉的時候,小販還以為他們不會馬來語,數字亂數,老闆就用馬來語從一數到一千,他們才賣XD

不管是上百根還是上千根香蕉,嚼完後有陣子不想吃香蕉了,雖然台灣和東南亞的香蕉比美國超市賣的好吃多了。實驗室的老美助理一直無法理解,我們就解釋說東 南亞(和台灣)的香蕉味道是美國超市香蕉的兩三倍濃吧。結果那位老美還是無法理解,因為對他來說,香蕉是沒有味道的水果啊,零不管乘二還是三,都還是零啊 Orz

對很多歐美人士來說,香蕉僅是個富含熱量和維他命的食物,甚至可以當正餐吃。我弟在英國求學,他說英國超市有個很有趣的創新,就是香蕉太青不能吃,可是太 熟又容易爛,對一些忙碌的上班族,買不夠多要常上超市,買太多又可能會浪費。所以有些超市想出一個法子,把不同成熟度的香蕉包在一起賣,讓顧客可以連續好 幾天吃到成熟度剛剛好的香蕉。

這招在美國超市根本不會看到,我跟我弟解釋說,因為美國利用龐大的資本主義力量,把香蕉在超市的價格壓低到「起笑」,在沃爾馬超市,一串十幾根香蕉,才兩 塊美金左右,一根不到廿美分,幹嘛要那麼麻煩?我常有吃不完整根黑掉的香蕉,老闆老婆愛吃,就帶去實驗室喂她,她吃不完就拿去做香蕉麵包。

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美國超市幾乎就只賣一種香蕉,而且幾乎都是都樂(Dole)的,不像我們東南亞的菜市場可以同時買到好幾種香蕉,有些比較甜、有些較酸,有些要炸來吃,在 馬來西亞,炸香蕉(pisang goreng)就像臭豆腐在台灣一樣流行的小吃,有人還會把炸香蕉沾泡了辣椒的醬油來吃,我們在柬埔寨還吃過烤香蕉,只是烤的還是沒炸的香甜。

然而,儘管美國超市的香蕉幾乎只有一種(華人超市偶爾有芭蕉),不像蘋果和柳橙有好幾種,可是原來美國人吃的香蕉,比蘋果和柳橙加起來還多!這本《香蕉密碼:改變世界的水果》Banana: The Fate of the Fruit That Changed the World)就是要述說香蕉在世界舞台,以及美國超市的演進,還有更重要的,香蕉與人和土地的血淚史!

改變世界並扭轉歷史的植物還不少,可是它們要嘛是糧食,而不然就是經濟作物,當作是水果的並不多(請參見〈改變歷史並扭轉近代文明的六種植物〉)。 而香蕉,卻是所有水果裡頭最特殊的,因為它富含澱粉,能當作主食,非洲和東南亞有不少村民是靠香蕉維生的。 香蕉不只是水果,也是亞洲與非洲約五億人口的主食,重要性僅次於稻米、小麥與玉米。貧窮國家民眾吃掉全世界九成香蕉,至少四億人每日攝取熱量的15%- 27%來自香蕉。《香蕉密碼》指出,古老的聖經譯本暗示夏娃偷吃的伊甸園禁果,其實並非大家認知的是蘋果,而是香蕉!因為聖經故事的起源地,根本不適合栽種蘋果,可是卻有香蕉。

《香蕉密碼》 作 者丹恩.凱波(Dan Koeppel)是科學及戶外活動類著述的得獎作家。他述說了香蕉的生物學:香蕉並不是樹,所以並沒有「樹幹」,因為香蕉雖然長得高大,可是卻是草本植 物,所以嚴格來說,香蕉是很大根的草XD 香蕉樹粗狀的「樹幹」,其實是 「假莖」是從土裡真正的莖「球莖」長出來的。因為香蕉沒有籽,我們也沒想吃到有籽的香蕉,所以香蕉都是無性生殖的。這帶來很大的好處,因為遍布各國的香蕉 都可以來自每一母株,品質堪稱蔬果界最穩定, 容易種植又便於運送。但其壞處也很可怕,就是疾病可以輕易橫掃千軍地破壞世界各地的果園。

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接著《香蕉密碼》探 討了香蕉的地理學,香蕉的起源地可能是新幾內亞,香蕉從亞洲一路傳至非洲和美洲。當香蕉登陸美國時,大受老美歡迎,這種熱帶水果取代了蘋果和柳橙成了美國 最受歡迎的國民水果。 二十世紀上半,奇基塔(Chiquita)和都樂(Dole)這兩家公司攻占市場,這期間,有「香蕉共和國」(Banana Republic)之貼切稱號的中美洲國家,因為香蕉崛起又覆滅。

香蕉共和國,是一個經濟體系屬於單一經濟(通常是經濟作物如香蕉、可可、咖啡等)、擁有不民主或不穩定的政府,特別是那些擁有廣泛貪污和強大外國勢力介入 之國家的貶稱。通常指中美洲和加勒比海的小國家。「香蕉共和國」的綽號最初被賦予經濟命脈被美國聯合果品公司(United Friuts)和標準果品公司(Standard Fruit Company)控制的宏都拉斯(Honduras)、瓜地馬拉(Guatemala)、哥斯大黎加(Costa Rica)等中美洲國家。1871年,美國鐵路企業家亨利·梅格斯(Henry Meiggs)在哥斯大黎加建築首都聖荷西(San José)和檸檬港(Puerto Limón)之間的鐵路,讓中美洲各國出口香蕉到美國。梅格斯之姪基斯(Minor C. Keith)甚至娶哥斯大黎加總統之女為妻,1870年之前美國人並不認識香蕉,然自該鐵路建築後的28年內,美國共消費了1,600萬串香蕉。

自此,這兩家公司操控這些國家的經濟命脈,又自行或透過美國政府插手這些國家的政治、經濟,甚至操縱更改總統人選。例如1951年瓜地馬拉總統阿本茲宣布 將聯合果品公司在瓜地馬拉的大片因巴拿馬病而休耕土地的收歸國有,曾任職於聯合果品公司的美國國務卿杜勒斯(John F. Dulles,1888-1959)於1954年策動其競爭對手阿馬斯(Carlos Castillo Armas)從宏都拉斯入侵,導致阿本茲(Jacobo Arbenz Guzmán,1913-1971) 辭職,全身被剝至剩內褲流亡墨西哥。

讀了《香蕉密碼》, 才知道原來在美國超市裡扮可愛,看來一點也無害的香蕉,卻讓許多中南美洲國家死傷無數,香蕉工人的罷工曾讓軍人展開大屠殺,這悲劇寫進了不久前過逝的諾貝 爾文學家得主、哥倫比亞文學家馬奎斯(Gabriel García Márquez,1927-2014)不朽的世界文學名著《百年孤寂》(Cien años de soledad)裡。種植香蕉的狂灑的農藥,也讓許多農民生不如死。沒想到,為了把香蕉這個非必需品價格壓低到讓老美「起笑」,美國企業和政府曾狼狽為 奸,犧牲和殘害了無數的生靈。

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為了防範巴拿馬病(Panama disease),美國人愛吃的香蕉從香氣較濃郁的「大麥克」(Gros Michel)換成了「華蕉」(Cavendish) ,佔整體香蕉47%產量。。可是《香蕉密碼》卻 指出,目前我們在超市買到的華蕉,正快速遭植物病侵襲。全球已有數十座蕉園毀於巴拿馬病,其威力難以抵擋,而且至今無法根治。 科學家正在在試管中培育新品種香蕉,跟時間賽跑,試圖拯救最受世界喜愛的重要作物。巴拿馬病是香蕉黃葉病(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,FOC),「鐮胞菌萎凋病」(Fusarial wilt of banana),主要傳染途徑是土壤傳播。 香蕉樹一旦染病,蕉株下方老葉會先開始黃化,然後向上蔓延到幼葉,終至整株枯萎。

要有效對抗這個疫情,唯有找到抗病株,而且還要有華蕉的諸多優點,例如成熟穩定、耐運送、口味大眾化等等。可是香蕉的品種改良對科學家來說,卻是惡夢!因 為香蕉是無性生殖的,無法像大多數作物一樣用雜交選汰的方式來育種,而種籽又是幾十萬分之一的機會才會出現。丹恩.凱波 指出,為了拯救這個上億人口賴以為生的主食作物,基因工程的改造可能是條可行的路,如果環保團體能發棄成見,而政府也能開放的話,我對基改食品的淺見請參 見〈基改食品安全之我見〉

不管你愛不愛香蕉,《香蕉密碼》都能讓你對這個日常水果另眼相看!認識這個水果的前世、今生,甚至是未來。

 

本文原刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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獨佔先「機」?無人機如何改變全球戰爭與經濟版圖?
PanSci_96
・2024/08/26 ・2347字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在現代戰爭中,無人機的角色越來越不可忽視。從俄烏戰爭到中東衝突,無人機已經從戰場的輔助工具,逐步成為戰術的核心力量。例如,伊朗對以色列的空襲,以及胡塞組織在紅海對美軍的攻擊,無人機的身影隨處可見。這些無人機不僅成本低廉,還具有驚人的靈活性,從偵查、干擾到實施精確打擊,它們的功能無所不包。

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舉例來說,在 2024 年 4 月伊朗對以色列的空襲中,伊朗發射了 170 架無人機與數百枚導彈。雖然以色列防空系統成功攔截了絕大部分攻擊,但一枚防空導彈的成本往往是無人機的數倍甚至數十倍。同樣的情況發生在 2023 年底,胡塞組織利用僅需 2000 美元的無人機攻擊美國驅逐艦,而美軍為了防禦,使用了造價高達 200 萬美元的標準型導彈。這些數字顯示出,在不對稱作戰中,無人機的高性價比給傳統武器帶來了巨大挑戰。

這樣的發展讓各國紛紛投入無人機技術的研發與應用,美國的「地獄計劃」(Hellscape)便是其中之一。該計劃將數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機投放到台灣海峽,藉此增加中國艦隊登陸台灣的難度,並將整個海峽變成「地獄」。此外,美國也在研發無人機與有人戰機的協同作戰,透過無人機在前方吸引敵方飛彈,保護戰機的安全。

台灣的無人機發展之路

那麼,台灣在這股無人機浪潮中扮演什麼角色呢?

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根據《華盛頓郵報》的報導,美軍印太司令部的新司令塞繆爾‧帕帕羅四星上將表示,美國正計畫打造「地獄計劃」,一旦中國朝台灣發動進攻,美國將派出數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機,封鎖台灣海峽。這樣的防禦策略突顯了無人機在現代戰爭中的關鍵地位。

儘管台灣尚未完全掌握無人機技術的核心,但政府已意識到其重要性。2023 年底,經濟部成立了無人機產業發展專案辦公室,目標是讓台灣成為「無人機民主供應鏈的亞洲中心」,並在 2030 年達到 400 億元的產值。這項計畫無疑展示出台灣在無人機產業上雄心勃勃的願景。

台灣力推無人機產業,2030 年目標 400 億元產值。圖/envato

無人機技術的核心:通訊

要掌握無人機,首先要掌握的是其通訊技術。無人機的發展歷史顯示,通訊技術的突破是其成長的關鍵之一。早期的無人機僅能進行簡單的視距內操作(VLOS),但隨著科技的進步,現在的無人機已經可以進行超視距操作(BVLOS),這大大提升了它們的戰術應用範圍。

大疆是中國無人機技術的領導者,其發展的 2.4G 高清圖傳影像系統「Lightbridge」便是無人機技術的重大突破。這一系統能夠將無人機拍攝的畫面即時傳回給操作員,並維持一定的解析度與低延遲。這意味著無人機不再僅僅依賴肉眼操控,而是能夠進行更遠距離、更精確的任務。

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然而,2.4GHz 的頻段雖然穿透力強,但也面臨頻率擁擠的問題,容易受到干擾。為了解決這個問題,現代無人機開始使用 5.8GHz 頻段。這一頻段雖然傳輸距離較短,但資料傳輸速度更快,抗干擾能力也更強。在這兩個頻段之間,大疆開發的 OcuSync 2.0 技術能夠自動切換,確保始終使用最佳的訊號頻段,提供穩定的飛行控制和圖像傳輸。

這些技術上的突破使得無人機在戰場上變得越來越不可或缺。例如,無人機不僅能進行偵查和打擊,還可以通過蜂群技術同時發動多點攻擊,擾亂敵方的防空系統。無人機之間的通訊技術也發展迅速,無論是表演性的燈光秀,還是軍事上的蜂群作戰,無人機都展現出極大的應用潛力。

反無人機系統的崛起

無人機的迅速發展同樣引發了反制無人機技術的需求。反無人機系統(C-UAS)大致可分為兩種類型:軟殺與硬殺。軟殺主要是針對無人機的通訊進行干擾,利用無線電干擾槍發射強大訊號覆蓋 2.4GHz 和 5.8GHz 頻段,使無人機失去控制。而硬殺則是直接摧毀無人機,例如使用火力攻擊或網子捕捉。

以色列本古里安大學的教授格拉‧維斯提出了一個新的思路:透過無人機的飛行軌跡來追蹤操作員的位置。由於無人機的動作會隨著通訊信號的強弱變化,這些變化可以用深度學習模型來分析,從而反推出操作者的位置。這一技術目前的準確率已經達到 78%。

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此外,美國的軍工企業開發了一款名為「路跑者 M」(Roadrunner-M)的自殺無人機。這款無人機不僅能像飛彈一樣追蹤目標,還能在完成任務後自動返航進行回收,降低了作戰成本。

台灣無人機產業的未來

台灣無人機具潛力,兼具軍事與災害通訊用途。圖/envato

儘管台灣無人機產業的起步較晚,但政府和產業界已經意識到其巨大的潛力。無人機不僅僅是一種武器,它還可以成為通訊網路的關鍵節點。例如,雷虎科技的 T-400 無人機不僅用於軍事,也正與中華電信合作,將無人機作為訊號中繼站,在災害發生時提供通訊支持。

隨著 5G、B5G 及 6G 的發展,無人機將成為未來通訊基礎設施的重要組成部分。台灣無人機產業的發展不僅關係到國家安全,更涉及到未來的數位基礎建設。無論是在軍事還是民用領域,無人機的應用將越來越廣泛,未來有望成為台灣科技產業的一個重要支柱。

總而言之,無人機技術正在改變戰場生態,而台灣也正在積極參與這場技術革命。隨著更多資源的投入,台灣有機會在全球無人機市場中佔有一席之地。無人機的發展並不僅僅是一場技術競賽,還是一場關乎國家安全與經濟未來的戰略賽跑。

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認識香蕉的芳香輪:解放顛覆想像的香蕉新搭配——《料理滋味創意地圖》
積木文化
・2024/08/18 ・1535字 ・閱讀時間約 3 分鐘

香蕉 BANANE

香蕉富含澱粉與纖維且相當滋補,比起當成配菜來烹調,更常被做成儲備食物、早餐或單作甜點。我們來解讀一下它的芳香特徵,看看在烹飪和烘焙時能有什麼新方法吧!

了解香蕉的芳香輪,體驗更多想不到的食物搭配! 圖/積木文化《料理滋味創意地圖

熟香蕉與辛辣食物是絕配?香蕉與熱料理的完美結合

乙酸異戊酯是產生香蕉氣味的主要酯類,很容易就能合成(這甚至是高中實驗課的主題),而且每個人都能立刻認出香蕉糖的氣味。如果把香蕉煮熟,青綠氣息就會消失,反觀甜甜的香氣和幾乎熟過頭的果香就會增強。你可以將整條香蕉連皮一起煮,比方在上頭戳幾個孔,用一些香料調味,或用鋁箔紙/烘焙紙把整根香蕉包起來做烹飪,如此所有的滋味都能被保留起來。但是不要吃香蕉皮喔,食用之前一定要去皮。

香蕉滋味大冒險,快試試看這幾種搭配吧! 圖/積木文化《料理滋味創意地圖

煮熟的香蕉,一方面能和甜甜的焦糖化食物完美搭配,又與辛辣、烘烤及發酵食物是絕配。如果把香蕉煎過或烤過,梅納反應所產生的氣味效果更佳,並能與肉類和魚做搭配。品嘗時要注意,溫度是產生烘焙香氣的關鍵。另外,香蕉所含的澱粉,在熱熱的時候尤其能延長口中餘韻。

其實香蕉還有很多種搭配。 圖/積木文化《料理滋味創意地圖

香蕉生吃有綠質草本香?生香蕉的奇妙組合

還記得薄酒萊新酒著名的香蕉風味嗎?香蕉和這種酒確實有一些共同分子*。為了讓這些綠質香氣綻放,香蕉必須是生的,可切成條或磨成細緻果肉。如果選擇生吃,請在要吃的時候再切開調味。揮發性化合物非常脆弱,香蕉這種水果氧化得非常快(青蘋果跟香草植物也是如此),所以要最後一刻再做準備!

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*:即乙酸異戊酯(acétate d’isoamyle),以及十六酸乙酯(hexadecanoate d’éthyle)、己酸 2- 庚酯(hexanoate de 2-heptyle)等花香和果香分子。

馬上就來試試看!香蕉創新食譜:花生粉裹雞排佐嫩煎香蕉

  • 準備花生:將花生搗碎,放入平底鍋中(乾)煎,微微烘烤。
  • 煮雞肉:將雞腿肉去骨(最好是雞大腿部位,但如果不行的話,可以只用雞里肌)。將雞肉放入花生粉裡滾一下,煎過後放進溫熱的烤箱中完成烹飪。
  • 準備香蕉:在煎鍋裡,用少許花生油煎的香蕉(不要過熟)。完成時,加點士麥那葡萄乾(Smyrne)。
  • 擺盤:將雞肉、煎好的香蕉和濃縮肉汁擺在一起享用。

不同變化:煙燻風味的香蕉 BBQ

將整根香蕉連皮一起做成 BBQ。讓香蕉皮焦掉(就像燒烤茄子一樣),靜置放涼後再取出略帶煙燻味的果肉。

——本文摘自 拉斐爾.歐蒙(Raphaël Haumont)、提耶里.馬克思(Thierry
Marx),《料理滋味創意地圖:法國材料物理化學專家聯手米其林主廚,15種香調、80種常見蔬果食材的氣味因子,探索 1,500 種創新風味搭配!》,2024 年 8 月,積木文化,未經同意請勿轉載。

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