美國加州旱象自 2012 年以來已持續三年，乾旱已經取代不動產市場以及交通問題成為矽谷茶餘飯後熱門的話題。加州人戲謔地以自家門前乾枯一片的草坪為榮，或是為翠綠的草地感到尷尬，並討論人工草皮在高溫下是否真的會臭氣難聞。儘管許多處理方法談不上什麼高科技，比方說把枯黃的草地染成綠色，然而，首波利用高科技對抗乾旱的方式正逐漸浮上檯面。

許多因乾旱而興起的相關產業雖然還不成氣候，但是長期致力於節約用水科技的公司在最近獲得越來越多的關注。一些早已存在的老方法也被重新提出與優化，例如 vizSafe－一套過去協助民眾張貼公告來警示鄰居犯罪、水災、火災的消息，以及尋人啟示的 APP，現在也加入「浪費水羞羞臉」功能，用於舉發浪費水的鄰居。

各式各樣能快速建構（Quick-to-build）的 APP 也在對抗乾旱的潮流中引領風騷。H2O Tracker 能讓民眾分析他們的用水量；Captain Plop 教導孩童節約用水的方法；Dropcountr 協助管理每個家庭的用水預算；Waterprint 則運用類似卡路里紀錄器的方式，除了算出實際用水，也幫忙計算生活中各項產品生產過程所需的水量。而在蘋果公司最近一次的發表會中，蘋果執行長提姆‧庫克（Tim Cook）點出許多目前熱門的 APP，其中一款便是針對節省家戶用水需求而設計。

繼 APP 之後，接下來登場的是各種省水小工具，美國的 Kickstarter  創意計畫集資網站上，就有設計團隊推出了加上停止出水按鈕的蓮蓬頭－雖然還是十分原始的設計，後來集資計畫也被取消，但更精巧的未來版本正在開發。未來的蓮蓬頭將能判斷你是否還站在水柱之下，進而決定是否停止供水。

另外，維護陽台與草坪上的花草樹木也經常浪費水，智慧灌溉（smart irrigation）系統因而吸引許多新創團隊投入研發。其中一組團隊發展出一個智慧灌溉控制器 Hydro，能結合觀測資料與網路上的天氣訊息決定澆水的水量；在另一個 Eve Ecosystem 計畫中，儀器能監測土壤中的溫度與濕度，再透過無線傳輸回傳數據，讓使用者能隨時了解自己庭院的狀況。雖然這些計畫的集資過程都失敗了，不過，由於目前所見的智慧灌溉系統都沒有考慮配合各地限制用水的時程表，未來還有許多更聰明的系統的發展空間。對抗持續不斷的乾旱噩夢，走在全球科技前端的加州也將迸發更多的創意省水想法。

（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫－智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所
審校：陳妤寧

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為什麼有些人吃不胖，有些人沒抽菸卻得肺癌，有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢？這一切都跟我們的基因有關！無論是想探究生命的起源、物種間的差異，乃至於罹患疾病、用藥的風險，都必須從了解基因密碼著手，而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上，DNA 解碼從 1953 年的華生（James Watson）與克里克（Francis Crick）兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構，闡述 DNA 是以 4 個鹼基（A、T、C、G）的配對方式來傳遞遺傳訊息，並逐步發展出許多新的研究工具；1990 年，美國政府推動人類基因體計畫，接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入，到了 2003 年，人體基因體密碼全數解碼完成，不僅是人類探索生命的重大里程碑，也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成，卻因為基因定序技術的突飛猛進，使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展，早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位，但無法排序；直到 1977 年，科學家桑格（Frederick Sanger）發明了第一代的基因定序技術，以生物化學的方式，讓 DNA 形成不同長度的片段，以判讀測量物的基因序列，成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求，出現了次世代定序技術（NGS），將 DNA 打成碎片，並擴增碎片到可偵測的濃度，再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速，且成本更低，讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對，解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤，也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面，儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因，但對於改善個體健康仍有積極的意義，例如：若透過基因檢測，得知將來罹患糖尿病機率比別人高，就可以透過健康諮詢，改變飲食習慣、生活型態等，降低發病機率。又如癌症基因檢測，可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測：前者可偵測是否有單一基因的變異，導致罹癌風險增加；後者則針對是否有藥物易感性的基因變異，做為臨床用藥的參考，也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者，基因檢測後續的生物資訊分析，包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等，對臨床醫療工作都有極大的助益。

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同，而不同族群之間更存在著基因差異，使得歐美國家基因庫的資料，幾乎不能直接應用於亞洲人身上，這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」（Taiwan biobank），希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起，中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」（TPMI），希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫，促進臺灣民眾常見疾病的研究，並開發專屬華人的基因型鑑定晶片，促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人，這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者，超過 99％ 是來自中國不同省分的漢族移民人口，其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫，其中，漢族的全部遺傳變異中，有 21.2％ 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因；3.1％ 的人有癌症易感基因，比一般人罹癌風險更高；87.3％ 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性，例如：若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型，醫生在開藥時就能使用替代藥物，避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰：個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門，但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上，存在著道德倫理的考量，例如：研究用途的資料是否能放在病歷中？個人資料是否受到法規保護？而且技術上各醫院之間的資料如何串流？這些都需要資通訊科技（ICT）產業的協助，而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言，建議患者做基因檢測是因為出現症狀，希望找到原因，但是如何解釋以及病歷上如何註解，則是另一項重要議題。

從人性觀點來看，在技術更迭演進的同時，對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生？回到了解病因的初衷，在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時，家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等，都是值得深思的議題，也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好，因此，基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統，以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡，將是下一個基因時代的挑戰。

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