0

0
0

文字

分享

0
0
0

蝶:擁有一雙美麗翅膀的嬌客──《大人的昆蟲學》

PanSci_96
・2015/11/17 ・6234字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 459 ・五年級

OLYMPUS DIGITAL CAMERA
「正在進行長途飛行」的青斑蝶。它們的後方是瀨戶內海。

一趟遇見「旅途中蝴蝶」的旅行

「當上船長,為渡海途中的旅蝶提供休憩之處」是我的綺麗夢想之一。
不曉得是在哪本書讀過:據說作者航行在廣大的海面時,曾經遇到成群的紋白蝶,數量多達幾萬隻。我幻想著自己隨手拿了件T恤鋪在甲板上,再提起一桶砂糖水灑在上面。尋味而來的紋白蝶們翩翩飛到甲板,伸出口器滋潤喉嚨。我坐在桅杆上,看著吸取砂糖水的蝴蝶們,自顧自地拿著蘇打汽水乾杯……。

說到全球知名的「渡海蝴蝶」,馬上讓人想到大樺斑蝶〈※1〉。這種蝴蝶的體色是鮮豔的橘色;平常棲息在北美落磯山脈的蝶群,會南下到墨西哥過冬。浩浩蕩蕩的蝶群,重量驚人,據說,連樹枝都被牠們折斷了。

日本也有會長途飛行的蝴蝶。
在九州大分縣的東北部,國東半島沿岸的瀨戶內海,有一座名為姬島〈※2〉的小島。從九州本島搭乘渡輪大約是二十分鐘的航程,島上的人口約有兩千人。每到初夏和秋天,名為青斑蝶的大型蝴蝶會降臨這座小島。

二○一二年五月下旬,我回到了我在大分縣別府市的老家。雖然聽說姬島的青斑蝶一直到六月上旬左右都看得到,但是身為不能隨時請假的上班族,我一年也就只有這麼一次機會,可以一睹芳澤。我抱著迫不及待的心情,登錄姬島村公所的網頁,確認青斑蝶觀測數量的預報資料。據說,運氣好的時候能夠看到三百隻青斑蝶漫天飛舞的奇景,但是如果遇到下雨,可能連一隻都看不到。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

向我透露「你可以去看看姬島村的青斑蝶」這個消息的人,是我爸爸。我想當地的新聞節目應該都有報導相關訊息,但是在大分待到高中畢業的我,卻一點印象也沒有。或許是當時正值青春期,我的心思被其他事情佔據,所以無暇顧及;相反地,如果我在青春期便沉迷於蟲子的世界,不知道我的人生會有多麼充實……。

在別的縣市工作的姐姐也回來了,最後由她開車一起去。意外的是,我竟然是最近才知道長我八歲的大姊,也是熱烈的蟲迷。我們這對對蟲有志一同的姊妹,曾相約一起出國賞蟲呢。

姬島的青斑蝶

從別府市開車一個半小時,我們抵達了伊美港。接著要在這裡搭乘前往姬島的渡輪─「姬島丸」。二十分鐘後,身穿禮服、看似從九州本島參加婚禮歸來的家族,還有身穿社團制服的學生們依序下船。瀨戶內海一片風平浪靜。

「哇,我看到蝴蝶在飛了!」
車子行駛在青斑蝶會出沒的海角,看到道路兩旁翩然飛舞的大型蝴蝶,我們兩姊妹更加興奮。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

車子一到停車場,我們看到路旁的草叢間停了幾隻青斑蝶。正如淺蔥(青斑蝶日文名為「淺蔥斑」,日文淺蔥意為水,代指水藍色)這個名字,水藍色搭配茶色的組合看起來很高雅。當我拿出相機,拍得正入迷時。

姐姐「現在不是拍照的時候吧!妳看那邊、那邊!」
Mereco「啊?……哇!!」

我順著姐姐指的海角前端,看到不計其數的蝶影飛舞。姊妹倆發出不成聲的尖叫,一起衝了過去。

「奇怪?我已經死了嗎?」
草地一望無際的綠意從海角的砂地延伸出去,海面風平浪靜,晴空萬里。數十隻被海風吹襲的青斑蝶,在其間晃動著翅膀。難道我已經悄悄來到天國了嗎?翅膀拍動空氣的聲音,吧噠吧噠地響著。有蝴蝶在的地方,就能引起蝴蝶效應〈※3〉,即使讓陰陽兩世產生連結也不足為奇。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

海角前方的田地種植了青斑蝶喜愛的砂引草(Messerschmidia sibirica),吸引大批青斑蝶聚集。青斑蝶不只會從白色的花朵吸取花蜜,對草汁的味道也來者不拒。我們走過的草地,停留了數量多到嚇人的青斑蝶。斑蝶科的成員,體內大多帶有毒性。青斑蝶會吸食砂引草,好像很積極把毒物吃到身體裡。

「今天飛來的青斑蝶特別多呢!妳們是從哪裡來的?」
看似當地島民的大嬸向我們搭話。聽到我們回答「從神奈川來的」,對方大吃一驚「哇~太厲害了,居然從那麼遠的地方來」。原來這裡不是熱門觀光區嗎?我心中驚訝了一下,環顧四周,看到十幾個人,大部分都是按照旅館指引而來的釣魚客。這樣也好,反正人少,我們不必擔心人擠人,可以慢慢欣賞。

青斑蝶乘著海風,飄忽不定的姿態看似優雅,不過這裡畢竟只是它們漫長旅途中的休息站。青斑蝶終其一生都過得很辛苦。它們在台灣或沖繩過冬,在夏天即將來臨之際,又要北上到日本近畿或東北的高原。秋季的南下途中,它們則會在姬島短暫停留,趁此時吸取澤蘭的花蜜,所以只有在初夏才看得到青斑蝶在大海前飛舞的身影。

為了慰勞這群辛勞的旅客,姬島的居民努力種植青斑蝶喜歡的植物。感覺就像阿公阿嬤做了滿桌好菜,等待只有在中元節和過年返鄉的子孫享用。和我這個連年度返鄉都常翹掉的不孝女比起來,昆蟲還比較孝順呢。話雖如此,在秋天南下的隊伍,和北上隊伍並非同樣班底,而是它們的下一代。為什麼牠們能夠飛行這麼長的距離,真是讓人百思不得其解。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

具備長途遷徙能力的青斑蝶,生態尚有許多不明之處。為了調查它們的移動路徑等資訊,在亞洲各地都有人用油性筆在蝶翼上記錄辨別資訊的標示調查。根據標示調查顯示,單獨個體的最長移動記錄,竟然超過兩千公里。

DSCN2689
根據調查,青斑蝶會在東亞各國之間隨著季風跨海遷徙,目前最遠的紀錄在2006年秋季,從日本長野縣到台灣的蘭嶼,約2321公里,間隔41天。(欲知更多相關資料可洽青斑蝶的台日航線一文)

日本的蟲迷〈※4〉號稱有七成都是蝴蝶迷,不過,熱中為青斑蝶進行標示調查的人,和一般認知的蝴蝶迷有點不一樣。透過小小的蟲子,把距離十萬八千里的兩個地方,串連起來……抱著此如此浪漫情懷的人,可是不在少數。

攝影家佐藤英治先生的著作《青斑蝶:跨海飛行的蝴蝶之謎》中,詳細地說明青斑蝶的生態與觀測地,以及標示調查的方法等資訊。我最喜歡的部分如下。

從網子捕捉青斑蝶,捉法有兩種;一種是按住翅膀,另一種是按住胸部。我選擇按住翅膀。原因是青斑蝶非常不耐熱;如果按住胸部,我擔心人的體溫會傳到牠身上,產生不良影響。

為了不妨礙青斑蝶的漫長旅途,調查得如此周到,完全捨不得讓牠們增加任何一點負擔。這樣的考量,將他對蝴蝶們的愛護之情表露無遺!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

鳳蝶餐廳的女主人

以我目前的生活型態而言,想要為青斑蝶提供休憩之處很困難。不過,即使住在市區的公寓,還是有辦法吸引蝴蝶過來。春天的時候,我專挑檸檬、萊姆、金桔、山椒等芸香科植物的苗株,買回來放在陽台上,打造成蝴蝶專屬的餐廳。

我的鳳蝶餐廳「謝利」,首位客人是在六月三日光顧。那天,我走到水盤前一看,發現有如橡皮擦屑的脆弱生物,正在啃食自己的蛻皮殼。巡視一遍周圍,總共找到四隻,我馬上決定把牠們取名為橡皮擦屑1~4號。

我原本以為要區分1~4號很困難,沒想到經過幾天的觀察,我發現牠們會停留在固定的地方。即使移動到別的地方吃葉子,待我再去查看,牠們已經回到老位置了。感覺好像是為了避免從啃食葉片的痕跡,使自己的棲身之處曝光,所以把住家和用餐的地方分得很清楚。雖然外表和橡皮擦屑沒有兩樣,看來謀生的技能還是有從祖先處好好繼承下來。

一直叫牠們橡皮擦屑,好像很看不起牠們似的,其實我很驚訝牠們的生命力竟然如此強韌。在我去公司上班的這段時間,牠們很可能會被蜜蜂、寄生蜂、草蛉〈※5〉襲擊,或者慘遭風吹雨打而變得奄奄一息……想到這裡,我簡直是坐立難安。我決定把牠們棲息的葉片連枝剪下,插進裝水的瓶子裡,再找個圓頂的容器裝起來,養在室內。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

打從我親自動手把葉子剪下來,開始照料牠們,才知道原來牠們是一群忘恩負義的傢伙。牠們居然會揮舞黃色的臭角來恐嚇我,虧我還是拉拔牠們長大的母親。「臭」角正如其名,會發出宛如柑橘類植物濃縮了幾百倍的惡臭。我深刻體認到,儘管柑橘類的香氣怡人,但是再芬芳的氣味,如果超過限度也會轉為可怕的臭味。

脫皮之後,牠們的體色變成茶色,帶著白斑。皮膚的光澤濕潤,已經完美擬態為溼鳥糞。難道牠們不知道忤逆衣食父母的行為,等於自取滅亡嗎?如果要牠們上吊自殺,也不知道哪個部位算是脖子就是了。我胡思亂想一番,覺得自己快要虛脫。和養貓養狗不一樣,這種完全不能期待牠們會和飼主「心有靈犀一點通」的無力感,或許正是養昆蟲的趣味所在。

一天天過去,這四塊鳥糞,總算變成我熟悉的柑橘鳳蝶幼蟲模樣,全身綠油油。牠們和之前只能小口小口的啃著葉子,承認「對啦,我就是地位最低,我是一塊沒人想吃的鳥糞」的樣子,完全判若兩蟲。胃口驚人,吃葉子有如秋風掃落葉,一下子就清潔溜溜。為了張羅這群綠色大胃王的食糧,我連忙出去採購柑橘類植物的苗株。

蝶-2
柑橘鳳蝶的幼蟲長大後,模樣很像恐龍寶寶。食量驚人,一株芸香在一天之內就被啃得光禿禿。背部的斑點是為了嚇阻鳥類,以免被捕食。雖然有人說這些斑點看起來像蛇眼,但是實際是否能派上用場,至今仍無定論。

發現那幾條橡皮擦屑,至今已過三個星期。養得圓圓胖胖的橡皮擦1號,「糞」量也相當驚人。但是我總覺得牠的體積有縮水。牠會一直停在枝椏上,搖頭晃腦,仔細一看,發現牠正努力補強結在枝椏上的絲。這些絲的作用,是等到結蛹時用以固定身體。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

牠們在晚上吐絲結繭,到了早上,把身體縮成一球,進入「前蛹」期,一動也不動。早上我出門上班,下班回家時,牠們已經變成淺綠色的蛹,看起來好像巴爾坦星人(日本特攝節目《鹹蛋超人》系列中的外星人)。所有的變化在短短的半天內完成,讓我很後悔,「早知道就不去上班了……」

守著巴爾坦星人的日子又過了兩個星期,某一天晚上,我打算進房間睡覺時,忽然驚叫一聲。原本是綠色的蛹,已經透出黃色和黑色的翅膀顏色。我很有信心,明天早上一定可以看牠破蛹而出。

牠沒有包覆在堅硬的繭裡,單憑結在枝椏上的細絲固定。虧牠處於這種完全沒有防備的狀態下,還能夠一路撐到現在。從當初的橡皮擦屑,演變成鳥糞、綠色恐龍、巴爾坦星人。到底要變身幾次啊?總之,明天就可以看到最後的模樣。如果可以,我真想整晚不睡,以免錯過這重要時刻,但是隔天還得上班。我很不甘願地把鬧鐘調成五點,才上床睡覺。

隔天早上起床,就是一連串的等待。但是左等右等,蛹還是沒有任何動靜。明明蛹殼已經半開,都可以看到新的觸角和眼睛了,可是我只剩下三十分鐘就得出門。我心碎的回到房間吹整頭髮,只離開五分鐘左右,沒想到,等我回來以後,發現豬羊變色,牠的樣子已經變得和剛才完全不一樣了。

「你、你真的在約定時間內現身了!」
像是故意看準時間,鳳蝶趁我不在的時候,已經完全蛻變,破蛹而出。當我看到牠的時候,牠正在伸展翅膀。我花了幾個小時盯場,終究白費工夫。

download (2)
羽化中的青斑蝶。source:Youtube / 201206 琉球青斑蝶羽化記錄

為什麼我覺得連複眼和觸角都看起來如此水潤呢?大概是淚水在我眼眶裡打轉的關係吧!之後我又挑戰了好幾次,想要親眼目睹羽化的一瞬間,可惜最後都功虧一簣,每次都錯過破蛹而出的時刻。

連變身的瞬間都不讓我見識,未免太忘恩負義。難道你們以為自己能夠自食其力嗎!我抱著自憐自艾的心情,打算在牠們的翅膀乾掉以前,把鳳蝶拿到陽台,卻看到牠們為了把蛹便傳送到翅膀,拼命振翅的模樣。鼠灰色的體液,有如傘上的水珠紛紛落下。於是,鳳蝶的首次飛行直接在陽台啟程。

「可惡!你們給我好好的飛!我不管你們是男是女,反正通通給我找到好對象,能生多少就生多少。等到死後上天堂,你們再站到業鏡之前,最後恍然大悟『是妳嗎,Mereco?每次都替我們準備新鮮葉子的人就是妳嗎?』」

我彷彿化身為鳳蝶之母,內心如此吶喊著。

蝶-3
我一直看不到鳳蝶羽化的那一刻,好像不是單純的運氣不佳。對蝴蝶悉知甚詳的昆蟲館館員告訴我「我想鳳蝶儀定是看準Mereco小姐離開的空檔,趕快破蛹而出。在羽化及將完成之前,不是隱約可以看到鳳蝶的眼睛嗎?我想牠們已經有視力,可以看得到周圍的事物。」雖然我能夠體會鳳蝶的心情,但還是很悲傷。

不再是秘密之家的餐廳

1~4號號離巢獨立之後,留在陽台的柑橘盆栽裡,不斷有新來的「蟲」產卵。不曉得是自立門戶的第一代成員回來產卵,還是餐廳的名號已經透過口耳相傳,在蟲界流傳開來。因為照顧不來,我決定讓毛毛蟲們自己看著辦,長大並自行獨立。某天早上,替牠們補充水分的時候,我看到才剛羽化的鳳蝶,跌跌撞撞地飛走。

我猜測鳳蝶王朝在我家陽台已經繁衍到第五代;以「食部落格」(日本的美食情報網站)來比喻,我想我這間餐廳,相當於平均分數高達3.5分的優質好店。正當我如此沾沾自喜,有一天早上我躺在床上,聽到陽台上有一群吱吱喳喳的麻雀。我在半夢半醒之間,竟然覺得鳥語聽起來像是人話。

麻雀A「哎呀,我之前都不知道這裡開了一間店,很不錯的家常小館呢!」
麻雀B「可惜就是品項不夠多,如果菜單再多點變化就好了。」
麻雀A「那我的評論就這樣寫吧:希望能夠增加幼蟲的種類,能達到就給四顆星。」
(喀啦喀啦)
Mereco「喂!我這裡可不是麻雀餐廳呢!!」
麻雀們「哇~~好可怕喔!」拍著翅膀逃走了。

只要被鳥盯上,這個純粹以人工打造的環境,等於陷入無處可逃的絕境。我睜眼仔細一瞧,那些鳥糞狀的幼蟲們已經消失無蹤,取而代之的是多到嚇死人的鳥糞,讓我大驚失色「原來真正的鳥糞是長這副模樣!」

「小鳳,我對不起你們。我下次一定記得裝網子……」

我抬著仰望著天空,向那些早夭的鳳蝶寶寶道歉。

身為經營鳳蝶餐廳的女主人,一點也不輕鬆。委屈和辛酸的事接踵而來。雖然說這就是大自然的本質,但我還是相信人定勝天。我暗自下定決心,明年一定要做好萬全的準備,打造一間讓鳳蝶們能安心歇息的餐廳。

註釋:

  • ※1 大樺斑蝶在美洲大陸是種廣為人知的蝴蝶。在販賣進口手工雜貨的網站「Etsy」上,鍵入大樺斑蝶的英文「Monarch butterfly」搜尋,就會出現許多以這種蝴蝶為造型的飾品。
  • ※2 每年8月舉辦的盂蘭盆舞大會很有名。由小朋友戴上頭巾,把臉塗白所表演的「狐狸舞」尤其受到歡迎,也吸引了眾多業餘及專業攝影師, 把島上擠得水洩不通。
  • ※3 原文是「一隻蝴蝶在巴西拍動翅膀,可能會在美國德州引起龍捲風」。這就是混沌理論中的主題,意即微小的變化,可能會帶動巨大的連鎖反應。雖然寫下這段話的同時,我其實對這句話的意思一無所知,唯一肯定的是,如果我想用它來取代「大風起,桶匠喜」(比喻不知道誰什麼時候會走運)這句諺語,大概還是用錯了吧。
  • ※4 日文漢字為「蟲屋」。不過, 這個詞隱含著對昆蟲的熱愛非同小可,幾近狂熱,把大半人生都奉獻給昆蟲;不但對昆蟲如數家珍,而且眼中只有蟲,對周遭的事物常常視而不見的意思。
    可依照種類分為「蝴蝶屋、天牛屋」,或依照活動分為「採集屋、飼育屋」等。
    有位編輯曾告訴我「以人文科學系來說,我們也會自稱『 列寧屋』 」 。我想只是我不知道, 但是各個業界, 想必也存在著許多「○○屋」吧。
  • ※5 草蛉成蟲的翅膀呈半透明狀,看起來纖細脆弱,但是幼蟲卻是肉食性動物,擁有像蟻獅一樣的大顎。有些種類的幼蟲具備可怕的習性,會把吃剩的獵物殘渣背在背上行走。

ubTqkAF本文摘自泛科學2015年11月選書《大人的昆蟲學》,世茂出版。

 

 

 

 

PanSci Talk-變態

本書搭配精彩講座活動《變態》,邀請到台灣蝴蝶保育學會的資深講師呂晟智和國立中山大學生物科學系顏聖紘副教授,要和大家分享這些「變態」的小東西的迷人之處。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
PanSci_96
1262 篇文章 ・ 2568 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

2
1

文字

分享

0
2
1
「融合蛋白」如何全方位圍剿狡猾癌細胞
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/11/07 ・5944字 ・閱讀時間約 12 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文與 TRPMA 台灣研發型生技新藥發展協會合作,泛科學企劃執行

我們知道癌症是台灣人健康的頭號公敵。 為此,我們花了很多時間介紹最新、最有效的抗癌方法之一:免疫療法

免疫療法中最重要的技術就是抗體藥物。科學家會人工製造一批抗體去標記癌細胞。它們就像戰場上的偵察無人機,能精準鎖定你體內的敵人——癌細胞,為它們打上標記,然後引導你的免疫系統展開攻擊。

這跟化療、放射線治療那種閉著眼睛拿機槍亂掃不同。免疫療法是重新叫醒你的免疫系統,為身體「上buff (增益) 」來抗癌,副作用較低,因此備受好評。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

但尷尬的是,經過幾年的臨床考驗,科學家發現:光靠抗體對抗癌症,竟然已經不夠用了。

事情是這樣的,臨床上醫生與科學家逐漸發現:這個抗體標記,不是容易損壞,就是癌細胞同時設有多個陷阱關卡,只靠叫醒免疫細胞,還是難以發揮戰力。

但好消息是,我們的生技工程也大幅進步了。科學家開始思考:如果這台偵察無人機只有「標記」這一招不夠用,為什麼不幫它升級,讓它多學幾招呢?

這個能讓免疫藥物(偵察無人機)大進化的訓練器,就是今天的主角—融合蛋白(fusion protein)

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
融合蛋白(fusion protein)/ 圖片來源:wikipedia

融合蛋白是什麼?

免疫療法遇到的問題,我們可以這樣理解:想像你的身體是一座國家,病毒、細菌、腫瘤就是入侵者;而抗體,就是我們派出的「偵察無人機」。

當我們透過注射放出這支無人機群進到體內,它能迅速辨識敵人、緊抓不放,並呼叫其他免疫單位(友軍)一同解決威脅。過去 20 年,最強的偵查機型叫做「單株抗體」。1998年,生技公司基因泰克(Genentech)推出的藥物赫賽汀(Herceptin),就是一款針對 HER2 蛋白的單株抗體,目標是治療乳癌。

這支無人機群為什麼能對抗癌症?這要歸功於它「Y」字形的小小抗體分子,構造看似簡單,卻蘊藏巧思:

  • 「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」。
  • 「Y」 字形的「尾巴」就是我們說的「標籤」,它能通知免疫系統啟動攻擊,稱為結晶區域片段「Fc 區域」。具體來說,當免疫細胞在體內巡邏,免疫細胞上的 Fc 受體 (FcR) 會和 Fc區域結合,進而認出病原體或感染細胞,接著展開清除。

更厲害的是,這個 Fc 區域標籤還能加裝不同功能。一般來說,人體內多餘的分子,會被定期清除。例如,細胞內會有溶酶體不斷分解多餘的物質,或是血液經過肝臟時會被代謝、分解。那麼,人造抗體對身體來說,屬於外來的東西,自然也會被清除。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

而 Fc區域會與細胞內體上的Fc受體結合,告訴細胞「別分解我」的訊號,阻止溶酶體的作用。又或是單純把標籤做的超大,例如接上一段長長的蛋白質,或是聚乙二醇鏈,讓整個抗體分子的大小,大於腎臟過濾孔的大小,難以被腎臟過濾,進而延長抗體在體內的存活時間。

偵測器(Fab)加上標籤(Fc)的結構,使抗體成為最早、也最成功的「天然設計藥物」。然而,當抗體在臨床上逐漸普及,一個又一個的問題開始浮現。抗體的強項在於「精準鎖定」,但這同時也是它的限制。

「Y」 字形上面的兩隻「叉叉」是敵人偵測器,能找到敵人身上的抗原特徵,並黏上去,稱為抗體結合區「Fab 區域」/ 圖片來源:shutterstock

第一個問題:抗體只能打「魔王」,無法毀掉「魔窟」。 

抗體一定要有一個明確的「標的物」才能發揮作用。這讓它在針對「腫瘤」或「癌細胞本身」時非常有效,因為敵人身上有明顯標記。但癌細胞的形成與惡化,是細胞在「生長、分裂、死亡、免疫逃脫」這些訊號通路上被長期誤導的結果。抗體雖然勇猛,卻只能針對已經帶有特定分子的癌細胞魔王,無法摧毀那個孕育魔王的系統魔窟。這時,我們真正欠缺的是能「調整」、「模擬」或「干擾」這些錯誤訊號的藥物。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

第二個問題:開發產線的限制。

抗體的開發,得經過複雜的細胞培養與純化程序。每次改變結構或目標,幾乎都要重新開發整個系統。這就像你無法要求一台偵測紅外線的無人機,明天立刻改去偵測核輻射。高昂的成本與漫長的開發時間,讓新產線難以靈活創新。

為了讓免疫藥物能走向多功能與容易快速製造、測試的道路,科學家急需一個更工業化的藥物設計方式。雖然我們追求的是工業化的設計,巧合的是,真正的突破靈感,仍然來自大自然。

在自然界中,基因有時會彼此「融合」成全新的組合,讓生物獲得額外功能。例如細菌,它們常仰賴一連串的酶來完成代謝,中間產物要在細胞裡來回傳遞。但後來,其中幾個酶的基因彼此融合,而且不只是基因層級的合併,產出的酶本身也變成同一條長長的蛋白質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

結果,反應效率大幅提升。因為中間產物不必再「跑出去找下一個酶」,而是直接在同一條生產線上完成。對細菌來說,能更快處理養分、用更少能量維持生存,自然形成適應上的優勢,這樣的融合基因也就被演化保留下來。

科學家從中得到關鍵啟發:如果我們也能把兩種有用的蛋白質,「人工融合」在一起,是否就能創造出更強大的新分子?於是,融合蛋白(fusion protein)就出現了。

以假亂真:融合蛋白的HIV反制戰

融合蛋白的概念其實很直覺:把兩種以上、功能不同的蛋白質,用基因工程的方式「接起來」,讓它們成為同一個分子。 

1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。

麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。

一旦成功結合,就會啟動一連串反應,讓病毒外殼與細胞膜融合。HIV 進入細胞內後會不斷複製並破壞免疫細胞,導致免疫系統逐漸崩潰。

為了逆轉這場悲劇,融合蛋白 CD4 免疫黏附素登場了。它的結構跟抗體類似,由由兩個不同段落所組成:一端是 CD4 假受體,另一端則是剛才提到、抗體上常見的 Fc 區域。當 CD4 免疫黏附素進入體內,它表面的 CD4 假受體會主動和 HIV 的 gp120 結合。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

厲害了吧。 病毒以為自己抓到了目標細胞,其實只是被騙去抓了一個假的 CD4。這樣 gp120 抓不到 CD4 淋巴球上的真 CD4,自然就無法傷害身體。

而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。

不過,這裡有個關鍵細節。

在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。

從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思

融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。

我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。

不過,如果你只是單純把兩段基因硬接起來,那失敗就是必然的。因為兩個蛋白會互相「打架」,導致摺疊錯亂、功能全毀。

這時就需要一個小幫手:連接子(linker)。它的作用就像中間的彈性膠帶,讓兩邊的蛋白質能自由轉動、互不干擾。最常見的設計,是用多個甘胺酸(G)和絲胺酸(S)組成的柔性小蛋白鏈。

設計好這段 DNA 之後,就能把它放進細胞裡,讓細胞幫忙「代工」製造出這個融合蛋白。接著,科學家會用層析、電泳等方法把它純化出來,再一一檢查它有沒有摺疊正確、功能是否完整。

如果一切順利,這個人工設計的融合分子,就能像自然界的蛋白一樣穩定運作,一個全新的「人造分子兵器」就此誕生。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一。而且現在的融合蛋白,早就不只是「假受體+Fc 區域」這麼單純。它已經跳脫模仿抗體,成為真正能自由組裝、自由設計的生物積木。

CD4免疫黏附素問世之後,融合蛋白逐漸成為生物製藥的重要平台之一 / 圖片來源:wikipedia

融合蛋白的強項,就在於它能「自由組裝」。

以抗體為骨架,科學家可以接上任何想要的功能模組,創造出全新的藥物型態。一般的抗體只能「抓」(標記特定靶點);但融合蛋白不只會抓,還能「阻斷」、「傳遞」、甚至「調控」訊號。在功能模組的加持下,它在藥物設計上,幾乎像是一個分子級的鋼鐵蜘蛛人裝甲。

一般來說,當我們選擇使用融合蛋白時,通常會期待它能發揮幾種關鍵效果:

  1. 療效協同: 一款藥上面就能同時針對多個靶點作用,有機會提升治療反應率與持續時間,達到「一藥多效」的臨床價值。
  2. 減少用藥: 原本需要兩到三種單株抗體聯合使用的療法,也許只要一種融合蛋白就能搞定。這不僅能減少給藥次數,對病人來說,也有機會因為用藥減少而降低治療成本。
  3. 降低毒性風險: 經過良好設計的融合蛋白,可以做到更精準的「局部活化」,讓藥物只在目標區域發揮作用,減少副作用。

到目前為止,我們了解了融合蛋白是如何製造的,也知道它的潛力有多大。

那麼,目前實際成效到底如何呢?

一箭雙鵰:拆解癌細胞的「偽裝」與「內奸」

2016 年,德國默克(Merck KGaA)展開了一項全新的臨床試驗。 主角是一款突破性的雙功能融合蛋白──Bintrafusp Alfa。這款藥物的厲害之處在於,它能同時封鎖 PD-L1 和 TGF-β 兩條免疫抑制路徑。等於一邊拆掉癌細胞的偽裝,一邊解除它的防護罩。

PD-L1,我們或許不陌生,它就像是癌細胞身上的「偽裝良民證」。當 PD-L1 和免疫細胞上的 PD-1 受體結合時,就會讓免疫系統誤以為「這細胞是自己人」,於是放過它。我們的策略,就是用一個抗體或抗體樣蛋白黏上去,把這張「偽裝良民證」封住,讓免疫系統能重新啟動。

但光拆掉偽裝還不夠,因為癌細胞還有另一位強大的盟友—一個起初是我軍,後來卻被癌細胞收買、滲透的「內奸」。它就是,轉化生長因子-β,縮寫 TGF-β。

先說清楚,TGF-β 原本是體內的秩序管理者,掌管著細胞的生長、分化、凋亡,還負責調節免疫反應。在正常細胞或癌症早期,它會和細胞表面的 TGFBR2 受體結合,啟動一連串訊號,抑制細胞分裂、減緩腫瘤生長。

但當癌症發展到後期,TGF-β 跟 TGFBR2 受體之間的合作開始出問題。癌細胞表面的 TGFBR2 受體可能突變或消失,導致 TGF-β 不但失去了原本的抑制作用,反而轉向幫癌細胞做事

它會讓細胞骨架(actin cytoskeleton)重新排列,讓細胞變長、變軟、更有彈性,還能長出像觸手的「偽足」(lamellipodia、filopodia),一步步往外移動、鑽進組織,甚至進入血管、展開全身轉移。

更糟的是,這時「黑化」的 TGF-β 還會壓抑免疫系統,讓 T 細胞和自然殺手細胞變得不再有攻擊力,同時刺激新血管生成,幫腫瘤打通營養補給線。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」。就像 1989 年的 CD4 免疫黏附素用「假受體」去騙 HIV 一樣,這個融合蛋白在體內循環時,會用它身上的「陷阱」去捕捉並中和游離的 TGF-β。這讓 TGF-β 無法再跟腫瘤細胞或免疫細胞表面的天然受體結合,從而鬆開了那副壓抑免疫系統的腳鐐。

為了對抗這個內奸,默克在 Bintrafusp Alfa 的結構裡,加上了一個「TGF-β 陷阱(trap)」/ 情境圖來源:shutterstock

告別單一解方:融合蛋白的「全方位圍剿」戰

但,故事還沒完。我們之前提過,癌細胞之所以難纏,在於它會發展出各種「免疫逃脫」策略。

而近年我們發現,癌細胞的「偽良民證」至少就有兩張:一張是 PD-L1;另一張是 CD-47。CD47 是癌細胞向巨噬細胞展示的「別吃我」訊號,當它與免疫細胞上的 SIRPα 結合時,就會抑制吞噬反應。

為此,總部位於台北的漢康生技,決定打造能同時對付 PD-L1、CD-47,乃至 TGF-β 的三功能生物藥 HCB301。

雖然三功能融合蛋白聽起來只是「再接一段蛋白」而已,但實際上極不簡單。截至目前,全球都還沒有任何三功能抗體或融合蛋白批准上市,在臨床階段的生物候選藥,也只佔了整個生物藥市場的 1.6%。

漢康生技透過自己開發的 FBDB 平台技術,製作出了三功能的生物藥 HCB301,目前第一期臨床試驗已經在美國、中國批准執行。

免疫療法絕對是幫我們突破癌症的關鍵。但我們也知道癌症非常頑強,還有好幾道關卡我們無法攻克。既然單株抗體在戰場上顯得單薄,我們就透過融合蛋白,創造出擁有多種功能模組的「升級版無人機」。

融合蛋白強的不是個別的偵查或阻敵能力,而是一組可以「客製化組裝」的平台,用以應付癌細胞所有的逃脫策略。

Catch Me If You Can?融合蛋白的回答是:「We Can.」

未來癌症的治療戰場,也將從尋找「唯一解」,轉變成如何「全方位圍剿」癌細胞,避免任何的逃脫。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
解密機器人如何學會思考、觸摸與變形
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/09/09 ・6820字 ・閱讀時間約 14 分鐘

本文與 Perplexity 合作,泛科學企劃執行

「Hello. I am… a robot.」

在我們的記憶裡,機器人的聲音就該是冰冷、單調,不帶一絲情感 。它們的動作僵硬,肢體不協調,像一個沒有靈魂的傀儡,甚至啟發我們創造了機械舞來模仿那獨特的笨拙可愛。但是,現今的機器人發展不再只會跳舞或模仿人聲,而是已經能獨立完成一場膽囊切除手術。

就在2025年,美國一間實驗室發表了一項成果:一台名為「SRT-H」的機器人(階層式手術機器人Transformer),在沒有人類醫師介入的情況下,成功自主完成了一場完整的豬膽囊切除手術。SRT-H 正是靠著從錯誤中學習的能力,最終在八個不同的離體膽囊上,達成了 100% 的自主手術成功率。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這項成就的意義重大,因為過去機器人手術的自動化,大多集中在像是縫合這樣的單一「任務」上。然而,這一場完整的手術,是一個包含數十個步驟、需要連貫策略與動態調整的複雜「程序」。這是機器人首次在包含 17 個步驟的完整膽囊切除術中,實現了「步驟層次的自主性」。

這就引出了一個讓我們既興奮又不安的核心問題:我們究竟錯過了什麼?機器人是如何在我們看不見的角落,悄悄完成了從「機械傀儡」到「外科醫生」的驚人演化?

這趟思想探險,將為你解密 SRT-H 以及其他五款同樣具備革命性突破的機器人。你將看到,它們正以前所未有的方式,發展出生物般的觸覺、理解複雜指令、學會團隊合作,甚至開始自我修復與演化,成為一種真正的「準生命體」 。

所以,你準備好迎接這個機器人的新紀元了嗎?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

只靠模仿還不夠?手術機器人還需要學會「犯錯」與「糾正」

那麼,SRT-H 這位機器人的外科大腦,究竟藏著什麼秘密?答案就在它創新的「階層式框架」設計裡 。

你可以想像,SRT-H 的腦中,住著一個分工明確的兩人團隊,就像是漫畫界的傳奇師徒—黑傑克與皮諾可 。

  • 第一位,是動口不動手的總指揮「黑傑克」: 它不下達具體的動作指令,而是在更高維度的「語言空間」中進行策略規劃 。它發出的命令,是像「抓住膽管」或「放置止血夾」這樣的高層次任務指令 。
  • 第二位,是靈巧的助手「皮諾可」: 它負責接收黑傑克的語言指令,並將這些抽象的命令,轉化為機器手臂毫釐不差的精準運動軌跡 。

但最厲害的還不是這個分工,而是它們的學習方式。SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。但這還只是開始,研究人員在訓練過程中,會刻意讓它犯錯,並向它示範如何從抓取失敗、角度不佳等糟糕的狀態中恢復過來 。這種獨特的訓練方法,被稱為「糾正性示範」 。

SRT-H 研究團隊收集了 17 個小時、共 16,000 條由人類專家操作示範的軌跡數據來訓練它 。 / 圖片來源:shutterstock

這項訓練,讓 SRT-H 學會了一項外科手術中最關鍵的技能:當它發現執行搞砸了,它能即時識別偏差,並發出如「重試抓取」或「向左調整」等「糾正性指令」 。這套內建的錯誤恢復機制至關重要。當研究人員拿掉這個糾正能力後,機器人在遇到困難時,要不是完全失敗,就是陷入無效的重複行為中 。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

正是靠著這種從錯誤中學習、自我修正的能力,SRT-H 最終在八次不同的手術中,達成了 100% 的自主手術成功率 。

SRT-H 證明了機器人開始學會「思考」與「糾錯」。但一個聰明的大腦,足以應付更混亂、更無法預測的真實世界嗎?例如在亞馬遜的倉庫裡,機器人不只需要思考,更需要實際「會做事」。

要能精準地與環境互動,光靠視覺或聽覺是不夠的。為了讓機器人能直接接觸並處理日常生活中各式各樣的物體,它就必須擁有生物般的「觸覺」能力。

解密 Vulcan 如何學會「觸摸」

讓我們把場景切換到亞馬遜的物流中心。過去,這裡的倉儲機器人(如 Kiva 系統)就像放大版的掃地機器人,核心行動邏輯是極力「避免」與周遭環境發生任何物理接觸,只負責搬運整個貨架,再由人類員工挑出包裹。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

但 2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan。在亞馬遜的物流中心裡,商品被存放在由彈性帶固定的織物儲物格中,而 Vulcan 的任務是必須主動接觸、甚至「撥開」彈性織網,再從堆放雜亂的儲物格中,精準取出單一包裹,且不能造成任何損壞。

2025 年5月,亞馬遜展示了他們最新的觸覺機器人 Vulcan / 圖片引用:https://www.aboutamazon.com/news

Vulcan 的核心突破,就在於它在「拿取」這個動作上,學會了生物般的「觸覺」。它靈活的機械手臂末端工具(EOAT, End-Of-Arm Tool),不僅配備了攝影機,還搭載了能測量六個自由度的力與力矩感測器。六個自由度包含上下、左右、前後的推力,和三個維度的旋轉力矩。這就像你的手指,裡頭分布著非常多的受器,不只能感測壓力、還能感受物體橫向拉扯、運動等感觸。

EOAT 也擁有相同精確的「觸覺」,能夠在用力過大之前即時調整力道。這讓 Vulcan 能感知推動一個枕頭和一個硬紙盒所需的力量不同,從而動態調整行為,避免損壞貨物。

其實,這更接近我們人類與世界互動的真實方式。當你想拿起桌上的一枚硬幣時,你的大腦並不會先計算出精準的空間座標。實際上,你會先把手伸到大概的位置,讓指尖輕觸桌面,再沿著桌面滑動,直到「感覺」到硬幣的邊緣,最後才根據觸覺決定何時彎曲手指、要用多大的力量抓起這枚硬幣。Vulcan 正是在學習這種「視覺+觸覺」的混合策略,先用攝影機判斷大致的空間,再用觸覺回饋完成最後精細的操作。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

靠著這項能力,Vulcan 已經能處理亞馬遜倉庫中約 75% 的品項,並被優先部署來處理最高和最低層的貨架——這些位置是最容易導致人類員工職業傷害的位置。這也讓自動化的意義,從單純的「替代人力」,轉向了更具建設性的「增強人力」。

SRT-H 在手術室中展現了「專家級的腦」,Vulcan 在倉庫中演化出「專家級的手」。但你發現了嗎?它們都還是「專家」,一個只會開刀,一個只會揀貨。雖然這種「專家型」設計能有效規模化、解決痛點並降低成本,但機器人的終極目標,是像人類一樣成為「通才」,讓單一機器人,能在人類環境中執行多種不同任務。

如何教一台機器人「舉一反三」?

你問,機器人能成為像我們一樣的「通才」嗎?過去不行,但現在,這個目標可能很快就會實現了。這正是 NVIDIA 的 GR00T 和 Google DeepMind 的 RT-X 等專案的核心目標。

過去,我們教機器人只會一個指令、一個動作。但現在,科學家們換了一種全新的教學思路:停止教機器人完整的「任務」,而是開始教它們基礎的「技能基元」(skill primitives),這就像是動作的模組。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

例如,有負責走路的「移動」(Locomotion) 基元,和負責抓取的「操作」(Manipulation) 基元。AI 模型會透過強化學習 (Reinforcement Learning) 等方法,學習如何組合這些「技能基元」來達成新目標。

舉個例子,當 AI 接收到「從冰箱拿一罐汽水給我」這個新任務時,它會自動將其拆解為一系列已知技能的組合:首先「移動」到冰箱前、接著「操作」抓住把手、拉開門、掃描罐子、抓住罐子、取出罐子。AI T 正在學會如何將這些單一的技能「融合」在一起。有了這樣的基礎後,就可以開始來大量訓練。

當多重宇宙的機器人合體練功:通用 AI 的誕生

好,既然要學,那就要練習。但這些機器人要去哪裡獲得足夠的練習機會?總不能直接去你家廚房實習吧。答案是:它們在數位世界裡練習

NVIDIA 的 Isaac Sim 等平台,能創造出照片級真實感、物理上精確的模擬環境,讓 AI 可以在一天之內,進行相當於數千小時的練習,獨自刷副本升級。這種從「模擬到現實」(sim-to-real)的訓練管線,正是讓訓練這些複雜的通用模型變得可行的關鍵。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

DeepMind 的 RT-X 計畫還發現了一個驚人的現象:用來自多種「不同類型」機器人的數據,去訓練一個單一的 AI 模型,會讓這個模型在「所有」機器人上表現得更好。這被稱為「正向轉移」(positive transfer)。當 RT-1-X 模型用混合數據訓練後,它在任何單一機器人上的成功率,比只用該機器人自身數據訓練的模型平均提高了 50%。

這就像是多重宇宙的自己各自練功後,經驗值合併,讓本體瞬間變強了。這意味著 AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。

AI 正在學習關於物理、物體特性和任務結構的抽象概念,這些概念獨立於它所控制的特定身體。/ 圖片來源:shutterstock

不再是工程師,而是「父母」: AI 的新學習模式

這也導向了一個科幻的未來:或許未來可能存在一個中央「機器人大腦」,它可以下載到各種不同的身體裡,並即時適應新硬體。

這種學習方式,也從根本上改變了我們與機器人的互動模式。我們不再是逐行編寫程式碼的工程師,而是更像透過「示範」與「糾正」來教導孩子的父母。

NVIDIA 的 GR00T 模型,正是透過一個「數據金字塔」來進行訓練的:

  • 金字塔底層: 是大量的人類影片。
  • 金字塔中層: 是海量的模擬數據(即我們提過的「數位世界」練習)。
  • 金字塔頂層: 才是最珍貴、真實的機器人操作數據。

這種模式,大大降低了「教導」機器人新技能的門檻,讓機器人技術變得更容易規模化與客製化。

當機器人不再是「一個」物體,而是「任何」物體?

我們一路看到了機器人如何學會思考、觸摸,甚至舉一反三。但這一切,都建立在一個前提上:它們的物理形態是固定的。

但,如果連這個前提都可以被打破呢?這代表機器人的定義不再是固定的形態,而是可變的功能:它能改變身體來適應任何挑戰,不再是一台單一的機器,而是一個能根據任務隨選變化的物理有機體。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院特別具有代表性,該學院的仿生機器人實驗室(Bioinspired Robotics Group, BIRG)2007 年就打造模組化自重構機器人 Roombots。

有不少團隊在爭奪這個機器人領域的聖杯,其中瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)特別具有代表性。該學院的仿生機器人實驗室(BIRG)在 2007 年就已打造出模組化自重構機器人 Roombots。而 2023 年,來自 EPFL 的另一個實驗室——可重組機器人工程實驗室(RRL),更進一步推出了 Mori3,這是一套把摺紙藝術和電腦圖學巧妙融合的模組化機器人系統。

2023 年來自 EPFL 的另一個實驗室—可重組機器人工程實驗室(RRL)推出了 Mori3 © 2023 Christoph Belke, EPFL RRL

Mori3 的核心,是一個個小小的三角形模組。別看它簡單,每個模組都是一個獨立的機器人,有自己的電源、馬達、感測器和處理器,能獨立行動,也能和其他模組合作。最厲害的是,它的三條邊可以自由伸縮,讓這個小模組本身就具備「變形」能力。

當許多 Mori3 模組連接在一起時,就能像一群活的拼圖一樣,從平面展開,組合成各種三維結構。研究團隊將這種設計稱為「物理多邊形網格化」。在電腦圖學裡,我們熟悉的 3D 模型,其實就是由許多多邊形(通常是三角形)拼湊成的網格。Mori3 的創新之處,就是把這種純粹的數位抽象,真正搬到了現實世界,讓模組們化身成能活動的「實體網格」。

這代表什麼?團隊已經展示了三種能力:

  • 移動:他們用十個模組能組合成一個四足結構,它能從平坦的二維狀態站立起來,並開始行走。這不只是結構變形,而是真正的協調運動。
  • 操縱: 五個模組組合成一條機械臂,撿起物體,甚至透過末端模組的伸縮來擴大工作範圍。
  • 互動: 模組們能形成一個可隨時變形的三維曲面,即時追蹤使用者的手勢,把手的動作轉換成實體表面的起伏,等於做出了一個會「活」的觸控介面。

這些展示,不只是實驗室裡的炫技,而是真實證明了「物理多邊形網格化」的潛力:它不僅能構建靜態的結構,還能創造具備複雜動作的動態系統。而且,同一批模組就能在不同情境下切換角色。

想像一個地震後的救援場景:救援隊帶來的不是一台笨重的挖土機,而是一群這樣的模組。它們首先組合成一條長長的「蛇」形機器人,鑽入瓦礫縫隙;一旦進入開闊地後,再重組成一隻多足的「蜘蛛」,以便在不平的地面上穩定行走;發現受困者時,一部分模組分離出來形成「支架」撐住搖搖欲墜的橫樑,另一部分則組合成「夾爪」遞送飲水。這就是以任務為導向的自我演化。

這項技術的終極願景,正是科幻中的概念:可程式化物質(Programmable Matter),或稱「黏土電子學」(Claytronics)。想像一桶「東西」,你可以命令它變成任何你需要的工具:一支扳手、一張椅子,或是一座臨時的橋樑。

未來,我們只需設計一個通用的、可重構的「系統」,它就能即時創造出任務所需的特定機器人。這將複雜性從實體硬體轉移到了規劃重構的軟體上,是一個從硬體定義的世界,走向軟體定義的物理世界的轉變。

更重要的是,因為模組可以隨意分開與聚集,損壞時也只要替換掉部分零件就好。足以展現出未來機器人的適應性、自我修復與集體行為。當一群模組協作時,它就像一個超個體,如同蟻群築橋。至此,「機器」與「有機體」的定義,也將開始動搖。

從「實體探索」到「數位代理」

我們一路見證了機器人如何從單一的傀儡,演化為學會思考的外科醫生 (SRT-H)、學會觸摸的倉儲專家 (Vulcan)、學會舉一反三的通才 (GR00T),甚至是能自我重構成任何形態的「可程式化物質」(Mori3)。

但隨著機器人技術的飛速發展,一個全新的挑戰也隨之而來:在一個 AI 也能生成影像的時代,我們如何分辨「真實的突破」與「虛假的奇觀」?

舉一個近期的案例:2025 年 2 月,一則影片在網路上流傳,顯示一台人形機器人與兩名人類選手進行羽毛球比賽,並且輕鬆擊敗了人類。我的第一反應是懷疑:這太誇張了,一定是 AI 合成的影片吧?但,該怎麼驗證呢?答案是:用魔法打敗魔法。

在眾多 AI 工具中,Perplexity 特別擅長資料驗證。例如這則羽球影片的內容貼給 Perplexity,它馬上就告訴我:該影片已被查證為數位合成或剪輯。但它並未就此打住,而是進一步提供了「真正」在羽球場上有所突破的機器人—來自瑞士 ETH Zurich 團隊的 ANYmal-D

接著,選擇「研究模式」,就能深入了解 ANYmal-D 的詳細原理。原來,真正的羽球機器人根本不是「人形」,而是一台具備三自由度關節的「四足」機器人。

如果你想更深入了解,Perplexity 的「實驗室」功能,還能直接生成一份包含圖表、照片與引用來源的完整圖文報告。它不只介紹了 ANYmal-D 在羽球上的應用,更詳細介紹了瑞士聯邦理工學院發展四足機器人的完整歷史:為何選擇四足?如何精進硬體與感測器結構?以及除了運動領域外,四足機器人如何在關鍵的工業領域中真正創造價值。

AI 代理人:數位世界的新物種

從開刀、揀貨、打球,到虛擬練功,這些都是機器人正在學習「幫我們做」的事。但接下來,機器人將獲得更強的「探索」能力,幫我們做那些我們自己做不到的事。

這就像是,傳統網路瀏覽器與 Perplexity 的 Comet 瀏覽器之間的差別。Comet 瀏覽器擁有自主探索跟決策能力,它就像是數位世界裡的機器人,能成為我們的「代理人」(Agent)

它的核心功能,就是拆解過去需要我們手動完成的多步驟工作流,提供「專業代工」,並直接交付成果。

例如,你可以直接對它說:「閱讀這封會議郵件,檢查我的行事曆跟代辦事項,然後草擬一封回信。」或是直接下達一個複雜的指令:「幫我訂 Blue Origin 的太空旅遊座位,記得要來回票。」

接著,你只要兩手一攤,Perplexity 就會接管你的瀏覽器,分析需求、執行步驟、最後給你結果。你再也不用自己一步步手動搜尋,或是在不同網站上重複操作。

AI 代理人正在幫我們探索險惡的數位網路,而實體機器人,則在幫我們前往真實的物理絕境。

立即點擊專屬連結 https://perplexity.sng.link/A6awk/k74… 試用 Perplexity吧! 現在申辦台灣大哥大月付 599(以上) 方案,還可以獲得 1 年免費 Perplexity Pro plan 喔!(價值 新台幣6,750)

◆Perplexity 使用實驗室功能對 ANYmal-D 與團隊的全面分析 https://drive.google.com/file/d/1NM97…

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
1

文字

分享

0
0
1
【成語科學】噤若寒蟬:為什麼蟬在冬天不會叫?
張之傑_96
・2023/10/18 ・1085字 ・閱讀時間約 2 分鐘

章老師寫這篇「噤若寒蟬」時,適逢 6 月初,住在美國東部的同學傳來十七年蟬的影片。一般的蟬,幼蟲在土裡生活 1-5 年;十七年蟬的幼蟲(若蟲)卻在地下生活 17 年!今年的大發生過後,下次是 2038 年。

十七年蟬大發生時,數以億計的蟬傾巢而出,鳴聲震天,排泄物落如雨下,這時人們出門都要打傘,在戶外舉行的婚禮、球賽和其他活動均被迫延期或改在室內。

十七年蟬大發生時,數以億計的蟬傾巢而出,鳴聲震天。圖/giphy

不過喧鬧不出 3 個星期,十七年蟬交配、產卵後就會死去,新的一輪生命週期又開始了。

蟬屬於半翅目、蟬科。一般的蟬,不會像十七年蟬般集體行動。到了夏季,幼蟲陸續的從土裡鑽出來,然後爬到樹上,抓著樹幹,脫掉蟬殼(蟬蛻),羽化為成蟲。蟬的成蟲壽命很短,通常不到一個月。雄蟬羽化出來後,一俟翅膀硬了,就開始大聲鳴叫,用來吸引雌蟬。雌蟬沒有發聲器官,不會鳴叫。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
日本暮蟬。圖/wikipedia

雄蟬的腹部有一對鳴器,裡面有發音肌、鼓膜和共鳴室。雄蟬求偶鳴叫時,發音肌會不停的收縮,使鼓膜上下振動,有如打鼓般發出聲響;共鳴室則有如擴音器,使鳴聲擴大。

蟬的發聲,和直翅目的蟋蟀、螽斯、蝗蟲不同,牠們以磨擦翅膀發聲。蟋蟀、螽斯的翅基部,有一條橫脈,上頭有齒,稱為「音銼」,左右翅磨擦,就會發聲。蝗蟲則是利用牠的腿節內側和前翅縱脈,互相摩擦而發聲。

當雌蟬被雄蟬的鳴聲吸引過來,交配過後,雌蟬將卵產在小樹枝上,夏季時大約經過一個月就可以孵化成幼蟲。接下去,幼蟲落到地面,鑽入土中,吸取植物根部的養分,經過若干年(視種類而異),才能長大成熟,然後鑽出地面,羽化為成蟲。

蟬經過若干年才能長大成熟,羽化為成蟲。圖/giphy

蟬是夏季活動的動物,從初夏到初秋,蟬的幼蟲陸續鑽出地面,羽化為成蟲,使得整個夏季都可聽到蟬聲。秋季才羽化的蟬,通常鳴聲較弱,如果天氣突然轉冷,就會凍得不再鳴叫,這個自然現象衍生為成語「噤若寒蟬」,比喻因某種原因而不再出聲。讓我們造兩個句吧。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

極權國家沒有言論自由,人們噤若寒蟬,不敢隨便發表意見。

爸爸嚴肅的眼神一掃過來,我們就噤若寒蟬,再也不敢吵鬧。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----