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天然的尚好 森林裡的藥方

科學月刊_96
・2015/02/06 ・4648字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 570 ・九年級

「松下問童子,言師採藥去。只在此山中,雲深不知處。」
森林中多樣化的林木,在周而復始的生活週期裡,除了作為木材,更能製造出對人類生活有益的產物,拓展新的存在價值。這就跟著我們上山採藥去!

作者/王升陽

(中興大學森林學系特聘教授及中研院農業生物技術研究中心合聘研究員。專長為植物代謝體學與天然藥物開發。研究成果豐碩,並擁有多項專利。)

森林特產物(special forest products),又稱為非木材森林產物(non-wood forest products),是指來自於森林、林地或森林以外的林木,所生產的「非木材」產品。這些產物可以是採集自原始林或是人工林,也可以是生產於混農林業(agroforesty, 結合林業與農業間土地利用的研究科學或實作方式)的產品。森林特產物的種類可包括食物類、醫藥用品、香料及工藝品等。事實上,植物資源在人類文明史上扮演了極重要的角色,舉凡食、衣、住、行, 無一不與其緊密的結合。過去幾年中,我們的研究團隊,即以臺灣產藥用植物資源為研究主題,對其中可能具有生物活性的成分,進行結構鑑定與作用機制的探討。

不只是木材

以醫療保健系統而言,無論是東、西方的傳統體系,很多都是以林木所製造出的特殊成分,作為藥品的主要來源。根據世界衛生組織(WHO)的估計,目前仍有80%左右的人口,還是依賴傳統醫療作為治療疾病的方法。事實上,許多現代的藥品也都來自於植物的成分,如使用超過百年的阿斯匹靈(aspirin),其主要原料即萃取自楊樹樹皮中的水楊酸;又如癌症的臨床用藥,紫杉醇(paclitaxel)、喜樹鹼(camptothecin)等,亦是來自於林木。

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臺灣森林面積約佔60%。由於地理環境、地形與氣候得天獨厚,孕育了豐富且多樣化的自然資源,其中更有不少特有種。這些特有種植物含有十分豐富珍貴的特殊成分,且具各種功效,非常值得我們重視、予以研究開發。從原料的角度來看, 我們可將林木視為,一個能製造出特殊化合物的「生物反應器」。這是因為林木為了適應特殊的生長環境,甚至為了加強應付逆境、對抗外來生物或非生物因子的侵襲,自然而然演化、製造出許多的特殊代謝產物。換言之,許多植物體內的代謝物,除了與它自身生化、生理系統功能相關外,也與外在環境的互動有著密不可分的關係。

過去我們對於森林資源的利用,大都只以「木材利用」的角度來思考。而今,自然環境已有極大的改變。除了傳統的木材利用以外,我們更需要發揮森林「多目標利用」的公益功,彰顯其「保健醫療功效」,並使木材「有效且永續的利用」。因此,如能開發林木裡特殊功效的成分,選擇適當的生物科技方法,調控植物的某些代謝產物,將可在持續利用的原則下,更有效的利用天然資源。在這樣環境保護與善用資源的前提下,更能為林業研究及生技產業開創新的契機。不但符合政府的林業永續經營政策,還可創造出無限商機。

與癌細胞對抗

樟科植物為組成臺灣闊葉森林中重要的樹種,約有60種之多。長久以來,許多樟科樹種於民俗植物(指的是與日常生活有關的野生植物)中扮演了重要的角色。因此我們的研究團隊,系統性地收集超過30種臺灣產木本樟科植物,對其生物活性進行探索。我們自活性篩選結果中,具細胞毒性的天臺烏藥(Lindera aggregata)葉子,分離出新的化合物,並將其命名為Secoaggregatalactone-A(SAL-A)。

由細胞毒性試驗得知,SAL-A對人類肝腫瘤細胞株(Hep-G2 cell line)具有顯著的毒殺效果。為解析SAL-A可能對腫瘤細胞造成的毒殺機制,我們觀察了細胞型態與利用流式細胞儀(flow cytometer), 證實SAL-A主要是由細胞凋亡(apoptosis)的機制,致使人類肝腫瘤細胞株死亡。並由蛋白表現分析得知,SAL-A是經由粒線體路徑(mitochondrial pathway),誘導人類肝腫瘤細胞凋亡,進而抑制肝腫瘤細胞的生長。

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五加科(Araliaceae)植物,包括有灌木、喬木或草本。有許多是重要的中藥材,如人參(Panax schinseng Nees),就是五加科的草本植物。約84屬920種以上,分布南、北兩半球的熱帶及溫帶。五加科的多種植物在民俗及藥用植物中,具有相當重要的地位。除具獨特的芳香氣味而廣被利用為香料之外,在民俗療法中也常被當成提神補氣的藥材。

臺灣產木本五加科植物共10屬,其中如五加屬(Acanthopanax)、楤木屬(Aralia)、樹參屬(Dendropanax)、八角金盤屬(Fatsia) 等, 除具芳香氣味外,也被利用於藥用或香料。在臺灣森林植物代謝物的抗癌活性研究方面,我們最近自三葉五加(Eleutherococcus trifoliatus)中,分離出木酚素Taiwanin E,並證實其可透過抑制網膜細胞瘤調控蛋白的磷酸化,抑制乳癌細胞的生長。

痛風的天然救星

嘌呤核苷酸(purine nucleotide)在黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase, XOD)的催化下,會氧化成尿酸(uric acid)。人體的肝、腸黏膜及乳液中,含有大量的黃嘌呤氧化酶;一旦作用,則將與嘌呤(purine)、吡啶(pyridine)及乙醛等,生成過氧化氫及尿酸。尿酸及尿酸鹽的含量若超過飽和點,就會以針狀晶體的狀態析出,沉積於關節,引起高尿酸血症(hyperuricemia)。臨床症狀上,高尿酸血症常扮隨著痛風的發生。因此使用XOD抑制劑,可有效阻斷尿酸在人體中的合成,是當前有效治療高尿酸血症的方法之一。

目前臨床上,治療高尿酸血症主要的藥物為別嘌呤醇(allopurinol)。它雖然能有效降低高尿酸血症的程度,但其嚴重的副作用也影響了人體的健康,如肝炎、腎病變及過敏反應等。也因此,尋找新的、無副作用的XOD抑制劑,便成了目前熱門的研究主題。近年來,使用植物性藥物,處理臨床疾病再次獲得關注。科學家轉而從多樣性的傳統中草藥植物中,探究XOD的抑制劑。希望能從中找出有效並且低副作用的XOD抑制劑,取代別嘌呤醇的使用。

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由我們的研究結果中發現,臺灣特有樟科樹種土肉桂(Cinnamomum osmophleum , 葉子精油具有極佳的抗真菌活性)所含肉桂醛,具有極強抑制黃嘌呤氧化酶的活性,更可有效降低動物體內的尿酸濃度。因此,土肉桂的確具有發展成抗結石或降尿酸保健產品的潛力。同樣於降尿酸活性的研究,我們也證實忍冬科的裡白忍冬(Lonicera hypoglauca)的葉子,其乙醇萃取物在體外實驗中,能顯著抑制黃嘌呤氧化酶的活性;而在高尿酸血症小鼠模式中,也可降低血清中的尿酸含量。

來自柳杉葉的舒緩

目前對於植物精油成分的研究,已累積了相當的成果。但對於直接分析來自樹木散發於大氣中的芬多精,其研究則相對較少。但另一方面,樹木的揮發性成分,已被廣泛利用在醫療、保健食品、化妝品、或殺蟲劑等方面。過去幾年中,我們已針對臺灣特產的林木,進行精油居家用品的研究與開發。證實紅檜精油具抗真菌活性、蠹魚忌避活性與殺蚊子幼蟲活性,而柳杉精油則具蠹魚忌避與毒殺活性等。

最近,我們更利用動物自動軌跡追蹤數位視訊系統,分析老鼠中樞神經系統在柳杉葉子精油作用後, 所產生的影響。首先,我們利用安眠藥誘導老鼠進入睡眠,結果發現,經柳杉葉子精油處理過的老鼠,能顯著延長睡眠。接著,我們利用「高腳十字迷宮」,試驗柳杉精油對老鼠抗焦慮的影響。結果顯示,口服柳杉葉子精油以及其主成分檸檬烯(d-Limonene),可明顯增加老鼠進入開放區域的比例、進入開放區域的時間。換言之,柳杉葉子精油能明顯降低老鼠產生的焦慮行為。此外,我們利用「冰醋酸扭體試驗」,評估柳杉葉子精油物對老鼠鎮痛的影響,也得到正面結果,可顯著降低老鼠的扭體次數。而在毒理試驗中我們也發現,無論對公鼠或母鼠,即使服用極高的柳杉精油,對老鼠也無毒性反應產生。由此可知,柳杉葉子精油以及其主成分檸檬烯,對中樞神經系統有相當的影響,具有安眠、抗焦慮以及鎮痛的功能。若能善加開發,將對森林資源的利用有重大的貢獻。

除了柳杉之外,臺灣原住民中的賽夏族與泰雅族,常將山胡椒(Litsea cubeba) 用於消除宿醉所引起的頭疼、身體痠痛等症狀。在民間傳統用藥中,也有祛風濕、消腫、解毒、止痛的功效。我們的研究團隊,便先利用了氣相層析質譜儀(gas chromatography-mass spectrophotometer, GCMS),分析山胡椒果實揮發成分之組成,確定其主要成分為香葉醛(geranial)、橙花醛(neral)和檸檬烯。再來利用數種動物行為模型,來評估山胡椒葉部精油,對老鼠中樞神經系統的作用與影響。結果發現,山胡椒葉部精油能延長老鼠的睡眠時間、減少「強迫游泳試驗」所產生的不動時間,並具有抗焦慮、鎮痛的效果。

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害怕膽固醇過高嗎

據統計,代謝症候群(metabolite syndrome)普遍發生於成年人口身上,導因於體內慢性發炎。具估計約25%的人口受到影響,而在40歲以上的年齡層,更是超過40%以上都受到此疾病的困擾。近10年內,與代謝失常有關的疾病發生率增加了將近61%。但其增加速率,則又因人口和性別的關係而有差異。從自然資源中找尋低副作用、可治療代謝症候群的天然保健品,已是植物藥學家研發的重要主題之一。若我們能依目前臺灣樹種,已被分離出的特殊成分為開發主軸,針對代謝症候群相關的病症進行研究,相信可以找出具醫療開發價值的林產品。

我們將「土肉桂葉子熱水抽出物」,以口服的方式讓倉鼠服用。持續餵食低劑量的土肉桂葉子熱水抽出物5~10週後,這些倉鼠與只餵食高油脂飲食的倉鼠相比,可降低血清中的總膽固醇及三酸甘油酯。而在經過10週同劑量的餵食後,低密度脂蛋白膽固醇的指數也明顯減少。毒理安全性評估方面,在高劑量下,倉鼠在血清、血球檢測及腎及肝臟的臟器變化,都沒有明顯的毒理情形。根據這些分析,可以推論在高劑量下,土肉桂葉子的熱水抽出物沒有明顯的毒理反應;並且在低劑量時,就具有良好的降低血清脂質的功效。

而分離自紅果山胡椒(Lindera erythrocarpa) 的lucidone,也能有效抑制脂質生成作用(adipogenesis),減少細胞內的脂質生成堆積。在動物試驗中,lucidoneu 也可減少攝食高油脂老鼠的體重。除此之外,其實lucidone也是我們研究抗發炎成分的重要課題之一。我們建立了細胞與動物模型,來研究它的抗發炎機制。在揮發性成分方面,我們發現,山肉桂(Cinnamomum insularimontanum)的果實精油,及其主要成分檸檬醛(citral)具有顯著的抗發炎活性,值得進一步研究與開發。紅檜,為臺灣重要的針葉樹種。我們自其心材(位於樹幹中央,沒有活細胞、顏色較深的部分)甲醇萃取物中,依生物活性為導向的分離策略,分離出數個具抗發炎活性之化合物。我們也從臺灣特有普來氏月桃(Alpinia pricei) 中, 分離出數個具有抗發炎活性的黃酮類化合物。

最有名的樹――金城武樹。臺東池上鄉的一棵茄苳樹,因明星金城武替 航空公司拍攝廣告而暴紅。茄苳(Bischofia javanica)抗風、抗污染、 易栽培,可作為行道樹。木材堅硬耐用,可供建築;根、皮、葉皆可作 藥用。壽命長,可長成巨樹,常成為民間信仰膜拜的樹公。( 圖片來源:JianEn Yu)
最有名的樹――金城武樹。臺東池上鄉的一棵茄苳樹,因明星金城武替航空公司拍攝廣告而暴紅。茄苳(Bischofia javanica)抗風、抗污染、易栽培,可作為行道樹。木材堅硬耐用,可供建築;根、皮、葉皆可作藥用。壽命長,可長成巨樹,常成為民間信仰膜拜的樹公。( 圖片來源:JianEn Yu)

另外,我們的研究團隊也由膽固醇吸收試驗結果證實,臺灣產杉、柏科木材中的二萜類化合物「鐵銹醇(ferruginol)」,對老鼠細胞的膽固醇吸收與酯化具有顯著的抑制效果,頗具潛力開發為預防動脈硬化的保健產品。

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就一個天然物化學家的立場而言,如何促使「化學研究」謀取人類最大的福祉;在考慮自然資源保育與永續利用的前提下,開發自然資源是當前我們所感到高度興趣的議題。森林中多樣化的植物,在周而復始的生活週期裡,除具有調節環境、降低溫室效應的功用,更會製造出對人類生活有著莫大助益的產物。如樹木在一次代謝(光合作用)所產生的氧氣,以及在二次代謝中所製造出許許多多的微量成分。

有越來越多科學家相信,植物二次代謝產物除了可作為香料、醫療保健的主要原料外,在植物繁殖、生長發育、防禦及逆境調適等生理作用上應扮演著重要的角色。在過去10年中,我們的研究團隊系統地篩選臺灣特有森林植物的活性成分,並獲得具體的成果。在未來,也將持續進行深入的研究,並推動產業的發展,為臺灣森林資源拓展新的利用價值。

本文轉載自科學月刊2015年2月號

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科學月刊_96
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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找回擁有食物的主導權?從零開始「菇類採集」!——《真菌大未來》
積木文化
・2024/02/25 ・4266字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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菇類採集

在新冠肺炎(COVID-19)大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。對食物的焦慮點燃人們大腦中所有生存意志,於是大家開始恐慌性地購買,讓原本就已經脆弱、易受攻擊的現代糧食系統更岌岌可危。

值得慶幸的是,我們的祖先以前就經歷過這一切,留下來的經驗值得借鏡。菇類採集的興趣在艱難時期達到顛峰,這反映了人類本能上對未來產生的恐懼。1 無論是否有意,我們意識到需要找回擁有食物的主導權,循著古老能力的引導來找尋、準備我們自己的食物,如此才能應付食物短缺所產生的焦慮。

在新冠肺炎大流行後,馬斯洛「需求層次理論」裡的食品與安全在眾目睽睽下被抽離出來,變成後疫情時代最重要的兩個元素。圖/pexels

我們看見越來越多人以城市採集者的身分對野生菇類有了新的品味,進而找到安全感並與大自然建立起連結。這並不是說菇類採集將成為主要的生存方式,而是找回重新獲得自給自足能力的安全感。此外,菇類採集的快感就足以讓任何人不斷回歸嘗試。

在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。我們早已遺忘,身體和本能,就是遺傳自世世代代與自然和諧相處的菇類採集者。走出現代牢籠、進入大自然從而獲得的心理和心靈滋養不容小不容小覷。森林和其他自然空間提醒著我們,這裡還存在另一個宇宙,且和那些由金錢、商業、政治與媒體統治的宇宙同樣重要(或更重要)。

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在這個數位時代,菇類採集是讓我們能與自然重新連結的獨特活動。圖/unsplash

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。一趟森林之旅能讓人與廣大的生態系統重新建立連結,另一方面也提醒我們,自己永遠屬於生命之網的一部分,從未被排除在外。

腐爛的樹幹不再讓人看了難受,而是一個充滿機遇的地方:多孔菌(Bracket Fungi)──這個外觀看起來像貨架的木材分解者,就在腐爛的樹幹上茁壯成長,規模雖小卻很常見。此外,枯葉中、倒下的樹上、草地裡或牛糞上,也都是菇類生長的地方。

菇類採集是一種社會的「反學習」(遺忘先前所學)。你不是被動地吸收資訊,而是主動且專注地在森林的每個角落尋找真菌。不過度採集、只拿自身所需,把剩下的留給別人。你不再感覺遲鈍,而是磨練出注意的技巧,只注意菇類、泥土的香氣,以及醒目的形狀、質地和顏色。

只有願意撥開遮蓋的落葉並專注尋找,才能體認到菇類的多樣性和廣泛分布。圖/unsplash

菇類採集喚醒身體的感官感受,讓心靈與身體重新建立連結。這是一種可以從中瞭解自然世界的感人冥想,每次的發現都振奮人心,運氣好的話還可以帶一些免費、美味又營養的食物回家。祝您採集愉快。

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計畫

菇類採集就像在生活中摸索一樣,很難照既定計畫執行,而且以前的經歷完全派不上用場。最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭,持開放心態走出戶外執行這項工作。菇類採集不僅是享受找到菇的滿足感,更重要的是體驗走過鬆脆的樹葉、聞著森林潮濕的有機氣味,並與手持手杖和柳條筐的友善採菇人相遇的過程。

菇類採集很難照既定計畫執行,最好的方法就是放棄「非採集到什麼不可」的念頭。採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。圖/unsplash

你很快就會明白為什麼真菌會有「神秘的生物界」的稱號。真菌無所不在但又難以捉摸,採集過程幾乎就像玩捉迷藏,只不過你根本不確定自己在找什麼,甚至根本不知道要找的東西是否存在。但還是要有信心,只要循著樹木走、翻動一下原木、看看有落葉的地方,這個過程就會為你指路。一點點的計畫,將大大增加你獲得健康收益的機會。所以,讓我們開始吧。

去哪裡找?

林地和草原,是你將開始探索的兩個主要所在。林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。橡樹、松樹、山毛櫸和白樺樹都是長期的菌根夥伴,所以循著樹種,就離找到目標菇類更近了。

林地底層提供真菌所需的有機物質,也為樹木提供菌根關係。圖/pexels

草原上也會有大量菇類,但由於這裡的樹木多樣性和環境條件不足,所以菇類種類會比林地少許多。如果這些地點選項對你來說都太遠了,那麼可以試著在自家花園或在地公園綠地當中尋找看看。這些也都是尋菇的好地方。

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澳洲新南威爾斯州奧伯倫

澳洲可以說是真菌天堂。與其他大陸隔絕的歷史、不斷變化的氣候以及營養豐富的森林,讓澳洲真菌擁有廣大的多樣性。澳洲新南威爾斯州(New South Wales)的奧伯倫(Oberon)就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的最佳地點之一。

在那裡,有廣受歡迎的可食用菌松乳菇(又稱紅松菌),據說這種真菌的菌絲體附著在一棵歐洲進口樹的根部,而意外被引進澳洲。 1821 年,英國真菌學家塞繆爾・弗里德里克・格雷(Samuel Frederick Gray)將這種胡蘿蔔色的菇命名為美味乳菇(Lactarius deliciosus),這的確名符其實,因為「Deliciosus」在拉丁語中意為「美味」。如果想要在奧伯倫找到這些菇類,秋天時就要開始計劃,在隔年二月下旬至五月的產季到訪。

位於澳洲新南威爾斯州的奧伯倫就有一座超過四萬公頃的松樹林,是採集菇類的絕佳地點。圖/unsplash

英國漢普郡新森林國家公園

在英國,漢普郡的新森林國家公園(Hampshire’s New Forest)距離倫敦有九十分鐘的火車車程。它由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞,甚至還有野生馬匹在園區裡四處遊蕩。

這片森林擁有兩千五百多種真菌,其中包括會散發惡臭的臭角菌(Phallus impudicus),它的外觀和結構就如圖鑑中描述般,與男性生殖器相似且不常見。還有喜好生長於橡樹上,外觀像架子一樣層層堆疊的硫色絢孔菌(Laetiporus sulphureus ,又稱林中雞)。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。如果幸運的話,該地區可能會有採集團體可以加入,但能做的也僅限於採集圖像鑑別菇類,而非採集食用。

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在英國,漢普郡的新森林國家公園由林地和草原組成,當中有種類繁多的植物群、動物群和真菌可供遊客觀賞。該國家公園不允許遊客採收這裡的菇,所以請把時間花在搜尋、鑑別與欣賞真菌上。圖/unsplash

美國紐約市中央公園

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類,足以證明真菌孢子的影響之深遠。

加里・林科夫(Gary Lincoff)是一位自學成才、被稱作「菇類吹笛人」2 的真菌學家,他住在中央公園附近,並以紐約真菌學會的名義會定期舉辦菇類採集活動。林科夫是該學會的早期成員之一,該學會於 1962 年由前衛作曲家約翰・凱吉(John Cage)重新恢復運作。凱吉也是一位自學成才的業餘真菌學家,並靠自己的能力成為專家。

甚至紐約市的中央公園也有採集菇類的可能性。雖然在 1850 年代公園建造之時並未刻意引進菇類物種,但這個占地八百四十英畝的公園現已登錄了四百多種菇類。圖/wikipedia

進行菇類採集時,找瞭解特定物種及其棲息地的在地專家結伴同行,總是有幫助的。如果你需要一個採集嚮導,求助於所在地的真菌學會會是一個正確方向。

何時去找?

在適當的環境條件下(例如溫度、光照、濕度和二氧化碳濃度),菌絲體全年皆可生長。某些物種對環境條件較敏感,但平均理想溫度介於 15~24 ℃ 之間,通常是正要進入冬季或冬季剛過期間,因此秋季和春季會是為採集菇類作計畫的好季節。

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秋季和春季是為採集菇類作計畫的好季節,但因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。圖/unsplash

當菌絲體從周圍吸收水分時,會產生一股破裂性的力量,讓細胞充滿水分並開始出菇。這就是菇類通常會出現在雨後和一年中最潮濕月份的原因。牢記這些條件,就可以引導你找到寶藏。但也要記得,因為菇類受溫度變化模式和降雨量的影響很大,所以每年採菇的旺季時間會略有不同。

註解

  1. Sonya Sachdeva, Marla R Emery and Patrick T Hurley, ‘Depiction of wild food foraging practices in the media: Impact of the great recession’, Society & Natural Resources, vol. 31, issue 8, 2018, <doi.org/10.1080/08941920.2 018.1450914>. ↩︎
  2. 譯注:民間傳說人物。吹笛人消除了哈梅林鎮的所有老鼠,但鎮上官員拒絕給予承諾的報酬,於是他就吹奏著美麗的音樂,把所有孩子帶出哈梅林鎮。 ↩︎

——本文摘自《真菌大未來:不斷改變世界樣貌的全能生物,從食品、醫藥、建築、環保到迷幻》,2023 年 12 月,積木文化出版,未經同意請勿轉載。

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氣味幽暗又肉慾的廣藿香,香氣強到可以掩蓋大麻味——《香氣採集者》
積木文化
・2021/11/07 ・1624字 ・閱讀時間約 3 分鐘

  • 作者 / 多明尼克.侯柯  (Dominique Roques)
  • 譯者 / 韓書妍

「我從來搞不懂,這麼小小一片葉子,竟然可以產生如此強勁深濃的氣味。」奧利維耶 (Olivier) 驚嘆,他是我公司中的另一位香水大師。

這位業界之星憶道:「十八歲時,我經過坎城安提柏路 (rue d’Antibes) 上剛開幕的 Réminiscene 店面,因此認識了廣藿香。香氣飄到路的遠處,而且據說廣藿香可以掩蓋大麻的氣味,帶有悖德的感覺,因此更加誘人。他們的香水配方有一半都是廣藿香精油,從來沒有人能做到這種程度!」

奧利維耶是一九九二年發售的 Thierry Mugler 「天使」(Angel ) 香水的創作者,這款香水無疑獨具一格,廣受歡迎,被香水界視為革命性的作品。

這款作品源自對美食香調的狂戀,始終是全球最暢銷的香水之一。因為我們談到廣藿香,奧利維耶告訴我這件創作的起源:「品牌的香水負責人叫做薇拉,她想要一款充滿濃濃女人味的香水。

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我以一件私人創作「帕楚」(Patchou) 為出發點,其中含有一半廣藿香和香草。我好愛這個香調,因此想方設法運用它。」奧利維耶了整整兩年的時間,每天努力將「帕楚」化為「天使」。他透過這款香水,描述提耶里.穆格勒 (Thierry Mugler) 在阿爾薩斯的童年回憶,加入帕林內、咖啡、蜂蜜香調,再加上香草,突顯黑醋栗和葡萄柚的香氣。「我選擇不要使用花香搭配廣藿香,而是透過美食香調為其增添難以抗拒的魅力。」

哥廷根植物園中的廣藿香。圖/WIKIPEDIA by Valérie75

「天使」的配方最後維持單純,只有二十六種原料,一半是經典成分,並且保留四分之一的廣藿香,是相當可觀的劑量。奧利維耶分享他對精油的感受。

廣藿香帶有發霉、皮革、辛香料、菸草和腐植質氣味,幽暗肉慾的特質,能與任何木質調完美結合,男香女香皆適用,不分性別、超越香氛、撩人銷魂。

在辦公室裡,奧利維耶無法抗拒地拿出幾瓶廣藿香,浸潤試香紙。從第一張試香紙開始,印尼的田野回憶一口氣湧上我的心頭。

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調香師表示暫停片刻,我們便開始嗅聞其他不同的部份,都是他正在創作的配方香調。他近乎低語地繼續說道:「森林地面、腐植質和氣味,也跟色彩有關。我一直覺得『天使』是藍色和黑色的。對我而言,廣藿香是黑色的。如果我想要在香水中加入黑色,就會使用廣藿香。」他的肺腑之言令我再度響起墨汁中的廣藿香。我喜歡調香師的觀點與黑色帶香氣墨汁的碰撞,墨汁會在紙上留下若有似無的氣息。

一如所有香水界人士,奧利維耶仍清楚記得最近一次發生在二〇〇八年的廣藿香危機。自從一九七六年的事件後,印尼生產組織的脆弱,導致多起重大危機發生,同樣令業界餘悸猶存。

移居者手工蒸餾葉片是以數萬名小農為基礎,總是會經過一連串收購人才到達出口商手中。在葉片價格長期過低的情況下,只要遇到其他獲利更高的機會,農民就放棄種植廣藿香。再加上惡劣的天候條件,這番處境引發了一九九八年和二〇〇八年的嚴重危機。相隔十年,由於兩年之間太晚發現精油短缺和飆高的天價,導致相同局面再度重演。

各種配方中,廣藿香無所不在,卻是眾人關心的焦點。買家們總會開玩笑說:「香水界只要廣藿香順利,一切就順利!」很不幸地,二〇〇八年由於幾週內價格翻了數倍,廣藿香再也不順利了。香水業界深受其苦,震驚於業界竟然再一次受農夫心情、投機商人的長期惡習以及印尼氣候的左右。業界下定決心要由內而外重新整頓策略。對買家來說,再也無需及時生產,所有大型用戶都有足量庫存,再也不愁沒有廣藿香精油了。

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——本文摘自《香氣採集者:從薰衣草、香草到澳洲檀香與孟加拉沉香,法國香氛原料供應商走遍全球,發掘品牌背後成就迷人氣息的勞動者與風土面貌。》,2021 年 10 月,積木文化

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