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蠶:唯一家畜化的昆蟲──《大人的昆蟲學》

PanSci_96
・2015/11/20 ・6614字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 490 ・五年級

蠶-1
山形縣的養蠶農家大浦先生,在家中以桑葉餵食蠶寶寶,一天餵食三次,份量多到得用一台小卡車來裝,但不消多久時間,就被啃到只剩下樹枝了。96的老爺爺和71歲的兒子夫棄,雖然繼續養蠶,但周圍的農家早就不種桑樹而改種果樹。即使養蠶的獲利已不敷成本,但出於老爺爺的希望還是繼續維持。

被社畜化的人類 V.S. 家畜化的昆蟲

即使考慮到過去年代,遭受蟲害和獸類威脅遠超過今天,但我那已經過世的祖母,她對一般生物的厭惡可說到了極致。不管走到哪,她的蒼蠅拍永不離身,只要是出現在她視線範圍的小蟲,沒有「趕盡殺絕」絕不善罷甘休,連闖進院子裡的貓,她也不假辭色,唯獨對蠶寶寶另眼相看。

生絲是絲絹的原料,作法是把蠶蛾的幼蟲為了化蛹而結的繭經過水煮,再抽出極細的絲線捻合而成。由這種昆蟲生產的絲線價值之高,想必不需要我再贅述。

「蠶寶寶摸起來很光滑,好可愛」。當時我還小,但聽到祖母對我這麼說,心裡也覺得「蠶寶寶真是厲害,連這個老太太都講牠好話」。基於高度的商業價值而衍生出牠們與人類的生活〈※1〉,讓最討厭蟲子的女人也不得不對牠們改觀。

這種遺風延續至今。翻開歷史的教科書,與絲有關的有絲路、富國強兵政策、富岡製絲廠等等雖然離我們不遠,但在生活中卻愈來愈無法察覺到製絲業的存在。打開衣櫥拿出衣服一瞧,成分標籤清一色標示著嫘縈、聚酯纖維等化學纖維的名稱。

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因為被人類利用的歲月過於漫長,導致蠶喪失在野外生存的能力,成為唯一家畜化的昆蟲。體色白中泛青的牠們,肢體的力氣變得很弱,無法攀爬在樹枝上,抵擋風雨的侵襲。如果每天沒有人把食物放到牠們嘴邊,用桑葉直接蓋住牠們,牠們無法自行覓食,只能活活餓死。

蠶與人類的關係變得愈來愈疏遠,在這股趨勢之下,我們是否有機會與牠們發展出全新的關係?我身為社畜化的人類的一份子,決定與被馴化的昆蟲展開同居生活。

浮世繪
在喜多川歌摩的浮世繪作品當中,也可以看到日本江戶時代婦女養蠶的模樣。

一波三折的同居生活

現在已經到了連爵位都可以上網購買的時代,何況是區區的蠶寶寶。西陣織的商家「暾野屋」,每年都會透過網路銷售蠶寶寶飼育套組〈※2〉。我在下單之前,先打電話諮詢孵化和繭化的時間表,而對方的回應也相當周到,對我有問必答。

暾野屋「如果想取絲最好趁現在……」
Mereco「我不打算取絲耶,我要一直養到成蟲。」
暾野屋「這樣啊?請問您飼養的目的是?」
Mereco「我只是想觀察牠們而已。」
暾野屋「這樣嗎?呃……」

難道我說了什麼不該說的話,讓這間在京西陣傳承十四代的老舖,深感自尊心受損嗎。還是對方覺得我這種行為是玩物喪志……我不由得緊張了起來,沒想到接下來聽到的內容卻讓我出乎意料。

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暾野屋「那個啊……很可愛唷!」
Mereco「啊?是嗎,果然很可愛嗎!!」

從意想不到之處感受到暾野屋對蠶寶寶的深厚感情,讓我更期待「與蠶同居」的新生活。

「天啊!!已經都孵出來了!」

我原本計畫好的旅行因為航班取消,延遲半個星期才出發。兵荒馬亂之間,我也忘記通知暾野屋。一直等到我回國,我才收到兩天前已經到貨又被退回,後來又請對方再送一次的養蠶套組。我小心翼翼地打開箱子,卻被嚇得往後退一大步。

厚紙板上有二十五隻黑色的蟻蠶,也就是二十五隻幼蟲搖搖晃晃的弓起身體。但是,牠們之所以會弓起身體,並不是出於恐懼,而是因為飢餓。牠們搖頭晃腦是因為渴求桑葉。當時正值七月盛夏,一起寄來的桑葉已經發黑腐爛。不行,這種東西怎麼能用來餵食嬌弱的蠶寶寶呢……。

我得想想辦法才行。顧不得夜已深,我拿著園藝用剪刀往家裡附近的河岸狂奔,從桑樹上儘量挑選柔軟的嫩葉剪下來。話說回來,這棵樹到底是不是桑樹,老實說我也不是很有把握。因為不敢確定,我還想過要不要加點飼育組附帶的桑葉一起餵算了……。

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忐忑不安地過了一個晚上,當我看到被切成一公分小塊的葉子上,出現細筋般的咬痕後,真的鬆了一大口氣。我以後一定會好好照顧你們的!

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剛出生不久的蠶寶寶顏色和體型和螞蟻類似,因此又被稱作蟻蠶。source:wikipedia

養蠶的飼主也被蠶養

即使有像我這種粗心大意的飼主,被害得小命差點不保,牠們還是順利地不斷成長。在脫皮之前,蠶兒進入「眠」的狀態,有一至兩天的時間不吃不動,抬著頭保持直立。直到結束第二次脫皮進入三齡,體色又變成黑色。

自從我開始養蠶,每天都得早起切桑葉,還有清理牠們的糞便和吃剩的桑葉……被迫過著作息規律的生活。我小時候養的蠶通通都被我餓死,但是長大成了上班族,別的本領沒有,做得最得心應手的就是一成不變的庶務工作。看樣子,社畜和家畜的組合還挺合拍呢。

同時間一起養的鳳蝶幼蟲,不論我多麼用心照顧,牠們只會恩將仇報,每次看到我,都揮舞著臭角,用這個會散發惡臭的角狀器官恐嚇我。蠶寶寶就不一樣了,只要用桑葉蓋住牠們,牠們就很開心,很好伺候。牠們不像野生的鳳蝶,因為與人為伍,對蠶而言就是自然的環境。即使我忘了闔上瓦楞紙箱的箱蓋,也不必擔心牠們會逃走。直到結繭之前,橫跨在同伴身上,已經是牠們移動能力的極限。

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有時即使忙於加班,我還是會很介意「蠶寶寶要吃的桑葉好像快乾掉了……」,所以我會把園藝用剪刀塞進上班背的包包,方便有機會就補貨。只是每次一見到巡邏警員,我都有點做賊心虛,生怕自己舉動可疑。另外,在擁擠的電車裡,我也曾因為臂膀和穿著短袖的大嬸互碰,導致瞬間想到家裡的蠶寶寶而渾身打顫。蠶寶寶的身軀缺乏油脂滋潤,和蒼白冰涼、又帶點皺紋的歐巴桑皮膚簡直一模一樣。

觀看蠶寶寶吃桑葉的樣子,不論吃多久,牠們永遠保持單一的動作。牠們會先以呈合掌形的短短胸腳牢牢固定桑葉,接下來專心啃食。看起來很像小小孩埋頭猛吃紅豆麵包或御飯糰。牠們的頭部像量角器一樣慢慢劃出圓弧,以畫圓的方式啃掉柔軟的葉片。雖然說已經喪失野生的本能,進食的畫面還是充滿生命力。

藍色體液從薄薄的肌膚下隱約可見。牠們前進的模樣,讓我聯想起在高速公路上呼嘯而過,把路燈遠遠甩在身後的情景,充滿一股難以言喻的時尚感〈※3〉。我曾經花了將近一個小時,錄下牠們脫皮的過程。每脫一次皮,就增添了幾分氣質優雅的白。

到了終齡幼蟲的階段,下一步就是羽化。蠶一生大約可以吃下25克左右的桑葉,截至目前為止,牠們的進食量〈※4〉已經累積到一生中的八成,也就是20克左右。只靠當初發現的桑樹,已經無法供給足夠的桑葉。我帶著園藝用剪刀,早晚各一次去河邊替牠們覓食。不論是晨光中,邁著輕快腳步晨跑的跑者,或者夜晚在路上發酒瘋的醉漢,看到我這個可疑人物都會自動讓路,側身讓我通過。

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蠶寶寶的食量實在過於旺盛,害我每次經過加裝完善的保全系統的豪宅,望著枝條從院子伸出來的桑樹,忍不住都會產生幻覺。隨著警鈴聲大作,杜賓犬衝出來對我狂吠,淚眼汪汪的我不斷辯解「你誤會了……我也是不得已,因為我家的蠶就快沒東西吃了……」手腕被手銬銬住時,感到一股冰冷的觸感……。我敢說,如果蠶的終齡不是五或六齡,而是十齡,我應該已經淪為通緝犯了。

哲學家尼采曾寫過這麼一段話。

「與怪物戰鬥的人,應當小心自己不要成為怪物。當你遠遠凝視深淵時,深淵也在凝視你。」

當我的精神和生活都變得以蠶為重心,真的已經不知道是我在養蠶,還是我被蠶養。

蠶-2
蠶的終齡幼蟲。養蠶雖然可以獲得豐厚的利潤,但也很容易受到氣候、疾病、生絲價格下滑等因素影響,所以各地都有養蠶神的信仰。其中有名的是流傳於日本岩手縣遠野市的人馬一體之神「御白樣」。遠野的傳承園也設有「御蠶神堂」,在御白樣身上覆蓋上各種顏色的布,供人們祈願。

蠶寶寶與食用昆蟲的歷史

我和蠶寶寶還處於蜜月期,沒想到卻已經有人對牠們虎視眈眈。這個人就是昆蟲料理研究會的代表,也是號稱食蟲之王的男人─內山昭一先生。

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前一章提到的「吃蟬會」,就曾利用蠶寶寶的糞便,製作「蠶沙茶」。把蠶寶寶的糞便煮成茶,喝起來有一股桑葉的香氣,非常美味。不過,難道不能直接把桑葉做成茶,而不經過蠶寶寶嗎?我心存疑問,但是一時之間沒有想太多,所以就向內山先生透露「我家現在有養蠶」。

內山先生「真的嗎!蠶可是人間美味呢。把絲抽出來之後,蠶蛹是可以吃的。」
Mereco「呃……我是純觀賞啦,所以打算讓牠們長到成蟲。真可惜啊……」
內山先生「沒關係,成蟲也可以吃啊。放進平底鍋炒,還會有鱗粉掉下來,味道更香呢。真的超好吃的。」  Mereco「啊?」

之後,每次我和內山先生通電子郵件,他一定會附帶一句「P.S. 你家的蠶寶寶好嗎」,一副充滿試探的語氣。每次看到這句話,我的腦中都會出現這樣的畫面:我死命抱著家裡的蠶寶寶,對他大叫「你不要打我家蠶寶寶的主意啦!」

下列的敘述是我節錄內山先生的郵件內容。有興趣的讀者,不妨試試看喔!

蠶卵就像有「陸地魚子醬」之稱的地膚子(植物的果實之一,外型和口感都很像魚子醬)一樣充滿彈性,口感極為彈牙。請務必收集蠶卵,嘗嘗這道美味。可以用橄欖油醃漬,加點鹽調味。如果再撒點胡椒就更棒了。當作抹醬,抹在法國麵包片上吃,感覺更像魚子醬。

只要沒有毒,內山先生大概是來「蟲」不拒,什麼都敢吃。不過,吃蠶不是什麼新鮮事,且在昆蟲料理中擁有悠久的歷史。以蠶入菜,算是養蠶業的副產品,同時也是珍貴的蛋白質來源。在日本信州等盛行養蠶的地方,就有吃蠶的習慣。蠶蛹有一股特殊的絲味,所以通常都是和蔥花等佐料一起用醬油燉煮。

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這幾年,據說蠶寶寶也可望開發為太空食品〈※5〉。難道時代已經進步到我們可以坐在太空船裡,邊吃著用蠶寶寶製作的餅乾,眺望著窗外的藍色地球,遙想著蠶寶寶嗎?

夏季的結束與蠶之光

等到幼蟲的肌膚微微泛黃,從內部也透出光澤,而且開始爬行,代表牠們已經進入即將結繭的熟蠶期。為了準備讓牠們結繭的空間,我連忙用厚紙板製作格子狀的結繭架,但這只是飼主的一廂情願。牠們在各個地方結繭;有些在瓦楞紙箱的角落,有些結在同類的繭之上,甚至連在飼育箱旁邊的抹布皺摺裡都有蠶結繭。牠們晃著頭,拼命把絲送到絲質骨架上,在正中央結出一個橢圓的繭。

結繭的兩周以後,第一批的蠶終於羽化了。奶油色的身體,搭配倒三角形的黑色大眼,因為翅膀已經退化無法飛行,走起路來像小娃娃蹣跚學步。我想即使幼蟲有人不喜歡,但成蟲的模樣應該可以打動不少人吧!為了證實自己的猜測,我趕緊向谷歌大神查詢,輸入「蠶 成蟲」,結果跳出了「成蟲 可愛」,讓我對蠶兒的可愛姿色更有信心。

蠶-3
剛完成羽化的蠶成蟲(♂)。羽化時,會跟著排出蛾尿這種老舊廢物。雖然翅膀退化無法飛行,偶爾還是會有一些傢伙搞不清楚狀況,跌跌撞撞地逃出去,躲到窗簾後面釋放費洛蒙求愛。

在成蟲短暫的生命裡,牠們只有唯一一項任務。羽化後,雌蟲馬上抬起尾部,露出黃色的性費洛蒙腺體;雄蟲則不斷拍著翅膀,藉以吸引異性,讓我看得臉色大變。

「喂、你才剛『登大人』,現在就想求愛也太早了吧!」

宛如白色妖精的成蟲無視站在飼育箱前、一臉震驚的我,對於自己接下來要做什麼,完全瞭然於心。像是在嘲笑我「你在說什麼傻話」似的,雄蟲拍動著翅膀,慢吞吞的靠進雌蟲的身邊,貼住牠的屁股。

聽說牠們開始交尾之後,無法自行分開。又過了幾個小時,我下定決心,決定幫牠們分開〈※6〉。我用發抖的手拿起成蟲柔軟的腹部,輕輕地把牠們分開。

分不開。

再拉。

還是分不開。

我抱著緊張和恐懼的心情,在汗水和淚水齊發之下,再次鍵入「蠶 分開 方法」用谷歌搜尋。結果發現原來不能只用手拉,還得轉個九十度才能施力。「早說嘛!」我對著網路發牢騷,但這次總算讓牠們分離成功。

可惜好景不長。我不曉得牠們的基因是不是烙印著「交.尾」這兩個大字,剛剛才戰戰兢兢把牠們分開,兩隻又馬上結合。即使被我隔離,雌雄還是大抬屁股,雄蟲則翅膀拍個不停。我怎麼覺得自己好像化身為帶著竹刀的體育老師,站在畢業旅行下榻的飯店走廊,緊迫盯人,看看有沒有違法亂紀的男女學生。哎呀,我可是從來沒想過要當蟲的糾察隊!

放著不管,半天至一天過後,牠們就自然分開。對於「割愛是為了避免體力消耗」這段敘述,我沒仔細思考就直接執行,但仔細想想,其實養蠶,根本不必在意繁殖後代這檔事。如果蠶心甘情願消耗體力,那我就成「蠶」之美吧。

產下許多黃色的卵,成蟲的翅膀變得脆弱不堪,一隻接著一隻嗚呼哀哉。我的工作也只剩下一件,就是把死去的成蟲拿出來。

九月十日晚上,箱裡僅存的最後一隻雄蟲不斷拍動翅膀。不曉得是不是雌蟲殘留的費洛蒙作祟,讓牠靜不下來,但是牠無心拍動翅膀的模樣,在我眼中,竟有如風中殘燭。

蠶與人類的關係正在改變,換句話說,現在養蠶純粹是基於觀賞之用,但是我覺得蠶與人類生活的密切程度好像超乎想像,想到這點就讓我胸口一緊。以養蠶營生的人,或多或少也對自己的蠶有些感情。即使他們養蠶的目的並不是出於賞玩。

人蠶之間的關係,今後或許會變得愈來愈淡薄。如果大家不是為了製絲養蠶,而是純粹當作觀察或賞玩之用,不知會發生什麼樣的改變呢?蠶從野生動物變成家畜,接著像狗一樣,成為人類不可缺少的忠實夥伴。幾億年後,和人類一起登上太空的蠶發展出更高的智能,甚至會從太空船的窗邊和我打招呼「Mereco,地球今天的極光顏色超Q魯喲」……應該不可能吧……話說什麼是Q魯啊……。

在豔陽下揮汗收割桑葉的例行公事,即將告一段落。我突然覺得好落寞,闔上箱蓋的同時,我心中想著。

「謝謝你們陪我玩了一個夏天。」

註釋:

  •  ※1大約五千年前,在中國的黃河流域,開始有人利用野生蛾的繭。據說這是人類養蠶的起源。
    養蠶技術也隨著海外移民傳至日本,到了江戶時代,品種改良和製絲的機械化已經大為盛行。明治時期實行開國政策以後,政府為了賺取外匯而大力推動養蠶業。結果,養蠶業不但成為日本豐厚的財政收入,到了一九三○年代,日本更成為世界第一的生絲出口國。
    歷經戰後復興,養蠶業在五○∼六○年代迎接了第二次黃金時期。尤其是養蠶業盛行的信州伊那谷,一年養蠶的次數居然高達四次!到壯蠶期(四∼五歲),據說連母屋(住家的主要部分)都得讓給蠶兒,人只能睡在蠶室和沒有鋪地板的房間。之後,隨著現代化的腳步和化學纖維的流行,養蠶業逐漸走向沒落……。
  • ※2
    .蠶卵(25顆)
    .飼育手冊
    .免洗筷
    .消毒用酒精棉
    .清掃用的網子
    .桑葉(十天份)
    .飼育箱
    飼育套組內含養蠶的必備用品,價格是日幣兩千五百圓。只要從網頁下載申購書(PDF檔),即可用郵寄或傳真方式訂購。孵化的日期都經過仔細的調整,從五月到九月之間,有五個孵化日可供挑選。
    桑葉不夠時,也可以向他們繼續訂購,不過桑樹在住宅地區也很常見,不妨試著自己找找看。
    塩野屋HP(http://www.shiono-ya.co.jp/
  •  ※3我想我對時尚的定義肯定是錯到無可救藥的地步。但是大家如果期待一個來自九州大分縣的人,能夠具備正確的美感,我想我也很困擾。
  • ※4大家喝酒聊天時聊到自己喜歡的異性類型,偶爾會有男性表示「我喜歡吃東西時,一臉滿足的女孩子」。
    這時候,也不知道為什麼,這個人肯定會被大家圍攻「那你一定討厭胖子吧?」總之,看到蠶寶寶的吃相,我心中的感想是「我就是喜歡吃很多東西的你」。
  • ※5JAXA(宇宙航空研究開發機構)的山下雅道教授,致力於在宇宙從事農業的研究。據他表示,為了在太空方便攝取動物性蛋白質,蠶是極為受到注目的來源。
    有人也針對想去太空觀光,但是對蟲興趣缺缺的人,開發「健康蠶絲餅乾」,保證讓人吃了「好開心!好喜歡!吃了還想再吃!」。
    加了地瓜和豆渣的麵團裡,混入了油炸過的蠶蛹碎屑,最後灑上肉桂粉提味。撇開蠶蛹不談,味道吃起來和吉祥寺一帶的有機咖啡廳賣的餅乾,根本沒有兩樣。即使不去太空,也好想吃吃看噢!
  • ※6意即以人力介入,讓處於結合狀態的蠶分離。

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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。

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「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

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。

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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)

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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?

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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 。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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…

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【成語科學】抽絲剝繭:尼龍發明前的超耐磨繩材——柞蠶絲!
張之傑_96
・2023/09/13 ・1032字 ・閱讀時間約 2 分鐘

中國人是世界上最早養蠶的民族。根據可考的資料,至少有 5000 千年之久,難怪中國又有「絲國」之稱。

蠶是唯一馴化的昆蟲,所以稱為家蠶。人們長期養蠶,自然而然產生了許多和蠶或蠶絲有關的成語,譬如鯨吞蠶食、作繭自縛、抽絲剝繭、破繭而出、一絲不掛等等。讓我選擇「抽絲剝繭」作為樣本,來談談蠶繭和蠶絲吧。

圖/Wikimedia

蠶卵孵化後,吃著桑葉長大。經過三眠或四眠,開始吐絲結繭,把自己裹起來。蠶在繭裡化蛹,羽化後變成蠶蛾。蠶蛾從口中吐出鹼性液體,讓蠶繭一端軟化,就可以破繭而出,飛出去尋找配偶,產生下一代。

蠶結繭時,抬著頭不停地繞著身體吐絲。若非受到干擾,吐的絕不間斷,一根絲竟然長達 500-1000 公尺!人們養蠶的目的,就是為了取得蠶絲。那麼怎麼將蠶繭上的絲抽出來呢?

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抽絲時要把蠶繭放在水裡煮,讓蠶絲間的膠質溶化,然後找出絲頭,才能將每個蠶繭上的絲抽出來,最後只剩下已被煮死的蠶蛹。抽絲時,同時抽取好幾個蠶繭,撚成一股絲線,這個過程稱為繅絲。

蠶繭。圖/Wikimedia

繅絲時,絲得一根一根地抽,繭得一層一層地剝。成語「抽絲剝繭」,比喻由表及裡,細緻地分析,以發掘真相。讓我們造兩個句吧。

這宗刑案,經過警方抽絲剝繭,終於真相大白。

在我抽絲剝繭之下,這道數學難題終於解開了。

家蠶屬於鱗翅目、蠶蛾科。鱗翅目分為蛾類和蝶類兩大類,牠們是完全變態昆蟲,一生分為卵、幼蟲、蛹和成蟲等 4 個階段。蛾類和蝶類有若干差異,包括蛾類的觸鬚呈羽狀,蝶類呈棍棒狀;蛾類大多夜間活動,蝶類大多白晝活動。此外還有一個差異,就是蛾類會結繭;蝶類不結繭,牠們的蛹有個硬殼保護。

由於蛾類會結繭,所以除了家蠶,還有幾種野蠶可養來抽絲。最有名的野蠶是柞蠶,屬於天蠶蛾科,以殼斗科的植物為食。柞蠶起源於中國北方,現已傳播到韓國、日本、印度等地。篦麻蠶,屬於天蠶蛾科,起源於印度,現已傳播到中國、日本及義大利等地。

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這兩種野蠶都採野放的方式,也就是在野外飼養,結繭時到樹上採收。野蠶絲的織品,不如家蠶絲細緻,但堅韌耐磨。尼龍沒發明前,降落傘的繩索就是柞蠶絲製的。

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