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當科學遇到募資──〈SciMu科學募資〉平台使用說明

SciMu
・2015/07/02 ・882字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 483 ・五年級

SciMu-1440 x 500-我要提案-01

《SciMu科學募資》開張後,你一定對我們有很多的疑問。在這裡我們用5W回答,其他沒有回答到的隨時都可以詢問我們,儘管放馬過來吧!那我們開始囉:

WHO 誰能進行?

我們歡迎所有對科學有興趣的大眾提出任何跟科學相關的募款專案,不管你是大學的研究教授、中學生的科學教師,或是對科學有濃厚興趣的小學生。

WHAT 做什麼?

科學募資不限制要嚴格的科學研究才可以來進行,我們歡迎科學研究(如台灣猛禽研究會在NPOchannel的猛禽研究經費勸募,或者我們的COMING SOON),學生科展、偏鄉科學推廣(最近flyingV有位田園老師)、或者任何其他我們沒想到但你想到了的科學活動。

WHY 為什麼來這裡?

全台灣這麼多個募資平台,《SciMu科學募資》平台和其它又有什麼不同?除了一般平台提供的金流服務、基本諮詢外,我們還提供泛科學的宣傳、協力媒體推播,泛科學聚焦台灣最了解並且關心科學議題的社群,能讓你的專案迅速被科學社群看見(並且檢視);另外,我們還提供回饋品以及宣傳方面的建議與製作喔。

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WHICH 哪些專案能夠獲得贊助?

客倌這要問廣大的泛科學讀者了:但是清楚而明確地將專案內容告訴大眾,絕對是獲得贊助的第一步。

WHEN 哪時可以提案?

隨時!《SciMu科學募資》是個平台,我們希望它能漸漸成長起來;你的建議以及提案是它賴以茁壯的根源。

HOW 如何提案?

初擬企畫書後(包括你是誰、你想做什麼、怎麼做、重要性在哪);請到《SciMu科學募資》平台的提案頁,或者email: pansci.tw[a]gmail.com,也可以電洽泛科知識02-23620699#126,我們有專人替你服務。

大力徵求:《SciMu科學募資》平台專案徵求中,提案請洽提案頁

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特別徵求:對募資平台的建議或者疑問。
我們預備接下來在泛科學定期討論跟科學-募資有關的議題。有任何疑問或是建議或單純只是好奇,都歡迎與我們連絡或直接在下方提出討論。

最後預告:COMING SOON

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《SciMu科學募資》討論跟科學-募資有關的議題。 不管是您有任何疑問或是建議或單純只是好奇,歡迎連絡contact@scimu.tw或直接在下方提出討論。

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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

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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[募科學] 〈SciMu科學募資〉九月閱兵報告
SciMu
・2015/09/07 ・2391字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 504 ・六年級

首先恭喜大家度過七八月份的颱風與暑假(呃沒有暑假嗎)九月份開學,〈SciMu科學募資平台〉從八月底到現在增加了幾個案件,內容一個比一個熱血。這幾個案子從北到南、從純基礎科學研究(台灣光子源發聲T恤)到在地氣象服務(屋頂上的天氣先生),正好展現了科學各式各樣不同的面向。

開始介紹幾個熱血專案之前,還是要再次強調:〈SciMu科學募資平台〉依然徵求各式各樣專案,不學術也無所謂,非科普也沒關係,只要你心心念念想完成的工作內容夠科學,不管是科學研究計畫或是偏鄉科學營,或者任何我們還沒想像到的內容,都歡迎你來提案,讓群眾來支持你!

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醫起嗡嗡嗡──「醫週譯小時」前進校園推廣

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先從八月底開始的「醫起嗡嗡嗡」談起。

在這個百家爭鳴的年代,人人想要留下痕跡、表彰自己的貢獻;卻有一群人抱持著「正確的知識屬於公眾共享」的心情固守在電腦前,為中文世界的大家們翻譯中文維基醫療條目,每個周五,風雨無阻。維基百科的社群精神強調知識的共享與中立,卻對於表彰貢獻者相當低調。也就是說,我們可以看完通篇精心整理過的條目,卻絲毫不會對作者留下任何印象。

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這個「醫周譯」計畫聚集了優秀的醫學人才、翻譯人才以及熱情的維基人,希望透過翻譯經專家審核的英文醫學條目,有效提升中文維基醫學條目,甚至夢想未來可以完成一個可靠的中文醫療資料庫。這項工作他們不求金錢回報,只希望能夠有更多的夥伴加入他們的行列;也因此,才帶出了這個「醫起嗡嗡嗡」的專案。

「醫周譯」的夥伴們希望透過「醫起嗡嗡嗡」這個專案,募集經費來進行校園推廣(染指學校),讓他們可以找到更多的夥伴,替中文的網路世界轉譯出更多可靠的醫學資訊。

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七月第一次洽談時,中文維基醫療保健小組剛剛完成長條目「下背痛」,成員的形容:「寫完那個條目,感覺每個人也都得下背痛了……」

雖然個人曾經很無禮地形容維基百科撰寫者的形象為「一群電腦宅宅」(而且居然沒有被揍XD),接觸這個專案之後, 我腦海裡他們的身影高大而神祕了起來。這群擁有醫療知識、英文翻譯能力、程式翻譯能力的熱血青年們,替我們翻譯可靠的維基百科醫療條目,認真找出可信的資訊分享給大眾。他們的形象,越來越接近以下這樣。

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影集《權力遊戲》裡守望絕境長城的黑衣人:我從今天守望,至死方休……

中文維基保健醫療 「醫周譯」小組,邀請你來「醫起嗡嗡嗡」!

 

屋頂上的天氣先生

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下一位,是同時具備鄉土服務與熱血精神的〈銀星氣象研究站〉。獨自觀測天氣37年,並非科班出身,卻將一份從孩提時代的興趣硬生生打磨成一套專業的呂權恩。在早期資訊不發達的年代,提供天氣資訊給在地的研究需求;時到今日,在臉書社團每天發布彰化地區的及時雨訊。

孩提時代經歷兩個颱風帶來的興趣,直到今日卻成為在地居民仰賴的天氣資訊服務。最大的夢想,是哪一天能募到足夠的資金,蓋一座足以做為在地地標的民間氣象站。因此雖然「屋頂上的天氣先生http://bit.ly/1LkkASQ」成為〈SciMu科學募資〉平台第一個正式達標的案件,也請大家繼續支持。

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且不談太認真勵志的內容,光是看到呂大哥這三十年氣象相關的收藏,編輯部就小小地沸騰了,驚呼內容包括「那個是手繪的天氣圖嗎」、「我出生那一年的資料!」、「兩個颱風!」

請期待近日將發布更詳細的報導。

引起編輯部驚呼的民國70年代天氣圖。
引起驚呼的民國70年代天氣圖。

 

支持世界最亮的台灣之光!──〈台灣光子源〉

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位於新竹的〈台灣光子源〉在2014年12月底試俥完工,可以發出全世界最亮的光,這件事情有多重要呢?

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對謝耳朵來說重要到列入室友合約(而且遠比情人節重要)的大型強子對撞機,其主持機構〈歐洲核子研究組織〉(European Organization for Nuclear Research)在2015年4月以封面故事的報導了〈台灣光子源〉。

以下這段影片如果在今年開拍,兩位科宅爭論的內容有機會換成:到底是誰可以來台灣參觀!

更多的介紹請見:台灣之光「台灣光子源」能幹嘛?

但是一個這麼絕對世界級的研究機構,對於大眾來說卻非常陌生,尤其是還取了一個非常嚴肅圖文不符的名字「國家同步輻射研究中心」。同步輻射中心在2015年5月底的經費爭議後,希望能聚集關心台灣基礎科學研究的人們繼續關心〈台灣光子源〉後續的進展,因此發起了「台灣光子源紀念T恤發聲」活動,所得盈餘將全部用做科普活動推廣。

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〈同步輻射中心〉未來還打算邀請贊助者參觀世界最亮的「科學神燈」!

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看完這麼多精彩的提案,是不是很令人振奮呢?
〈SciMu科學募資平台〉誠心邀請你,不只是贊助這些提案,也趕快來提出你的科學好點子吧!

 

【同場加映】別讓鰻魚成為只能在博物館見到的傳奇生物!人工繁殖鰻魚的第一步
未來的二十年內鰻魚的命運究竟會如何呢?需要你的關注!
鰻魚飯拯救計畫」倒數計時中!

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【同場加映】火箭大叔前瞻計畫
資助校園火箭隊,讓他們飛向太空!

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[募科學] 複雜又充滿滋味的鰻魚生活
SciMu
・2015/07/10 ・3257字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 529 ・七年級

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黃永森法國求學時,教授所贈西元1876年的黃鰻石板古畫。圖/Scimu提供。

講到鰻魚,我們都會想到日式料理中的鰻魚飯,其實日本人眼中最好的鰻魚苗多來自台灣!鰻魚的培育和養殖曾經替台灣賺進大量外匯,直至今日鰻苗數量不再,鰻魚的養殖也漸漸步入夕陽產業。

高雄大學生命科學系副教授黃永森沉浸在鰻魚相關研究二十餘年,主要研究魚類的生殖生理學。一如經過多年漂蕩、終於抵達港灣的鰻魚的生活史,黃永森經歷水試所、海生館不同的研究環境後,終於在高雄大學落腳。他從在法國留學時就開始從事鰻魚的研究,經歷二十幾年與鰻魚相伴的學術歲月,談起相關的內容依然興致勃勃。

今年,他在〈SciMu科學募資平台〉提出的募資專案〈別讓鰻魚成為只能在博物館見到的傳奇生物!人工繁殖鰻魚的第一步〉希望能在資金短缺的情況下,找到方法繼續這項研究工作。

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因上溪下海而鮮嫩可口

鰻魚是一種耳熟能詳的食材,牠們生活史卻超乎想像地複雜。日式料理常見的白鰻(又稱日本鰻,Anguilla japonica),幼體出生在馬里亞納海溝附近,剛孵出的鰻魚幼體為半透明、幾乎沒有運動能力的「柳葉魚」,循著洋流漂到大陸邊緣時第一次變態為「玻璃鰻」,漂浮到河口的玻璃鰻開始累積色素,就是每年冬天海口魚人撈捕的「鰻線」,在淡水成長的玻璃鰻成為「黃鰻」,經過數年的發育才再一次變態為「銀鰻」,需要回到海裡才能達到真正的性成熟、配對產卵。

黃永森解釋,鰻魚之所以滑嫩好吃,和牠們的生活史應該有很大關連。用顯微鏡觀察鰻魚的肌肉組織,可以發現牠們的脂肪分布在肌肉纖維間,就像霜降牛肉,脂肪與肌肉交雜。許多魚類最嫩的地方是累積了許多脂肪的魚肚,鰻魚則是全身都散布了脂肪。黃鰻長大就是一系列養胖的過程,脂肪比例可以高達體重的60%,很可能就是為了累積能量提供不進食的銀鰻時期回游到產卵地之用。

歐洲的研究已經證實,黃鰻和銀鰻的發育重點差異之一就在於體脂肪的含量不同,目前已知,黃鰻的體脂肪需要高到某個程度,才會開始變態為銀鰻,而銀鰻則還要等到降海之後才能真正達到性成熟。

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Anguilla japonica” by opencage –  Licensed under CC BY-SA 2.5 via Wikimedia Commons

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生命,自有出路?

最近電影《侏儸紀公園》又拍了續集《侏儸紀世界》,許多人非常熟悉這句出自《侏儸紀公園》的名言:「生命自有出路。」但鰻魚複雜的生活史,卻像自找麻煩似的,出路難尋。

黃永森表示,就生殖生理學的角度,鰻魚是個非常有意思的研究對象。大小白鼠這類實驗室常見的飼養的物種反而難研究,因為生活史太快,一眨眼所有的事情都過去了;鰻魚則是另一種困難:所有細節都充滿謎題

長成的鰻魚必須離開長大的河川潛入深海,才能達到性成熟,鰻魚的生活史和鮭魚正好倒過來。鮭魚如果受限某些因素無法降海,仍有機會演化出陸封型的鮭魚,台灣鱒就是個好例子;但假如鰻魚遲遲未能入海,牠們可以在淡水裡長得異常大隻,卻還是不會成熟產卵,停滯在黃鰻時期。2008年就有新聞報導,在日月潭裡捕捉到一隻175公分長、15公斤重的鰻魚,最後發現那是一尾澳洲鰻,推測是人為放到日月潭。

生殖生理學研究主要希望找出影響動物生理的關鍵環境因子,鰻魚入海後,會遭遇鹽分、溫度、深度、光線、運動量等等劇烈變化,究竟是哪個刺激因子誘發了型態變態和性腺發育?從黃鰻變態為銀鰻取決於身體體型,或是年齡?為何有一定比例的鰻魚就是無法人工催熟?目前為止鰻魚的生殖還是充滿謎題。

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這也是黃永森今年在〈SciMu科學募資平台〉提出的募資專案〈別讓鰻魚成為只能在博物館見到的傳奇生物!人工繁殖鰻魚的第一步〉想要解決的問題。

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黃永森介紹實驗室設備。圖/陳亭瑋攝。

一尾一億日圓的人工繁殖鰻

一條白鰻要完成完整的生活史,需要經過溯溪下海,超過三千里的漫長遷徙,因此,人工繁殖鰻魚籠罩了許多難題尚待解決。直到今日,人工養殖的鰻魚種源還是只能來自野外捕捉的鰻苗。

日本鰻魚養殖加工是非常龐大的產業,日本在人工養殖的研究砸下大筆經費。一隻鰻魚的平均產卵量是80萬顆卵,這可說是以「魚海戰術」完成的研究。2000年的時候養出了第一代人工繁殖達到性成熟的個體3隻,平均每隻花費一億日圓(依當時匯率約為新台幣2780萬);目前日本已經養到了 F3(第三代人工繁殖的子代),成本為一尾一千萬日圓(約新台幣256萬),他們期望能做到十年內將成本壓低到一尾一百日元以內。

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黃永森自許以自身實驗室設計,綜合不同的環境調控以及人工注射腦下垂體研磨液,能研發出以簡易設備研究完成的白鰻催熟的操作配方,針對人工養殖建立初步可行可推廣的飼養模式。「之前曾經達到過GSI(生殖腺指數)超過20,鰻魚約30多就算性成熟了。」

國內嘗試養殖種鰻往往要大筆投資在設備,由於受限經費以及考量未來的推廣效益,黃永森希望未來參考日本的研究內容,能以簡單而關鍵的設備完成飼養模式的開發。

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黃永森在實驗室飼養鰻魚的設備。圖/陳亭瑋攝。

20年後還看得到鰻魚嗎?

2013年開始,農委會公告除花蓮縣及台東縣,其餘縣市每年自3月至10月底,禁止以任何方式捕撈鰻苗,並輔導各縣市政府公告轄屬至少一條河川之中下游流域,全年禁止以任何方式捕撈鰻魚,讓成鰻降河產卵,以增裕鰻魚資源。農委會之所以採取此措施,主因就是近年全球的鰻苗數量正逐漸降低,台灣的鰻魚養殖產業也因此岌岌可危。

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談到大家關心的二十年內還吃不吃得到鰻魚飯,黃永森表示:「我想20年內應該都還看得到,60年就很難講了。」

他認為,因為鰻魚溯溪的生活範圍很廣,所以鰻苗被捕捉殲滅的速度沒那麼快。從台灣、中國大陸沿海一路到東北亞的韓國、日本一帶都是鰻魚生活範圍,這麼大的範圍讓牠們還有一點點喘息的空間,但是在鰻苗日漸減少、價格越來越高的情況下,可以預見捕捉範圍會逐漸擴大。實際上,最有效的資源管理方法就是盡量不要抓,至少在冬天這段人為捕捉最密集的時間裡設立一些限制,好留給鰻魚苗一條生路。

有人提議,採取放流鰻魚作為保育措施。黃永森對此採取較保守的看法,一方面,難以確定人工飼養的個體是否已感染疾病,可能會影響野外的族群;另一方面,被放流的個體很可能還沒成熟,尚未達到自然界鰻魚回歸大海時的生理狀態。近年來的保育趨勢強調「棲地保育」,與其針對一個單一物種用盡資源,有效地保護牠們的棲息環境效用會更大。

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圖片來源:pixabay

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科學還只是真理大海之前的小貝殼

Q:請黃永森老師提供一些建言給泛科學的讀者。

A:(頓一下)科學不是人生唯一的解答。

對生命科學有接觸的人都知道,這些年做生科研究的成本越來越高,實際上的發現卻越了越少。以這些年很熱門的癌症研究為例子,每個學生報論文結論都說,這個研究可以替癌症治療帶來一線曙光,聽一聽就會覺得,這麼多年來這麼多個一線曙光加起來總該天亮了吧。

並不是說科學方法或科學態度是錯誤的,而是我們常用的科學研究方法重點在於控制變因,找出那個細節對結果最有影響;對於一些複雜系統的解謎能力相對地弱,只強調科學方法有些時候反而會對於解讀問題構成阻礙。就像我們現在談到中醫,中醫的系統不完全科學,有時候卻能解決西醫無法解決的問題。

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科學研究,大概就像牛頓的名言:我們就像在海邊玩的小孩,會為了偶爾撿到的小石頭和貝殼欣喜,卻對面前的真理大海視若無睹。


 

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為什麼現在的鰻魚飯越來越貴越來越少?因為到今日所有鰻苗都還是來自越來越少的野外撈捕。想在人工環境下繁殖鰻魚,還有很長的路要走。本研究需要你支持,挑戰鰻魚人工繁殖第一步:改進刺激種魚卵巢發育之方法。

黃永森的募資專案〈別讓鰻魚成為只能在博物館見到的傳奇生物!人工繁殖鰻魚的第一步

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