科學月刊姊妹刊物
scimonth. com.tw
全方位視野 科技人關懷
1
創刊於1982年
科技報導 S c i Te c h
Reports
#475 2021.7月號 每 月 15 號 出 刊
公民科學
推動臺灣科學調查
本期與「公民科學發展論壇」合作，透過論壇一系列的演講 與討論，探討臺灣近十年來興起的公民科學（或稱鄉民科
學）風潮。它不僅是一般人業餘自發性參與科學，更能透過 大眾的參與加速科學家、政府機關的資料蒐集，推動生態、 環境調查的進展。然而，快速累積資料的同時也面臨如何讓 資料標準化、系統化的困境……（詳見11～43版）
32 公民參與環境生態保育 11 公民科學發展專輯引言
38 公民科學海報展
13 專題演講
44 特別報導
科學結盟： 透過科際整合處理全球入侵種問題
不只是科學，更是美學 用顯微攝影抓住每一個精彩瞬間
7
月號
25 公民科學與多元物種
科學月刊
落後的 COVID-19 疫苗 難進行三期臨床試驗，該怎麼辦？
︻紅火蟻大軍入侵︼上市！
18 公民科學最新發展
↓ 當期介紹請掃 QR code
04 焦點話題
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二○二一年七月十五日
科技智財
科技報導
SciTech Reports
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科技報導
焦點話題
落後的COVID-19疫苗 難進行三期臨床試驗，該怎麼辦？ 蔣維倫
泛科學PanSci專欄作家、故事專欄作家、udn鳴人堂專欄作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。喜歡虎
斑、橘子、白底虎斑和三花貓。
創刊於公元1982年1月 中華郵政北台字第1461號 執照登記為雜誌交寄 行政院新聞局登記局版台誌字第3034號 訂 閱：全年12期1000元 劃 撥：0018482-3 科學月刊社
隨著第一批完成試驗的COVID-19疫苗推出與大規模施打，研發進 度稍慢的幾組疫苗，卻面臨到難以進行第三期臨床試驗的困境。那 麼，在缺乏三期數據的情況下，科學上還有哪些方法能驗證疫苗的 保護力嗎？
主 辦：台北市科學出版事業基金會 出版者：科技報導雜誌社
三期臨床試驗，對疫苗開發而
BNT（pfizer-BioNTec）、莫德納
言，是證明疫苗保護力的重要根
（Moderna）、嬌生、科興、諾瓦
副總編輯：趙軒翎
據。這個階段多為隨機雙盲安慰劑
瓦克斯（Novavax）、國藥等。
編輯委員：王文竹 王伯昌 曲建仲
設計（randomised placebo-controlled
今（2021）年5月26日召開會
李精益 阮明淑 周鑑恆
trials），受試者將分為兩群，一群
議，世界衛生組織（World Health
林秀玉 林宮玄 邱韻如
注射疫苗、另一群注射毫無保護力
Organization, WHO）邀請在疫苗
的物質。受試者所屬的環境中原本
賽道上具備潛力，但尚未進行三期
高啟明 高憲章 張大釗
即有疫情，因此為潛在有病毒的環
臨床試驗的藥廠們討論「以免疫數
張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮
境，試驗的重點即在於觀察施打疫
值，取代三期臨床試驗」的可行
苗與否，是否能減少病毒的感染。
性。
發行人：張之傑 執行總監：趙軒翎 總編輯：林翰佐
江建勳 李武炎 李志昌
金升光 金必耀 門立中 紀延平 范賢娟 倪簡白
陳鎮東 單維彰 景鴻鑫 曾耀寰 程一駿 程樹德 黃正球 黃相輔 楊正澤 葉李華 廖英凱 管永恕 劉宗平 蔡兆陽 蔡孟利
目前已執行且取得三期數據的有 牛津（AstraZeneca, AZ）、輝瑞－
啊，那可以不做三期試驗了嗎？ WHY？
蔡振家 鄭宇君 鄭運鴻 韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 蘇逸平 特約編輯：陳亭瑋
廣告索引
為什麼接下來要做三期試驗 很難？
美術編輯：黃琳琇
貝克曼........................ 2
業務經理：李金穗
錫昌.......................... 3
業務助理：廖本翔
雙鷹.......................... 5
社 址：臺北市羅斯福路三段77號7樓
牟博科技..................... 10
電 話：(02)2363-4910
尚偉.................... 12.24.31
期臨床數據的疫苗，緊接在後的是
傳 真：(02)2363-5999
益弘......................... 15
E - mail：scimonth@gmail.com
日龍......................... 16
手握二期試驗成果，但尚未展開
印 刷：赫偉有限公司
元利儀器..................... 48
COVID-19爆發一年多，疫苗跑 道上分成兩群，領先群是已取得三
三期的疫苗，代表是越南的 Nano Covax、臺灣的高端疫苗等。
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然而，在各國紛紛取得領先群的 疫苗為民眾接種的現況下，那些尚 未進行三期臨床的疫苗有可能面臨
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焦點話題
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表一：具潛力但尚未進行大規模三期試驗的疫苗 候選疫苗名稱
研發地點
原理
狀態
AnGes∕Takara
日本
DNA
完成二∕三期試驗
Medigen
臺灣（高端）
蛋白質
完成二期試驗
Arcturus
新加坡
mRNA
完成二期試驗
ReiThera
義大利
腺病毒載體
完成二期試驗
「沒地方做三期試驗」的困境。 道德面來說，若科學家已擁有已 知效力的疫苗，仍讓受試者注射無 效果的安慰劑，並持續生活在有風 險的疫區，是不仁慈且不道德的 。 在人體試驗中，研究人員必須 秉持對受試者的最大利益著想。因 此，規畫COVID-19疫苗的三期臨床
［註］本表為簡列，類似狀態的疫苗在全球約有十數支。
［資料來源］Dal-Ré et al ., 2021; Zmmier et al ., The New York Times, 2021.
試驗，若仍讓受試者接受毫無效果 的安慰劑，恐招來非議，同時也一
甚至破萬的巨大壓力下，政府肯定
「願意接受他國疫苗對本國人民做
定會在輿論或政壇裡引起紛爭。
迫切期待疫苗援助，而不願允許未
人體試驗」的國家，將愈發困難。
現實面來說，站在執政者的角度
知療效的疫苗，對本國人民進行試
上述困境，不僅限制了研發較
思考。若國內每日新增病例上千、
驗。在此現實考量下，藥廠要尋得
慢的疫苗在他國進行三期臨床的可
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科技報導
焦點話題
行性，甚至於在母國亦有所困難。
為「AZ疫苗」和「候選疫苗」兩
若「候選疫苗」的免疫反應不弱
假設藥廠計畫在母國進行三期試
組，以雙盲的方式給予疫苗，在足
於（non-inferiority immunogenicity
驗，若國內無本土疫情，則不可能
夠長的時間下、整體感染者累積至
trials）被認定的標準值，則可推斷
進行；若國內有本土疫情，輿論壓
目標值後，再解盲確認AZ疫苗和候
該候選疫苗擁有合格的保護力。
力也會壓縮可行性空間，產生「怎
選疫苗的保護力比較，進而推斷候
麼可以用本國人民當小白鼠？」及
選疫苗的能力。
「我們需要疫苗，越快越好！」的
此設計的優點，是不用進行耗時 的三期試驗，僅需研究、定量二期
為了確保受試者的最大利益，
試驗受試者體內的免疫反應。不僅
在試驗中期、初步證明候選疫苗效
節省了大量的時間、金錢的花費，
力後，就應讓全體受試者都接受有
同時也為後續的COVID-19疫苗建立
新疫苗還是要研發，
效的疫苗（若候選疫苗無效，則須
了可信賴的標準。
效用該怎麼證明？
讓「候選疫苗組」受試者追加接種
然而，該設計的缺點是科學家必
然而，許多仍在研發的疫苗在實
「試驗國已授權」的疫苗；若有
須取得共識，何種免疫反應能代表
務抗疫策略上，有其重要性。因為
效，則無須追加），以降低受試者
COVID-19的免疫力？
這些步伐較慢的疫苗，在技術層面
因臨床試驗遭受損害的程度。
矛盾壓力。
上，有可能更適合中、小型國家生
此設計的優點，是在保護受試者
產（不是每個國家都能研發mRNA
權益和評估疫苗效力之間，取得妥
疫苗這種高超技術的疫苗），成本
適的平衡；不會有人因安慰劑而受
更低廉（國家的預算都有上限）、
害。然而，該設計的缺點是需龐大
更適合運輸等。
的受試者人數，可能數千或萬人，
由於COVID-19已經完全地深入 人類社會，在可見的未來裡，社區
而需數月到數年的試驗時間成本也 是令人卻步的門檻。
爆發群聚感染將成常態。因此「每 個人都要接種COVID-19疫苗」不 應是期許，而是一種要求。那麼， 如何讓這些難以進行三期試驗的疫 苗能完成驗證？科學上，有沒有可 能「不做隨機雙盲安慰劑的三期試 驗」，也能證明疫苗足夠有效呢？
免疫橋接研究初步探索成果 首先要解決的問題是，能否以初 始抗體強度，預測疫苗保護力？ 《自然醫學》（Nature Medicine） 在5月下旬發表了一篇論文，研究團 隊研究7種COVID-19疫苗的接種者 及康復者體內的抗體，了解其對病 毒的中和能力，試圖找出足以代表
免疫橋接研究
疫苗保護力的免疫反應。
另外一個做法，是針對疫苗引
研究團隊參考、模仿人類較熟
起的免疫反應進行驗證，也就是
知的疾病——流行性感冒，透過過
免疫橋接研究（immuno bridging
往已建立的數學模型，加上目前資
study）。
料較充分的COVID-19疫苗臨床數
要以免疫橋接研究的結果來判斷
據，得出一個相關預測模型，繪製
疫苗的效用，科學家必須先取得共
出圖一。該圖之Y軸為疫苗的真實
識，確認某種免疫反應，可有效保
世界保護率，而X軸是疫苗在接種
首先，一個做法是考慮採用疫苗
護人類抵禦COVID-19感染；再透過
者體內產生的抗體強度〔註一〕。
效用隨機分組試驗，也就是將「試驗
研究「普遍已認證」的疫苗們，所
圖上，紅色實線是團隊模擬後的
國已授權」和「候選疫苗」的pk。
產生的免疫反應，建立、換算出標
模型，橘紅底範圍是該模型的95％
準值。
信心區間範圍。該模型預測的能力
疫苗效用隨機分組試驗
以臺灣為例，可將受試者隨機分
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焦點話題
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似乎相當不錯；換言之，由一、二
舉例來說，以該模型計算，若候
而團隊利用該模型推算另一支印
期試驗的血清抗體強度數據，該模
選疫苗接種者抗體強度達康復者的
度的去活性病毒疫苗Covaxin，該疫
型就能預測疫苗在三期試驗的整體
20.2％水準，那麼就可預測該疫苗
苗的抗體強度為康復者的79.2％，
保護力。
在真實世界的保護力可達50％。
模型推測真實保護力為79.6％（95％
疫苗產生的抗體中和病毒能力與三期試驗保護力之關係
圖一：疫苗在一或二期臨床試驗中，產生之抗體對於中和原始株病毒的強度（設康復者血清抗體強度為 1），和其疫苗在三期試驗 中表現之保護力的比較。（資料來源：Khoury et al., 2021.）
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焦點話題
信心區間為76.2∼83.0％），而新聞
科技報導
模擬接種疫苗後，保護力衰退速度
稿的三期試驗保護力是80.6％。高 度吻合的數據顯示該模型有良好的 預測價值。 換言之，僅完成二期試驗的疫 苗，未來有機會應用該數學模型， 預測自家疫苗的真實世界保護力。 其次，打了疫苗，可以有多久 的保護力呢？要回答這個問題，科 學家也嘗試以初始抗體強度，預測 保護力衰退速度。前述的團隊也透 過康復者抗體的衰退資料（康復 者痊癒後250天的數據顯示，抗體
圖二：以康復者血清抗體衰退速度（前 250 天之數據發現，中和病毒的效價半衰
中和病毒強度衰退的半衰期約108
期約 108 天），推算疫苗接種後保護力衰退速度，可用於推測補打頻率。（資料
天），推測出疫苗初始保護力和衰
來源：Khoury et al., 2021.）
退的速度。
從抗體效力降低倍率，模擬疫苗對新變異株的保護力
如圖二，若疫苗的初始保護力約 50％（如：中國科興疫苗），大約 半年後，保護力將僅剩兩成。若接 種AZ疫苗（初始保護力約70％）， 則半年後的保護力降至約四成多。 若接種初始保護力約95％的疫苗 （如：莫德納），則半年後保護力 可能仍超過八成〔註二〕。 此衰退的模型，也將有助於推估 「何時要補打？」，藉此和民眾宣 導COVID-19疫苗的接種頻率，以決 定採購、衛教宣導等政策。 最後，面對病毒新變異株的威 脅，是否能透過數據了解到疫苗的 保護力呢？研究團隊也嘗試透過抗 體中和數據，來預測對病毒新變異 株的保護力。 依該模型計算，若實驗室發現 某疫苗接種者的抗體，中和新變異
圖三：以模型推算，若疫苗產生之抗體中和新變異株病毒的效力降至 2、或 5、或 10 倍時，疫苗原始的保護力與新變異株的保護力對比。（資料來源：Khoury et al., 2021.）
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株的效力降低5倍，那麼可利用模
疫反應才足以代表疫苗保護力？」
才足以代表疫苗保護力？」這個
型換算出對應結果：若疫苗原始保
抗體是夠好的標誌嗎？
問題。在RSV的案例中，儘管研究
護力為95％，則對抗變異株的保護
在回答這個問題前，讓我們看看
發現，呼吸道黏膜上的IgA抗體能
力將稍降至77％；若原始保護力為
另一個呼吸道融合病毒（Respiratory
抵禦RSV，但這仍無法保證接種實
70％，則對變異株保護力將驟降至
syncytial virus, RSV）疫苗的困境。
驗疫苗的受試者，就不會被RSV感
RSV是流行於全球的呼吸道病
染 。換言之，在不清楚何種免疫
32％；若原始保護力為50％，則對 變異株的保護力將剩不到10％。
毒。在美國，每年至少十萬人因 RSV病毒而住院，它主要感染嬰兒
可以只看抗體
和老年人；重症的年長者甚至有
預測疫苗保護力嗎？
5％的死亡機率。該病毒已經被發
反應，才能代表疫苗保護力的情況 下，藥廠被迫只能使用試誤法，甚 至只能招募受試者做攻毒試驗（可 控的情況下，自願感染病毒）。
現了超過半世紀，儘管它的危害龐
而《自然醫學》研究中，團隊之
大，但科學家始終無法研發出成功
所以選流行性感冒為模型建構的參
儘管《自然醫學》上的模型相當
的疫苗。甚至曾發生在三期試驗
考，是因為人類對該疾病擁有足夠
吸引人，並且推算印度Covaxin疫苗
中，疫苗接種者產生致命副作用，
的認知。多年的流感大流行累積了
的結果也相當精準，但科學家目前
導致重症、死亡的慘痛經驗。
豐富的數據，並且也有攻毒試驗留
關於這一點，科學界尚在討論 中。
對於免疫橋接研究仍未達成共識。 最大的障礙和擔憂，是「什麼免
最關鍵的原因之一，就是科學 界尚無法完全掌握「什麼免疫反應
下豐富的資料。透過前人對流感的 研究，科學界對於「什麼免疫反應 才足以代表流感疫苗的保護力」， 已有了較一致的定論〔註三〕。 但COVID-19才出現一年多，人 類對它仍非常陌生。在缺乏充足 的研究之下，對於「血清抗體中 和病毒的強度＝疫苗保護力」這 件事，沒有十足的把握。而美國 食品藥物管理局（Food and Drug Administration, FDA）亦在五月發 布通知，告知民眾，政府目前不建 議用抗體篩檢結果，做為個人免疫 力的判斷，也表示了現在科學界對 於「抗體＝保護力」此事，仍有疑 慮和討論的空間。 德國的mRNA疫苗藥廠CureVac， 於6月16日公布COVID-19疫苗的三
即便已經有數支 COVID-19 疫苗開始大量施打，然而這場疫苗研發之戰還未結束，落後的 疫苗將何去何從？（CC0）
期試驗數據，保護力僅47％，未達 預設的50％最低標準。 但該疫苗
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焦點話題
（CVnCoV 12 µg）在一期試驗的抗體中和病毒效價，數
而呼吸道疾病的疫苗還有另一項需注意之處：若
值和康復者血清相差無幾，皆為113；若以《自然醫學》
疫苗活化的免疫反應，偏向增加 IL-5 等發炎物質、
的研究而言，CureVac的疫苗保護力應介於AZ疫苗和俄
活化嗜酸性白血球（eosinophil）的TH2反應，則可
國的史普尼克疫苗之間。換言之，CureVac藥廠的實驗結
能在遭遇真正的病毒時，在肺部誘發嚴重的發炎反
果，說明「抗體中和效價＝真實保護力」論點，仍有待更
應，讓大量白血球浸潤在肺臟，引起肺臟損傷。上
多的思考。
述兩種疫苗的副作用，都曾引發重症、致死的案
三期臨床試驗，和一、二期有個最大的不同，在於會讓 接種者實際遇到病毒。
例。觀古鑑今，我們應該審慎考量。 COVID-19的免疫橋接研究是科學家必須要透徹
在疫苗史上，曾有少見但令人怵目驚心的致命副作用，
搞清楚的課題，因為COVID-19早已深入人類的社
如「抗體依賴性免疫加強反應」（antibody-dependent
會、絕不可能根除。理想的情況下，每個人都應該
enhancement, ADE）。指人體雖然對該病毒產生抗體，
要接種COVID-19疫苗，以保護脆弱族群（如：年
但抗體無法有效中和後續入侵的病毒，反而使病毒感染
長者、孕婦）。但許多仍在發展中的疫苗，已遭遇
細胞的效率增加、引發重症，最著名的例子是登革熱。
三期試驗的實作困境。我們只能期待科學界在效益
登革熱有四種血清型，感染某種血清型的登革熱且痊癒
和風險之間，用證據和研究思辨和討論，早日解開
後，體內抗體非但不能抵禦其他血清型病毒，反而更容
COVID-19更多的謎題吧。
易引起重症。
保持冷靜，繼續前進。 Keep Calm and Carry On. 〔註一〕抗體強度：將接種者血清，以不同倍數稀釋後，混入病毒。 再將上述混合物和細胞培養，檢視多少的稀釋倍數，還能保護細胞不 被病毒感染。最終所獲得的強度數值，來自於將接種者抗體的稀釋倍 數和康復者血清抗體稀釋倍數進行比較，康復者的抗體強度被視為參 考值 1。 〔註二〕不建議民眾用此模型選擇是否要接種疫苗。在疫情嚴峻的現 實下，能接種的疫苗就是好疫苗。 〔註三〕目前認為血球凝集抑制實驗（hemagglutination inhibition, HI ) 可推測疫苗的效力。該實驗是階段性稀釋抗體，觀察哪個稀釋 倍數的抗體，仍可中和病毒上的血球凝集蛋白（hemagglutination, HA）、避免病毒和紅血球表面的蛋白質結合。目前認為 1:40 的稀釋 倍數，可推斷此流感疫苗應有 50％的保護力。
延伸閱讀
1. Rafael Dal-Ré et al., Ongoing and future COVID-19 vaccine clinical trials: challenges and opportunities, Lancet Infectious Diseases, 2021. 2. David S. Khoury et al., Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic SARS-CoV-2 infection, Nature Medicine, 2021. 3. A Study to Determine the Safety and Efficacy of SARS-CoV-2 mRNA Vaccine CVnCoV in Adults for COVID-19, ClinicalTrials.gov.
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引 言
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公民科學發展論壇專輯 〈公民科學發展論壇〉於2020年
公民科學的普遍及進步，其延伸議
態保護」；邀請共19位橫跨學界、
8月28日於國立臺灣大學社會科學院
題與挑戰，例如志工培力、資料開
政府機構與公民團體的講者分享
梁國樹國際會議廳舉辦。論壇由科
放等也需被重視。
國內外公民科學的演進、資料準確
技部沙克爾頓計畫、教育部以及行
本論壇連結學術研究、產業、政
性、存放與可用性、科技的應用、
政院農委會特有生物研究保育中心
府與教育，嘗試回顧臺灣公民科學
國際與跨領域合作以及公民科學計
支持協辦。
的歷程以及近幾年的突破與瓶頸，
畫永續發展等議題。
近十年公民科學呈指數型成長，
並試圖開啟跨領域、跨部門之間的
針對公民科學的發展，國立臺灣
逐漸成為科學調查中重要的一環，
對話。一如科技部人文及社會科學
博物館研究助理方慧詩與國立臺灣
更被點名作為促進聯合國永續發展
研究發展司司長林明仁於開幕致詞
大學政治學系副教授林子倫解析臺
目標（SDGs）的途徑之一 〔註〕，
時所言，公民科學展現了民間充沛
灣民主化脈絡下公民科學的發展與
研究報告指出，公民科學已貢獻且
的量能，驅動科學的進步與發展，
分類，臺大政治學系副教授劉康慧
可潛在監測約33％的永續發展目標
而如何在不同利益相關者間共創願
則回顧近十年國際公民科學政策與
的指標。在臺灣，學界和政府長期
景是未來的努力方向。
趨勢。臺灣師範大學科學教育所教 授劉湘瑤梳理公民科學、科學傳播
致力於加強與公民的合作關係，為
論壇特別邀請美國地質調查局
因應公民科學的快速成長，臺灣的
（USGS）生物學家與資訊科學家
高等教育機構、科學團體、政府部
辛普森（Annie Simpson）視訊演
公民科學的個案與應用，國立臺
門也逐漸將公民科學視為一個重要
講，講題為「科學結盟：透過跨科
灣大學昆蟲系教授黃榮南與國立彰
的領域。公民科學於生物研究領域
際整合處理全球入侵種問題」。論
化師範大學生物學系教授林宗岐分
提供了一種可行且高效率的調查模
壇依循三大主軸進行，分別是「公
別報告臺灣入侵紅火蟻的防治困境
式，於環境保護方面則得以作為一
民科學最新發展」、「公民科學與
與對策，以及智慧手機於入侵紅火
種蒐集政策證據的手段，然而隨著
多元物種」與「公民參與環境與生
蟻偵測的應用。國立東華大學自然
與科學教育的歷程。
12 二○二一年七月十五日
資源與環境學系副教授楊懿如分享
科技報導
引 言 介紹鳥會組織與鳥類公民科學。
王豫煌報告研究資料寄存所的資料
如何將公民科學導入蛙類監測，以
再者，有關公民科學與科技的結
及調查標準化、資料公開分享與志
合，國立臺灣大學地理環境資源學
工培訓等亮點。特生中心助理研究
系教授溫在弘以登革熱與入侵紅火
本論壇亦邀請公民科學相關機構
員林大利以及陳宛均報告臺灣鳥類
蟻說明地理空間科技如何運用於環
團體參與海報展，介紹目前臺灣各
公民科學，如eBird在臺灣的歷程
境與健康風險監測，管理大數據並
地發展中的公民科學計畫，共展出
與未來發展；林德恩則討論路殺社
進一步解決政策困境。中央研究院
12張海報。本次專輯整理論壇講者
的鄉民科學方法；施禮正報告公民
資訊科學研究所研究員陳伶志報告
報告內容，以期提供數據及分析結
科學團體——慕光之城的資料庫建
微型空氣品質感測的資料分析與應
果給未來研究人員與專家參考，期
置。臺北市立大學地球環境暨生物
用，副研究員莊庭瑞針對公民科學
待此次論壇能為臺灣的公民科學匯
資源學系副教授陳建志分享亞洲東
與資料協作進行分享，而同院人文
聚起具系統性與科技整合的趨勢分
岸青斑蝶在地公民參與以及國際合
社會科學研究中心副研究員詹大千
析與學術成果。
作。國立臺灣大學森林環境暨資源
則說明公眾參與資料的解讀。國立
學系副教授盧道杰分享地理公民科
嘉義大學生物資源學系暨研究所助
學的社區發展與資源保育的應用。
理教授林政道分享iNaturalist在臺灣
中華民國野鳥學會副秘書長呂翊維
的推展經驗。臺灣生態學會理事長
管理和共享無人載具觀測及生態檢 核資料集。
〔註〕詳細內容可參考 Dilek Fraisl et al., Mapping
citizen science contributions to the UN sustainable development goals, Sustainability Science, Vol. 15(6): 1735-1751, 2020.
SciTech Reports
二○二一 年七月十五日
專題演講
13
科學結盟： 透過科際整合處理全球入侵種問題 講者｜辛普森（Annie Simpson）
美國地質調查局（USGS）生物學家與資訊科學家。
整理｜陳亭瑋
隨著國際貿易、交通越來越頻
則高達相當於新臺幣3兆7千億。不
這兩個平台利用選單，將輸入
繁，外來入侵種影響越來越大。外
過，其中最大的差別在於，地震難
資料標準化減少錯誤，對於小型
來入侵種是個全球性的問題，世界
以預測或預防，入侵種則可以做好
公民科學專案來說也非常適用。
各地的人都需要互相合作才能有效
預防。話雖如此，預防、應對入侵
iNaturalist更鼓勵在地社群加入，如
面對、適當處理。其實大部分的外
種的引入及影響，仍然是非常艱鉅
此一來，就有在地專家與專案小組
來種並不會變成入侵種，但相對少
的任務。
可以協助蒐集、分析資料。人數較 小的社群解散後，資料通常很容易
數的外來入侵種，就能帶來極大損 害。辨識哪些物種有可能變成入侵 種，幫助政府與經營者正確認知、 做好規畫，評估與排列優先物種有 害順序，需要分析生物資料。這 些資料多來自於各生物資料庫的累 積，而近年來，更有公民科學參 與，協助進行觀察與資料蒐集。 了解入侵種的重要性在何處？最 明顯的部分在於，入侵種會造成龐 大的經濟成本。全球入侵種每年造 成的損失佔全球GDP的5％，相當 於2017年全球GDP新臺幣2400兆， 就損失了近120兆，而臺灣當年的
重要的生物資料庫與平台 進行外來種防治、做決策需要 整合不同的資訊，進行有效比對。
丟失或無法取得，而加入iNaturalist 或eBird這些平台以後，即便社群 規模很小，還是能確保資料長期保 存。
為了解決全球入侵種資訊共享的問 題，國際資訊管理者成立了「全球 入侵物種資訊網」（Global Invasive
資料標準化與避免資料穀倉
Species Information Network,
對於管理規畫生物資料庫來說，
GISIN），彙整了各地資訊管理者
最重要的一點，就是蒐集的資料都
所提交的資訊。
需要標準化，才能有效與不同生物
隨著科技的發展，手機應用程 式已是生物學家與公民科學家時常 用來蒐集生物資料的工具。現階段 最盛行是iNaturalist和eBird這兩個
資料庫做整合。蒐集物種資訊時， 標準化資料可以減少錯誤率、增加 比較性。生物資料的標準包含提 供物種資訊的達爾文核心集標準
GDP為18兆。換句話說，該年全球
平台，同時有手機應用程式與線上
（DwC, 2020）、各地國際標準化
入侵種造成的損失超過臺灣總GDP
介面，觀察紀錄都以照片為基礎，
組織（ISO）訂定的時間、地理資
的6.5倍。
也利用人工智慧與群眾投入鑑定物
訊標準以及詮釋資料。詮釋資料是
如果以天然災害來比較入侵種造
種。iNaturalist的應用程式甚至有標
關於資料的資料，會提供資料集的
成的損失，則更為驚人。地震平均
記功能，可以在物種觀察報告中，
目的、內容、條件、蒐集方法。
每年在美國造成相當於1830億新臺
將一個物種標記為「入侵種」或
幣的經濟損失，而入侵種的影響，
「入侵種管理」。
資訊遵循同樣的標準時，就能累 積與整合。資料未標準化，或缺少
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詮釋資料說明資料蒐集的原因與方 法，都會使資料難以分析、利用， 甚至會因此造成資料流失、被排除 或詮釋錯誤。未標準化的資料，不 管是對人類或對硬體來說，要管理 都非常困難，也容易造成代價極高 的錯誤。 此外，在入侵科學進行資料管理 的時候，除了資料標準化，也有其 他議題需要處理。在資訊管理領域 常以「穀倉」（silo）表示一個資訊 管理系統的資訊無法與另一個資訊 管理系統自由交流。「資訊穀倉」 （或稱資料孤島）內部的交流很容 易，但穀倉與穀倉間的交流就非常 困難，甚至不存在。入侵種科學雖 是跨領域的學問，但仍舊存在資訊 穀倉，妨礙了資訊分享的效率。如 將資料儲存於資訊穀倉裡面，彼此 難以知曉對方做了些什麼，容易重 複做同樣的事情，白費力氣。 有鑑於此，2016年科學資訊管 理的相關會議上，訂定了幾項原 則，包含可查找（Findable）、 可取用（Accessible）、可交 換（Interoperable）、可再用 （Reusable）的「FAIR原則」， 為電腦可行動性（machineactionability）奠定了基礎。具備電 腦可行動性就表示，輸出端須利用 設備提供的資訊產生模型，並且能 夠自動執行。資料管理機構如美國
資料的FAIR原則 可查找：
‧資料與詮釋資料會被賦予全 球唯一且永久不變的識別碼；
‧資料有豐富的詮釋資料做描 述；
‧資料會被登入可搜索的資料
庫，例如Google或生物多樣 性的資料庫GBIF。
可取用：
‧資料與詮釋資料都可藉由識 別碼取得，且遵循標準、開
FAIR原則。
發展公民科學計畫，有強大的社群 進行科學合作，才能夠協助入侵種 議題的進展。啟動公民科學計畫， 重要的開始是創建實踐社群，讓參 與者互相分享成功經驗、一起解決 難題。 以下補充幾個創建社群的技巧： •提供培訓，提升參與者提交資 訊的價值：可以透過模仿遊戲 的培訓模式增加保留率、提升 學習樂趣。 •建立獎勵機制，增加參與動
放、免費、全球適用的通訊
機：對一部分的人來說，能夠
‧即便資料本身無法再取得，
強大動機。要設法鼓勵各種不
可交換：
與，提升整體能耐、專案完成
協議；
為科學刊物做出貢獻本身就是
詮釋資料仍可繼續被取用。
同背景、能力、興趣的人參
‧資料與詮釋資料使用正式、 可取得、共享、廣泛適用的
效率。 由社群互動為核心創建的公民
語彙呈現知識；
科學專案，對參與者的吸引力更
則。
的專案則可能獲得更準確的資料。
‧資料與詮釋資料遵循FAIR原
大、黏著度更高；由專業人士創建
可再用：
因此，這兩者能夠齊頭並進應該是
‧資料包含清楚、可取得的資
最佳做法。此外，參考、觀摩其他
料使用授權；
專案的營運技巧是很重要的，只不
也詳細記錄資料的來源以確
規畫相同，仍應盡量避免做別人已
‧資料與詮釋資料遵循使用者
以下以「入侵曲線」，說明公
‧資料與詮釋資料彼此相關，
過，公民科學專案就跟一般的專案
保品質與正確分析；
經做過的事情。
社群所接受的標準。
民科學的加入對入侵種控制的重要
資料來源：Wilkinson et al., 2016.
聯邦政府普遍採用FAIR原則，因此 科學資料要發揮用處，就必須符合
科技報導
專題演講
性。入侵曲線常被用以說明入侵種 於一地擴張的進展，每種生物的入 侵曲線都不一樣。疾病與昆蟲繁殖
發展公民科學計畫 架構完善的資料庫之外，還需要
速度非常快，曲線就會比較短、比 較陡；哺乳類繁殖速度比較慢，
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二○二一 年七月十五日
專題演講
15
因此入侵曲線比較長、比較緩。此
入，增加許多雙眼睛觀察，才有機
美國的入侵狀況；CitSci.org則提供
外，從入侵曲線可得知，隨著時間
會提早發現入侵種、提升撲滅的可
線上平台，促成新的入侵種發現社
流逝，入侵區域越來越大，控制或
能性。甚至只要受過完善的訓練，
群與公民科學網絡的建立。
撲滅的成本也會急遽成長，成功撲
公民科學家也有機會可以執行撲滅
滅的機會也隨之急轉直下。而公民
行動。
科學可以招募參與者，更早介入入
公民科學家可以協助偵測入侵
侵過程並採取行動，遠比科學家自
種、快速採取因應措施，因此能幫
己埋頭苦幹更具成效。
入侵種研究者、管理者很大的忙。
入侵種公民科學專案的 包容性 面對如入侵種或公民科學專案的 議題，想找出最有效、最符合成本
由入侵曲線看入侵種的控制，
舉例來說，美國新英格蘭地區的入
效益的解方，就一定得提到統整科
有兩個關鍵時機，一是物種被偵測
侵植物圖冊（Invasive Plant Atlas of
學。統整科學讓不同領域的科學家
的時機，二是公眾意識到問題的時
New England, IPANE），鼓勵志工
（例如物理科學、自然科學、社會
機。通常這兩者都發生得太晚，以
參與有害植物的偵測與移除；仙人
科學）一同解決跨領域的問題。例
至於入侵種難以輕易撲滅或從入侵
掌螟蛾發現與監測網（Cactus Moth
如美國地質調查局（United States
區域中完全移除。公民科學專案需
Detection and Monitoring Network）
Geological Survey, USGS）就成立了
要號召許多志工參與，因而能提
利用費洛蒙捕捉器等方式追蹤仙人
資料整合社群（Community for Data
高民眾的意識。有了公民科學家加
掌螟蛾（Cactoblastis cactorum）在
Integration, CDI）對所有人開放、
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成員多元。該社群對於有共同研 究目標的專案，提供交流平台和資 金，因而促進了科學的統整。 各個不同領域的專家都可以為入 侵種科學和公民科學貢獻所長： ‧生態學家：界定問題、提出可 能影響。
‧資料科學家（含程式設計師）： 建立資料系統、資料標準化。
‧經濟學家：衡量與模擬對經濟 的影響。
‧農學家：建立第一道防線，保 護農作物免於害蟲之禍。
‧遺傳學家：提供基改解方與分 析、協助辨識入侵種。
科技報導
專題演講 ‧心理學家：依據人類心理，提
多人為入侵種公民科學計畫籌措資
出最佳防禦作法，提高公民科
金，贊助單位就越容易注意到入侵
學專案的吸引力。
種的議題，越有可能提供資金，因
‧數學家：建構模型，預測入侵 種可能攻陷的地區。
‧社會科學家：招募志工、提升
此特別需要拉攏經濟學家、記者與 政府成為夥伴，助公民科學一臂之 力。
參與滿意度。
‧記者：形塑公眾輿論、號召參 與。
‧政府：依據專案發現研擬法
對入侵種公民科學專案的 質疑與反駁 在募集經費或推廣計畫時，入侵
規、提供政策與資金支持。
種研究與公民科學常面臨諸多質疑
不僅要招募不同專業的人才，也
挑戰。以下分別列出三點主要的質
要廣納不同類型的組織。政府、學 界、私部門之間都應尊重彼此的專 業，各自負責擅長的事務。有越
疑挑戰，以及其回應或對策。 針對入侵物種議題的主要質疑與 回應：
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專題演講
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1. 入侵物種科學定義不統一：
「入侵物種」如何定義眾說紛 紜。 回應：因此應統一名詞定義， 避免誤會。
2. 否認說（Denialism）：有學
者聲稱應歡迎外來物種，而非 移除。 回應：每年浪費GDP 5%處理 入侵物種問題並非上策。
3. 外來入侵物種研究的成效有限： 全球目前皆面臨入侵物種危
害，旅遊勝地與貿易重鎮的島 嶼尤深受其害。 回應：成功移除外來入侵物種
的案例雖屈指可數，但不代表 沒有成功案例，撲滅大島嶼的 老鼠、全球天花得到控制都是 成功案例。因此，我們應放眼 全球，並在地行動，任何一個 人都可以帶來改變。 針對公民科學的主要質疑與回
3. 志工流失率：一般而言，九成
•專案如何才能設計良好又符合
回應：少數幾位熱情的志工就
好的公民科學專案，可視為一個
的參與者提交不到十筆資料。
應： 1. 資料品質：資料品質參差不齊，
法規要求？
科學家以外的參與者所提交的
能提交上千筆資料，且單筆關
實踐社群。有越多雙眼睛幫忙監
資料品質可能有疑慮。
鍵的觀察紀錄，例如入侵物種
視，就越能及早偵測、預防外來種
回應：如規畫良好，公民科學
的第一筆紀錄，也能帶來驚人
立足或變成入侵種。入侵種科學與
成果。
公民科學都橫跨不同領域且重疊性
計畫可以產出高可信度、高品
很高，這是因為要有效控制入侵種
質的數據，甚至能與科學家所 提交的資訊品質相提並論。 2. 投資報酬：志工培訓課程所費 不貲，但志工往往半途而廢。
回應：訓練有素的志工可以提
供高品質資料，培訓有其必要。
結語 建立公民科學專案時，需要思考 以下幾個關鍵問題：
的引入和危害，需要整個社會的關 注與警覺。我們必須攜手合作、遵 循入侵種科學與公民科學的基本原 則、創建符合FAIR原則的專案，才
•對志工來說，哪些科學問題比 較重要？
能解決現今面臨的各種環境挑戰。
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公民科學 最新發展
科技報導
民主化脈絡下公民的科學參與： 臺灣公民科學的演進與分類 方慧詩
國立臺灣博物館研究助理
林子倫
國立臺灣大學政治學系副教授
方慧詩與林子倫以臺灣公民科學的演變與類型學作 為論壇的開場，指出臺灣歷史發展的複雜性提供了特別 的歷史背景，這與西方國家的公民科學發展是完全不 同的。藉由分析臺灣1970年代以來100多個公民科學計 畫，確定了四種類型，分別是： （一）科學組織，由機構專業科學家所領導，非組 織者希望去貢獻或培養下班後的愛好而參與，例如 臺灣新年數鳥嘉年華；
（二）環境倡議，一種基於社會運動的方法，通常 需要具有管理能力的非政府組織來執行，例如黑潮 海洋文教基金會； （三）社區建設，因為《環境教育法》的制定，通 常透過教育來增強當地的凝聚力並提高環境意識；
（四）科學家作為公民，展現專業人員的積極行動， 例如海龜點點名。
臺灣的社會環境和歷史事件揭示了一種模式，民主 的發展推動公民科學的發展，即民主化和政治覺醒是臺 灣提升公民參與的關鍵。自1987年以來，臺灣政府從統 治地位轉變為較工具性角色，促進了政府內部的開放性 和透明性，並與公民科學發展了互惠的關係，這種轉變 是臺灣公民能力增強的展現。
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公民科學 最新發展
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智慧手機運用在入侵紅火蟻偵測 林宗岐
國立彰化師範大學生物學系教授
林宗岐是生物分類學、生態學專家，致 力於臺灣入侵紅火蟻防治，經驗豐富。臺灣 的入侵面積在十年內從2007年的1萬公頃增 加到2017年的7萬5千公頃，其中桃園市和新 北市受到嚴重侵害。主要負責控制與根除入 侵紅火蟻的政府機構雖簡化操作流程，並提 供偵測、鑑定、防治、監測和解列的標準化 過程，但是在資源有限的情況下，需要讓公 眾參與管理工作，尤其是偵測和監測。相對 簡單的誘餌誘集法是將洋芋片作為誘餌放置 約30到40分鐘後取回，使研究人員、志工和 農民可以觀察是否有紅火蟻聚集，並使用入 侵紅火蟻應用程式蒐集相關資料。該應用程 式結合AI自動鑑定，能夠加快現有的驗證 過程，使防治任務能夠在早期階段有效地執 行。此展現了—早期偵測入侵物種是公民科 學的絕佳貢獻。 入侵紅火蟻應用程式的設計具有單一偵 測功能和簡單的流程：用戶將具有GPS座 標、日期和時間的可疑螞蟻照片直接上傳到 應用程式中，接下來用戶會收到鑑定資訊， 確認是否為入侵紅火蟻。為了確保AI偵測 的準確性，影像資料庫的建立至關重要。目 前已在資料庫中建立了約2萬個使用洋芋片 之誘餌誘集法的偵測影像。以處理60張影像 為例，相較於人工鑑定（90.2±1.5％；22∼ 25分鐘），AI的鑑定率（88.4±1.6％；56 秒）較低，但速度更快。林宗岐提到，入侵 紅火蟻應用程式的發展，需建立更全面的影 像資料庫。
20 二○二一年七月十五日
公民科學 最新發展
科技報導
公民科學與資料協作專案的經驗分享 莊庭瑞
中央研究院資訊科學研究所副研究員
莊庭瑞分享了在公民科學跟資料協作專案方面，與 行政院農業委員會特有生物研究保育中心、國立臺灣歷 史博物館、拾穗者文化等單位的合作經驗。他介紹了公 眾授權、協同創作、協同創作加上公眾授權的概念。協 同創作加上公眾授權的要素可包含： •參與者對其所提供的素材，對公眾釋出使用權利 •「允許衍生著作」與「相同方式分享」之必要 •參與者共同採用具以上條件的特定公眾授權條款 •認同該公眾授權條款者即可成為參與者 公民科學跟資料協作專案是一種流動性的協作方 式，它歡迎任何人隨時參與，並由此產生社會價值 。 舉例來說，318公民運動文物紀錄典藏庫、研究資料寄 存所、COVID-19圖片蒐集網、臺灣動物路死觀察網等 都有這類特質。臺灣動物路死觀察網普及公民參與科學 研究，促進環境教育。在資料的蒐集處理流程，從臉書 社團轉變為公民科學計畫網站，並正規化路殺資料庫以 供研究之用。由公民科學家所上傳分享的紀錄圖片則採 用CC授權方式，方便眾人再次使用。 莊庭瑞指出有一些問題仍待討論，例如利益關係者 的投入、面對權勢與市場力量的應對、軟體工具與技術 平台、資料流程以及資料品質等議題。
延伸閱讀 作者於2020年發表之論文
Anne Bowser et al., Still in Need of Norms: The State of the Data in Citizen Science, Citizen Science: Theory and Practice, Vol. 5(1), 2020.
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公民科學 最新發展
二○二一 年七月十五日
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公民科學：國際政策與趨勢 劉康慧
國立臺灣大學政治學系副教授
林以琳
國立臺灣大學政治學系研究助理
劉康慧分享國際文獻中公民科學的新趨勢，尤其是 科技發展面和公民科學的制度化。他提及近十年公民科 學之所以「很夯」有三個原因，首先，公民科學可以協 助解決科學和社會議題。再者，公民科學可以促進科學 教育的普及和公民參與，不只讓公民參與科學的產出過 程，也讓科學家透過與公民的互動來考慮其專業科學研 究與社會問題的結合。最後，近年來公民科學的發表文 章量以非常快的速度在增長，尤其是英國、美國、加拿 大、澳洲及歐盟，科研進步的國家不僅認同公民科學的 實質成效，也開始制度化的推動公民科學。 公民科學研究目前呈現跨學科、跨領域的發展。 對此，劉康慧指出三大議題。首先，就公民科學與科 技的關係，討論人工智慧與人工成果的結合，例如 OpenStreetMap作為一個整合公民力量和GIS的平台， 透過資料庫的結合，將數據轉譯為民眾生活中可以理解 的樣貌，也因此讓民眾看到科技知識的重要性。其次， 公民科學發展至一定程度時，政府將逐漸制度化地結合 公民力量。分析美國、澳洲與歐盟三個地區不同的制度 化過程，發現美國2016年「群眾外包與公民科學法案」 （Crowdsourcing and Citizen Science Act）說明了政府利 用法規系統性地推行公民科學；澳洲「昆士蘭公民科學 策略」（Queensland Citizen Science Strategy）則是由政 府協助成立公民科學團體，提供公民相關知識與制度來
持續推進公民科學： 1. 如何有效地界定人工智慧與群體智慧（collective intelligence）的角色？ 2. 若公部門欲使用公民科學資料，應如何標準化資 料準確性以及使用性？ 3. 跨部門合作日益增長的情況下，應如何制度化社 區夥伴關係（community partnership），並釐清個 人與公部門的權利義務關係？ 4. 為求計畫穩定推行，應如何將資金與技術資源形 式化？
保護自己的權利；歐盟則是利用基金的方式來支持公民
5. 放眼國際，我們應如何促進與國際平台的交流，
科學的發展，鼓勵公民科學家與歐盟的計畫合作。最
將本土數據與國外進行連結，並確保臺灣於國際
後，人工智慧的介入以及公民科學數據的普及使用衍伸
社群的參與？
的議題皆需被妥善回答，例如應如何制度化使用標準、 抑或是公民、個人的權利及智慧財產權和公部門本身權 利義務應如何界定。 綜上，劉康慧拋出七大問題供與會者思考未來如何
6. 公民科學的新趨勢、法規制定或是科技進步是否 能維繫公民科學的發展？ 7. 是否建立中心或是協會來支持、推進公民科學的 發展？
22 二○二一年七月十五日
公民科學 最新發展
科技報導
公民科學、科學傳播與科學教育 劉湘瑤
國立臺灣師範大學科學教育研究所教授
劉湘瑤首先談論教育領域中公民科學題材如何呈 現，他提及目前科學教育中以學校教育為主流，配合學 校課程教授學生科學知識，其次才是非正式教育如博物 館等。而談及公民科學與科學教育，就其所知，公民科 學亦會被學校納入彈性自主學習的課程內，換言之，目 前公民科學有機會可以被涵蓋於學校教育中。 劉湘瑤試圖釐清「科普」或「科學普及」名詞的 起源，並分析科普和公民科學的歷史，其在不同時期 所傳達的科學意向。最後說明科學傳播的趨勢已從 早期的科學普及，發展為公眾對科學的理解（Public Understanding of Science）以及當代公眾參與的概念。 科學普及是以大眾缺乏科學知識為信念，所建立的科
產製過程。
學知識傳播形式。公眾對科學的理解起源於英國皇家
至於近期提出的公眾參與科學的概念，可視為公民
學會的報告，關注對公眾推廣科學知識的的策略，並
科學的論述基礎，公眾參與計畫具有包容性，參與者主
探討人們如何獲得具體的科學知識並認識科學知識的
動從參與過程中獲得知識，且所有參與者都是平等的。
臺灣入侵紅火蟻防治之困境與對策 黃榮南
國立臺灣大學昆蟲學系教授
黃榮南為國家紅火蟻防治中心主任，他點出公民科
政府共同負責；民眾願意花費多少金額購買防治藥劑等
學對於對抗入侵紅火蟻（Red Imported Fire Ant）的重要
問題。有鑒於研究發現推進公民科學蓬勃發展的主因之
性，並提出以公民科學為手段來回應目前外來入侵物種
一為科技，問卷調查也納入實驗題來檢測線上互動式地
防治所遇到的困境，包含入侵紅火蟻的早期偵測技術、
圖是否會影響民眾參與火蟻防治的意願。
民眾普遍對防治方法的誤解、預算不足等問題。
黃榮南指出，儘管外來入侵紅火蟻嚴重區域目前仍
黃榮南亦分享團隊和臺灣大學政治系副教授劉康慧
侷限於北部地區，但臺灣負擔不起全島範圍的侵擾。至
根據澳洲昆士蘭州地區人口調查（2013），所設計的入
於火蟻防治，政府與公民應同時負起防治責任，而公民
侵紅火蟻問卷調查。問卷旨在了解臺灣民眾對紅火蟻的
參與防治工作或許可大幅提升防治入侵紅火蟻的效率。
認知程度，以及獲取入侵紅火蟻資訊的管道來源。同 時，問卷也測量民眾對於入侵紅火蟻防治策略的態度， 包括火蟻防治責任歸屬，應由政府負責，抑或是民眾與
延伸閱讀
Jonathan Silvertown, A new dawn for citizen science, Trends in ecology & evolution, Vol. 24(9): 467-471, 2009.
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公民科學 最新發展
二○二一 年七月十五日
23
亞洲東岸青斑蝶標放 在地公民參與及國際合作發展 陳建志
臺北市立大學地球環境暨生物資源學系副教授
的一隻蝴蝶；蘭嶼也曾於2006年與2007年再捕獲日本 飛來的青斑蝶。
陳建志以青斑蝶（Parantica sita niponica）案例討論
日本學者與愛蝶人士因此開始於冬季組團前往蘭嶼進
公民參與和國際夥伴的發展關係。他指出要產出可用的
行標放，此亦啟發陳建志著手規畫蘭嶼冬季生態旅遊的
資料，需有適當的培訓機制與資料品質把關，例如將
想法，希望在進行學術交流之餘，也能改善蘭嶼冬季觀
調查方法標準化。可以使用抽樣方法「標幟再捕法」
光慘淡的困境。為確保計畫的持續性以及推動在地化生
（Mark-Release-Recapture）來進行蝴蝶移動路徑的追
態研究，陳建志招募當地民宿業者、老師與志工進行標
蹤，或是納入專家學者參與調查，並根據相對應氣候等
放訓練，促進生態旅遊，也可達到物種保育、提升生態
條件修改調查方法，例如寒流期間不宜進行調查。
保育意識的效果。如此一來，青斑蝶調查可建立正向循
再者，有關跨國合作標放，陳建志分享與日本、韓 國的國際學術交流經驗。他指出青斑蝶是已知具有跨
環，在地志工培力後促進生態旅遊、觀光發展，進而推 行環境生態保育活動，達成調查與保育青斑蝶的目的。
海長距離移動行為的蝴蝶之一，隨著六月西南氣流，
然而，陳建志也指出執行面上有其困難，包括在地
臺灣的青斑蝶會飛到日本，十月中旬後的東北季風則
化培訓無法延續、前往蘭嶼的日本標放團減少等狀況。
會再將青斑蝶送往臺灣。自1997年開始與日本蝶類專
為此，他以澎湖保育為例，指出在地化與志工培訓的重
家合作至2020年間，臺日兩國團隊累計5隻臺灣標記的
要性，澎湖在地志工與老師在培訓後不僅積極參與青斑
青斑蝶在日本捕獲，80隻日本標記青斑蝶飛到臺灣。
蝶標放，學校老師更訓練學生進行科展，提升科學素養
其中，臺灣2013年10月時在澎湖再捕獲於同年9月標放
的同時，也協助蝶類跨國合作研究。
24 二○二一年七月十五日
公民科學 最新發展
科技報導
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公民科學與 多元物種
二○二一 年七月十五日
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地理公民科學在社區發展與資源保育的應用 盧道杰
國立臺灣大學森林環境暨資源學系副教授
地組織與居民開始採用空間資訊作為交流媒介以促進
蔡博文
國立臺灣大學地理環境資源學系教授
對公共問題的討論。通過地圖以微型地理單位記錄鳥
趙芝良
國立清華大學環境與文化資源學系副教授
種與數量後，團隊使用GIS呈現鳥類的分布、土地利用
董景生
行政院農業委會林業試驗所植物園組研究員
及產權關係。
林良恭
私立東海大學生態與環境研究中心特聘教授
鍾明光
國立臺灣大學地理環境資源學系博士
婁安琪
行政院農業委會林業試驗所助理研究員
此外，盧道杰說明應用當地空間資訊的地理公民科 學，彌合了在地知識與環境治理間的鴻溝，並為野生動 物保護區經營管理提供了重要資訊，且使無尾港文教促 進會等組織能夠參與保護區的治理。公眾參與地理資訊
盧道杰分享地理公民科學在社區發展和資源保護中
系統與地理公民科學兩者為保護區參與式治理的核心要
的應用。為了探索社區組織在參與式治理中的角色轉
素，其增強了人力資本（Human Capital）與鍵結性社會
變，並評估地理公民科學的賦權效果，盧道杰及團隊選
資本（Bonding Social Capital）。但連結地理公民科學
擇了無尾港文教促進會作為案例研究，透過向地方組織
與經營管理會耗費大量時間與精力，且在地知識的獨特
介紹公眾參與地理資訊系統（Public Participation GIS,
性可能使跨區的比較變得困難。除此之外，地理公民科
PPGIS）、自發性地理資訊（Volunteered Geographic
學中的資料品質取決於志願者自身的能力，目前尚無可
Information, VGI）與公民科學，參與野生動物保護區
靠的控制機制。
經營管理，並對地方組織進行培力。經過培力後，當
26 二○二一年七月十五日
公民科學與 多元物種
科技報導
鳥類鄉民科學在臺灣的發展 林大利
行政院農業委員會特有生物研究保育中心助理研究員
林大利主要分享臺灣鳥類公民科學的發展。他首先
而臺灣新年數鳥嘉年華監控過境臺灣與鄰近島嶼之
展示了臺灣繁殖鳥類大調查的貢獻，這不僅是臺灣首次
冬候鳥，特別是水鳥的狀況。志工團隊選擇連續24小時
以國家規模進行的系統性調查，亦為亞太地區第一個繁
對方圓3公里樣本區域內的鳥類進行計數，採用穿越線
殖鳥類調查案例。自2009年以來，每年平均建立257個
法（line transect）、群集計數法（counting flocks）與地
採樣點，匯集約228名參與者，對231種與104160個體鳥
區搜尋法（area search）等方法，並蒐集的資料發布於
類進行調查。此外，透過臺灣鳥類生產力與存活率監測
GBIF，而目前資料已發布於臺灣國家開放資料庫，並
評估繁殖鳥類的種群結構。於2009年開始，已建立6個
分享給國際水鳥普查。臺灣eBird在2018年上傳40096張
站點，68名志願者，調查了62種中1098隻的鳥類。
清單，全球排名第六。 臺灣國家鳥類報告夥伴關係於2013年成立，成員包 括多個鳥類學會、非政府組織、政府、賞鳥人和學術團 體。非政府組織負責協助訓練志工與管理；賞鳥人在野 外負責蒐集資料；而學術單位可以提供方法設計與資料 分析。至於政府機構則能運用以上不同角色所提供的結 果以擬定並執行相關政策，並提供所需經費。 總體而言，雖臺灣的鳥類調查數據資料豐富，然而 各不同公民科學計畫調查在資料蒐集上有其侷限之處。 首先，在地理範圍上，目前資料涵蓋的鳥種約為臺灣 86％的鳥類，像是在中央山脈上的鳥類就不易被觀察記 錄。雖從1970年代開始即有紀錄，然早期資料因不易取 得，因此相對資料量較少。另外，林大利提及各項鳥類 調查公民科學計畫皆須花費心力在培訓與管理志工，無 論是舉辦年會、出版調查資料相關書籍等。參與志工在 意的非物質上的報酬，而為其貢獻的心力是否得以幫助 到鳥類。 最後，林大利提到未來在公民科學家蒐集資料方面， 應考慮分析與納入可能需要的環境參數。另外，如何將 蒐集而來龐雜的原始資料，轉化為易於解析的資料亦為 重要課題。
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公民科學與 多元物種
二○二一 年七月十五日
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路殺社鄉民科學的方法可行嗎？ 林德恩
行政院農業委員會特有生物研究保育中心助理研究員
人。所幸路殺社透過前六年的推 廣，所蒐集的資料80％來自相對多 數（大約500多人）的民眾，此500 多人中有 200多人願意不斷地提供 資料。承接前述，有穩定提供資料 的人們存在，使得路殺社開始進行 下一階段，從被動接收民眾提供資 料，到運用科學系統化的調查方式 去研究，結果顯示臺灣的青蛙最容 易被路殺，此推翻過去資料顯示爬 蟲類為最常被路殺的動物。 路殺社經過推廣後，無論是在 資料量、提供資料人數都有大幅成 林德恩分享臺灣動物路死觀察網過去八年運作經驗
長，更重要的是，80％的資料從原先提供的500多人成
與下一階段之目標。該計畫於2012年開始，起初至2017
長至1000多人。為了確保資料正確性，路殺社亦發展方
年屬於推廣期，利用臉書社團招募對議題有興趣的民眾
法檢核資料，首先，透過開放資料的方式將照片和資訊
提供路殺照片和資料。然而，上傳路照片至社團中有其
放在網路上供大眾瀏覽，經瀏覽大眾回報可能錯誤後，
缺點，例如資料不全、照片品質不足等，所幸獲得協助
管理員再進一步查證。其次，管理員亦會針對每筆資料
開發出手機應用程式，讓公民科學家可以簡單運用手機
審核以確保完整和基本正確性。再者，透過類似物種分
上傳照片，並提供詳細資料如GPS、EXIF等。這個應
布的模式找出異常值，以比對出錯誤的資料。
用程式不僅有利蒐集更多資料，且資料的品質亦得於保
路殺社面對如此龐大的資料，在物種鑑定上遇到專
障，因此，資料量從最初2012年不到2000筆資料，到
家學者難以提供足夠協助的困難。因此，他們發展出線
2017年資料量成長至15000多筆。
上培育鑑定師的流程，訓練民眾成為鑑定師協助鑑定，
此階段最大個缺點在於，資料屬於機會型資料
發展至今成效良好。近兩年他們也將路殺社所發展出來
（Opportunistic crowdsourcing）。例如爬行類雖佔比資
的網絡資料蒐集模式、資料流動方式、資料庫結構進行
料例最高（35%），但無法因此確認爬行類是臺灣最容
模組化，讓類似物種調查的公民科學計畫使用，目前已
易被路殺的物種類群。因為所得到的熱點是「資料分布
經有四個計畫投入使用。路殺社下一階段的目標是讓社
熱點」，而非實際的路殺熱點。造成此結果的原因為調
區團體自行蒐集資料與決定調查範圍，並從資料分析的
查努力量（surveying effort）不同，此與其他80％公民
結果發現問題所在，以實踐參與式科學（participatory
科學計畫所遭遇的問題相雷同，蒐集資料來自極少數
science）的目標。
28 二○二一年七月十五日
公民科學與 多元物種
科技報導
淺談鳥會組織與鳥類公民科學 呂翊維
中華民國野鳥協會副秘書長
呂翊維在演講中主要討論臺灣鳥會組織和公民科學 的關係。首先，他介紹中華民國鳥會（Chinese Wild Bird Federation），這是由全臺21個鳥會與地方團體所 組成的聯盟，起源可追溯至日治時期一些日本與外國學 者的研究與紀錄。然於二次世界大戰後，臺灣曾有一段 鳥類紀錄的空窗期。直至1960年代，私立東海大學承接 來自美軍為了防疫需求而研究遷徙性動物的計畫，開始 訓練學生以記錄鳥類，開啟臺灣賞鳥的風氣。然臺灣當 時處於戒嚴狀態，成立社會團體不易，因此，自1970年 代解嚴之後，始成立臺北鳥會的前身。到1980年代，由 於鳥類常有跨國遷徙的特性，使許多相關事務須與國際 接軌，於是北、中、南三個鳥會共同成立中華鳥會（中 華民國鳥會之簡稱），並在1990年代，輔導全臺各地賞 鳥組織加入並成立地區鳥會，形成現今之規模。 談及鳥會與公民科學的關係，呂翊維提及鳥會承 接許多鳥類相關的公民科學計畫，並以其親身參與的 兩項計畫為例。首先，他提到中華鳥會線上資料庫， 此資料庫屬於亞洲相當早開始經營的鳥類資訊紀錄平 台，創立於1980年代，其中的資料可回朔至1972年， 這也是eBird資料可回溯至1972年的原因。而近期熱門 鳥類資料庫eBird，為美國康乃爾大學與奧杜邦學會於
啟，計畫內容為在每年冬天鳥友們會一同記錄鳥類，稱
2002年所創立，是全球最大、專為賞鳥人設計的資料
之為嘉年華則是因為希望賦與其輕鬆的印象，非僅沉悶
庫。其具有多國語言設計及手機應用程式，並可以讓
地記錄鳥類。
使用者上傳和下載資料，因此，廣受各國賞鳥人士歡
呂翊維在最後提及，無論是鳥類組織或是公民科學
迎。而自從eBird在2015年推出中文版後，臺灣使用者
計畫皆會遭遇人的問題，例如鳥會面臨鳥友高齡化卻缺
大幅提升，由此可見語言的易使用性對於推廣公民科
乏新血加入。而在鳥會與特生中心合作的公民科學計
學具有重要角色。
畫，則面對資料品質參差不齊等問題。不同於其他計畫
仿效過去1900年代聖誕節鳥類調查，臺灣曾經在
先有目的，再行訓練民眾加入，鳥友雖有賞鳥興趣，卻
1973年至1984年有度冬鳥類調查，無奈缺乏經費而中
不一定會願意接受訓練，因此，如何與鳥友溝通亦成為
止。而臺灣新年數鳥嘉年華則延續此精神於2013年重
一項課題。
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公民科學與 多元物種
二○二一 年七月十五日
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慕光之城—探索臺灣蛾類世界 施禮正
行政院農業委員會特有生物研究保育中心計畫助理
邱茂銓
行政院農業委員會特有生物研究保育中心
廖亭雅
行政院農業委員會特有生物研究保育中心
郭姿欣
行政院農業委員會特有生物研究保育中心
張智棋
行政院農業委員會特有生物研究保育中心
林旭宏
行政院農業委員會特有生物研究保育中心副主任
在演講中，施禮正介紹特生中心的蛾類調查研究以
訓練志工進行調查且將地點擴大。直至2014年，團隊運
及公民科學的推廣。特生中心從2005年開始在合歡山調
用過去多年累積的調查成果，成立臺灣飛蛾資訊分享
查蛾類，初期以標本採集為主，然此種調查方式不僅地
站，供大眾查詢相關資訊。近期也將調查範圍從蛾類推
點侷限在部分山區，蒐集的種類數量少，亦不足以代表
展到蝶類。
臺灣蛾類。2011年特生中心舉辦特展展示成果時，藉此
特生中心的蛾類調查架構主要包含三個部分：公民
契機成立臉書社團「慕光之城」，開始邀請民眾上傳蛾
科學（慕光之城和蛾類志工調查隊），蛾類調查（標本
類照片和相關資訊。2013年則成立蛾類調查志工隊，運
採集並數位化）以及科普推廣（科普文章撰稿、參加各
用與過去在合歡山調查的方式，以標本採集調查方式，
類活動推廣飛蛾資訊分享站、學校課程推廣等）。其中 在本次論壇中，特別以慕光之城社團的公民科學資料蒐 集經驗，作為分享主軸。 在慕光之城社團中，使用者可以協助上傳蛾類照片 與資訊，而團隊可藉此種蒐集資料。直至2020年8月23 日為止，社團已蒐集到超過35萬筆鱗翅目資料，包含65 科（佔臺灣現有79科的82.2％）、3343種（佔臺灣已知 5012種中的66.7％）。而慕光之城的成員截至目前為止 有超過8600位成員，其中約有38.7％的成員（3512人） 上傳資料至社團中，涵蓋地點則有9812個。2005年起團 隊在合歡山以標本調查等方式蒐集資料，所蒐集之資料 量不超過10萬筆，相比之下，開放公民自發參與所蒐集 的資料量相當可觀。團隊亦藉由這些資料，成立臺灣飛 蛾資訊分享站資料庫網站。 然而公民所蒐集之資料如何正規化，使資料能有效 利用，是團隊所面臨的大挑戰，然而團隊也仍缺乏人力 處理資料。除此之外，目前所蒐集到蛾類資料集中在北 部與幾個大都市，極可能和紀錄者所在地點與其所前往 地點有關，未來需克服資料過度集中部分地點的問題。
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公民科學與 多元物種
科技報導
運用公民科學進行臺灣蛙類監測 楊懿如
國立東華大學自然資源與環境學系副教授、臺灣兩棲類動物保育協會理事長
楊懿如表示，蛙類的外溫動物本質可作為重要的環
至於資料開放與數據品質控管，調查者上傳後的資
境指標生物，而全球約8000種兩棲類中有近41％瀕危，
料經研究人員二次確認才能成為有效資料，並對外公
且大多是人類活動造成。其中問題關鍵需長期的監測才
開。此外，協會更開發應用程式，建立數位蛙類圖鑑，
能解答，故對問題的覺知相當重要。楊懿如從過往經驗
使用者將可透過座標獲得即時性的查詢結果。而為鼓勵
指出，單靠研究團隊進行監測的效能遠遠不足，因此須
民眾進行定點調查，也舉辦蛙調大賽，並使用系統化的
借重志工的力量提升調查效能。
調查方法，以確保調查過程無誤。
楊懿如的志工培訓計畫除了環境監測外，也期望同
再者，楊懿如指出協會亦有進行外來物種調查研
時提高公民的兩棲類知識以激起保育意識，然而此公民
究，以斑點樹蛙為例，起初為志工發現通報後，始促進
科學模式也面臨了資料嚴謹度及正確性的挑戰。為此，
相關的調查。與此同時，訓練志工系統性之調查方法，
楊懿如與團隊從志工培訓著手，例如開辦實體培訓課程
並搭配方格系統和GIS，以調查外來物種之擴散狀況。
或設計數位線上課程。在線上課程部分，以知識課程為
團隊就調查出斑點樹蛙擴散範圍從44.8％大幅上升至
主，例如教育志工如何分辨蛙類叫聲等；而實體課程則
63.2％。楊懿如因此強調公民科學的執行需給志工明確
主攻調查方法的標準流程培訓。培訓的目的不僅是知識
的指示及標準化調查流程。簡言之，協會的最終目的為
的給予，也期望培訓完成的志工能加入志工隊，志工間
希望透過一系列的活動參與和培訓，養成公民科學家。
彼此支持。
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32 二○二一年七月十五日
公民參與 環境生態保育
科技報導
eBird:：賞鳥活動與公民科學的結合 陳宛均
行政院農業委員會特有生物研究保育中心助理研究員
陳宛均分享eBird的進程以及其資料的重要性。隨著
題，若再往下以1x1公里的格子劃分，則可以看到eBird
科技的蓬勃發展，智慧型手機的發展，以及相機與GPS
資料大概涵蓋了 臺灣面積的26％。目前也嘗試用eBird
的搭載，許多應用程式隨之出現，而eBird的應用程式
資料來處理光電議題，期望藉此盤點適合布置太陽能電
則是極為出色的一項開放資料分享工具。回顧過去的
板的地方。從最早布袋鹽場的太陽光電議題，當時政
50年，eBird的40萬筆資料是來自中華鳥會，而2015年
府決定於此蓋大約300多公頃的太陽能光電板，但布袋
eBird臺灣上線後，便開始以每年8萬筆的資料量快速累
的水鳥資源相當豐富，因此在利用eBird的資料進行水
積。臺灣人的社會參與相當踴躍，於全球250幾個使用
鳥評估後，提出將開發區域下修至100多公頃的修正方
的國家中，臺灣以五年的時間衝入前十名，現在穩定居
案，由此可見特生中心可以擔任提供或揭露更多的生態
於六、七名之間，相較於哥倫比亞及巴西等賞鳥大國，
資訊給政府的角色。
臺灣快速的資料累積是有鑒於社會的公民參與。 eBird為現在全世界最大的野生物開放資料的來 源，並由美國康乃爾鳥類學研究室（Cornell Lab of Ornithology）維護，於臺灣相似的存在為特生中心維繫 的臺灣生物多樣性網絡（Taiwan Biodiversity Network, TBN）。TBN介接了全臺的開放資料，現今作為臺灣最 大的生物多樣性入口網，目前有近千萬筆的資料提供開 放授權下載，同時也鼓勵NGO、研究團體或個人觀察 者與特生中心合作將資料開放。 然而如此多的開放資料能回答什麼問題？2017年時 康乃爾團隊認為此些資料主要能回答兩方面的問題， 一是科學研究，二是保育行動。eBird之所以能夠回答 這麼多問題是源自於背後的AI模組，此AI模組會藉由 經驗法則判斷是否對該資料提出警告資訊來讓審核人 （reviewer）核實，核實機制與資料視覺化便能開始回 答許多問題。但對於研究而言，尺度的問題相當重要， 像是部分賞鳥人來臺灣各地賞鳥，卻將所有資料記錄於 臺北單點的狀況，也體現出了資料探勘（data mining） 的必要性。 此外，於eBird平台的介面上， 每一個格子大概是0.1 度，如此大的區域跨度無法回答我們所關心的環境問
最後，陳宛均亦希望透過各種活動、團體的參與讓 資料增加與數位化，並能放至eBird或TBN等平台開放 使用。
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公民參與 環境生態保育
二○二一 年七月十五日
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微型空氣品質感測的資料分析與應用 陳伶志
中央研究院資訊科學研究所研究員
情可行（enable），對此，陳伶志所屬的團隊對市面 上的低成本感測器進行了多次的評測，並做出一個實 體示範以向大眾證明計畫的可行性。下一步則是授權 （empower），授權的目的是為了讓技術擴散，避免過 去學術界中常見遮掩部分資料才釋出的風氣，團隊選擇 讓技術與資料全面授權開放，可以降低進入者門檻，並 讓技術能快速複製擴散。現在，相關廠商在市場中一定 得跟上資訊開放的標準，並讓系統的資料上線，達到一 加一大於二的效果。最後一個概念是參與（engage）， 透過與LASS（Location Aware Sensing System）社群 的合作，以及前瞻基礎建設計畫的支持，一路來拉攏群 眾參與；為了延續群眾的熱情，則需利用資料分析來讓 群眾了解其背後的價值。但至今陳伶志認為目前的資料 分析，還需要更多跨領域專家的對話，才能夠去回答所 有民眾所提的問題。 時至今日，陳伶志的經驗也給予了政府在推動前瞻 基礎建設的民生公共物聯網一些技術輔助，像是在計畫 起步前期面臨的快速成長，需要特別注意系統初步的設 計，以免系統未來運作會出現問題。此些經驗的傳承相 當珍貴。此外關於資料品質的問題，此計畫則是引入一 些資料分析理論，對部分問題資料進行標記，以提醒使 用者注意。 有資料後，下一步則是預測及利用，目前利用資料 陳伶志這次主要分享微型感測器在臺灣的推動進
來預測空汙狀況，以提供民眾進行戶外活動的建議，與
程，特別是關注PM2.5對空氣品質的影響。過去臺灣的
其他研究社群合作進行學術研究，以及與環保局合作進
空氣品質監測，基本上倚賴環保署的空品監測站，然而
行數據校正，並利用校正結果來取締工業區的空汙。在
全臺大約只有80個站點，每站之間距離兩三公里以上，
過程中，空氣盒子從一個簡單的民間計畫成長為公私協
促使團隊思考利用微型感測器來執行空品感測計畫，以
力的智慧環境治理，未來也將持續成長。最後，陳伶志
求得到更細微、更精確的空品資料。
認為開放的本質是一路走來始終如一，並利用資料來回
該計畫的發展主要涉及三個概念，第一個是使事
答真實的問題。
34 二○二一年七月十五日
公民參與 環境生態保育
科技報導
地理空間製圖技術作為資料整合平台 溫在弘
國立臺灣大學地理環境資源學系教授、系主任
溫在弘分享公民科學如何讓時間與空間資料於紀
革熱屬於病媒蚊傳播，因此需要合適的生活環境。最後
錄、開放、分享後與外部資料進行疊合，以及疊合後所
則是人，因為有人才會有疫情產生。綜合上述因素，我
產生的部分問題及延伸意義。溫在弘以登革熱及入侵紅
們可以推論具有何種環境特徵之都市會成為本土疫情爆
火蟻兩個例子進行經驗分享，前者是如何藉由登革熱的
發的地點，同時只要移除三者任一，即可避免本土疫情
點式時間、空間資料來與外界資料連結以產出豐富的結
的爆發。
果；後者則是討論國家紅火蟻防治中心如何將資料產製
首先，從境外移入著手，藉由國際共通的資料開放
成紀錄，並與外部資料結合後，了解紅火蟻的擴散趨勢
平台可得知各國不同傳染病的爆發狀況，接續將疾病資
及影響因素。
料疊加上航空網路進行製圖，更可以藉由城市與城市間
促使登革熱的疫情爆發有三個因素，分別為境外移
的來往以推估出該城市的風險數據。其次，從地理環境
入、環境及人，當此三項因素同時成立時會帶來疫情的
方面著手，第一個關注的為適當的溫度及雨量，藉由全
爆發。首先，境外移入如火種一般傳入我國。再者，登
球溫度及雨量分布資料，我們可以預估疫情爆發的嚴重 性，再將氣候資料疊合於空間地圖上則有助於我們對於 疫情的發展有更好的洞察力。第二個在雨量的部分，臺 灣通常都會以清除積水，避免孳生病媒蚊的方式著手， 但從實例中我們可以發現很多孳生源都分布於天花板或 樓頂等無法被肉眼察覺的地方，此部分則嘗試利用氣象 報告中的雷達回波圖將降雨分布與衛星影像疊合，以求 更準確掌握積水狀況。 除此之外，溫在弘分享入侵紅火蟻的例子，藉由紅火 蟻防治中心長期監測資料，可以得知每一範圍中紅火蟻 入侵的嚴重程度，因此團隊嘗試利用該資料去定量分析 每一年紅火蟻在不同情況下的擴散狀況。藉此團隊定量 出一個距離，不論三年間的變化，只要當一個點出現紅 火蟻，則近600公尺內的土地都會發現紅火蟻的足跡。 從以上各經驗中可以得知，倘若我們整合多重的資 料來源，不論是從公民科學方面所得之數據，或是從開 放資料平台蒐集到的時間及空間數據，配合遙測影像或 土地利用調查資料，可以得出夠完整的分布模式。亦可 在掌握更多變項的同時，利用變項間的相關性發展出更 多更新穎的政策手段。
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公民參與 環境生態保育
二○二一 年七月十五日
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以研究資料寄存所管理和共享 無人載具觀測及生態檢核資料集 王豫煌
社團法人臺灣生態學會理事長
莊庭瑞
中央研究院資訊科學研究所副研究員
李承錱
中央研究院資訊科學研究所
王家薰
中央研究院資訊科學研究所
顏漢偉
GRID Computing Center of Academia Sinica
林誠謙
GRID Computing Center of Academia Sinica
王豫煌分享公民團體如何利用無人載具進行環境觀 測。公民團體在關注環境開發議題時，經常面臨到的問 題是缺乏證據，而有鑒於無人載具日漸普及且成為消費 級工具，成為公民團體自行蒐集資料的工具。 利用無人載具進行航拍的流程，基本上是先利用行 動裝置應用程式連接無人載具獲取影像，再利用雲端或 個人電腦的軟體計算出正射影像等，最後再將資料進行 分享。公民團體基於預算考量，目前會使用一些免費或 低成本的應用程式進行航線規畫，最後產出的正射影像
讓民眾透過Google的Dataset Search來連結至相關的資料
會是遠高於衛星影像的高解析影像。即使公民團體不熟
集。目前無人載具航拍影像尚處在一個較節省經費的
悉地理資訊系統（GIS），仍可以利用Google Earth的地
狀況，可以利用WebODM軟體及中研院網格計算中心
圖圖層套疊查看地表現況，或是為了進一步了解地表高
的計算資源來產製資料，隨後使用者再藉由depositar、
度深層的變化，可以利用3D點雲資料，所得之地表高
OpenAerialMap（OAM），或者透過連結Google Dataset
度標記特別有助於了解生物棲地。
Search來獲取資料。
考慮預算限制，開放原始碼的OpenDroneMap軟體
最後，在公民團體對土地開發和溪流狀況的監測
是個好工具，在網頁平台上，則可以使用WebODM。
下，王豫煌發現目前有許多公共工程，特別是前瞻水環
王豫煌便是將WebODM架設於中研院的網格計算中心
境建設，雖然政府有要求進行生態檢核，但經常沒有認
的平台上，並藉此對溪流進行長期的監測，並產生正
真落實，因此公民團體也實際參與並將航拍影像資料整
射影像。為了讓資料被更多人使用，王豫煌將資料發
理成生態檢核資料集。此外，各市政府也有在進行類似
布到分享高解析無人載具航拍影像的OpenAerialMap
的工作，像臺中市政府及苗栗縣政府也有做相關資料集
平台，以求更多的觸及。飛行專案的資料並不僅限於
的整理。最後，王豫煌認為現在公民團體有很多工具可
正射影像，亦有航線規劃、其中的流程等，此些詳細
進行長期且大量的資料蒐集，並進行進一步的整理，讓
的資料王豫煌團隊則是寄存在中院研究資料寄存所平
大家看得到、拿得到，因此期望政府也能同樣地做好資
台。此平台讓公民團體可自行於平台發布資料，亦可
料的管理及開放，讓我國的開放政府做得更好。
36 二○二一年七月十五日
公民參與 環境生態保育
科技報導
iNaturalist—臺灣推展經驗 林政道
國立嘉義大學生物資源學系暨研究所助理教授
林政道主要分享兩個部 分，一是介紹公民科學的背 景及在臺灣推動iNaturalist 的原因，二是目前推廣 iNaturalist的現狀。過去在 蒐集鄉民科學資料時，會先 界定研究主題，透過鄉民以 拍照及記錄相關資訊的方式 協助資料的蒐集，最後進入 資料分析及解讀的階段。然 而過去用社群平台蒐集資料 的作業較為複雜，因此提出 使用以記錄生物多樣性的鄉 民科學平台——iNaturalist來 蒐集資料。 以臺灣57萬5千多筆的 可證實之觀察紀錄來說， 相較他國的資料量是非常 豐富的，與亞洲最早推展 iNaturalist的香港相比，臺 灣有其兩倍觀察資料量的傑 出表現。紀錄資料量最高的為兩棲類及爬蟲類動物，在
翻譯是推展過程重要的一環，由於iNaturalist平台多
iNaturalist上的可證實觀察紀錄就有42種，涵蓋近95％
以英文為主，許多生物名稱會用學名或英文來呈現，對
臺灣物種名錄（Taiwan Catalogue of Life, TaiCOL）中所
於非英語系國家是一大挑戰。因此，iNaturalist邀請志
收錄之物種，而較難觀察到的哺乳類動物也有約70％。
工一同進行專有名詞翻譯工作，目前以手機系統觀之，
林政道團隊不僅在Facebook上的iNaturalist社群會設計
臺灣iOS系統翻譯比例已高達90％以上。此外，舉辦演
一些學習單元，亦有鄉民自主發起的專案。臺灣推展
講及工作坊也能讓更多人了解該系統於鄉民科學研究上
iNaturalist的經驗可分為三階段，一是2017年10月開始
的應用，後續林政道團隊將建立結合iNaturalist與生物
利用課程來推動，再來是拓展到非營利組織與各級學
多樣性的主題之教學文件，以符合探究式教學。
校，更在2019年4月舉辦城市棧道大挑戰時達到高峰， 並維持每個月大約一萬筆上下的紀錄。
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公民參與 環境生態保育
二○二一 年七月十五日
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如何解讀公眾參與的資料 詹大千
中央研究院人文社會科學研究中心副研究員
詹大千過往較多研究的是空氣汙染以及傳染病的監
料品質的方式，藉由跨團體、跨政府層級的合作，皆能
測。其中，傳染病監測本身較為敏感，資訊不能任意被
提升資料的準確性。第四則是警報與行動，如地圖等資
發布否則會造成社會恐慌，所以他把資訊的傳遞對象改
料視覺化的呈現，可以讓利害關係人與夥伴間進行一個
為診所醫生，透過看診的過程來進行資料的紀錄。詹大
有效的合作，例如有關健康的範疇，就會期望能將風險
千也同步分享在第一線記錄資料時，需要關注的細節。
降低。最後一點為資料整合，要讓資料好利用、好搜
分享主要有五大重點，一是定位準確性，大家可以
尋，代表資料要能開放大家使用，因此要把影音、數據
透過地址、Google Map或是OpenStreetMap等工具來進
或文字資料等整合起來。例如之前推出「全面攻蚊」應
行定位，但許多地方如公園綠地並沒有確切定位，所
用程式的環境報馬仔，就是希望公民團體利用打卡機制
以基本上要依靠GPS。然而，GPS也存在著誤差，導致
通報經緯度，並連結一些開放資料來進行整合，或依地
一些使用者誤用，因此我們可以利用空間結合（Spatial
理圍欄（Geo-fencing）來對民眾進行提醒。
Join）的技術進行交叉分析，對有誤的資訊提出警告。
最終，詹大千期許可以建立起一個循環，在資料的
二是資料品質，很多時候假資料會有意或無意被製造出
生產及蒐集之外也做到品質的控管，並進行資料的傳
來，使用時就要更為注意，檢查監測的機器有無故障與
播，最後產生實際行動。如此的循環將能提供源源不絕
校準，並搭配上傳資料後的審核機制和數據校正，將確
的資料，促使大家願意使用與貢獻。
保資料的可信度。三，外部校準及合作也是可以提高資
38 二○二一年七月十五日
公民科學 海報展
科技報導
本次論壇邀請公民科學相關組織參與海報展，共12個單位響應，分享相關公民科學計畫。
共尋濕地中的凌波仙子—菱角鳥大調查 展出單位｜社團法人台南市野鳥學會 水雉是棲息於淡水濕地的水鳥，會在浮葉植物上繁殖和育雛。 臺南的官田、下營等地因種植菱角，成為水雉繁殖的環境。然 而，由於農民施用顆粒狀毒餌，易使水雉在內的鳥類誤食而亡， 造成生存危機。2014年開始透過田間巡守與開展公民科學調查水 雉族群，讓更多人參與、了解和協助保育水雉族群。 為了瞭解水雉在繁殖季的族群數量變化和棲地利用情形，團隊 分別在繁殖季及非繁殖季各進行一次調查。繁殖季主要記錄成鳥 數量、性別、雛鳥數量、卵數等；非繁殖季則是不分成幼公母只 記錄數量。近10年可見水雉數量穩定上升，主要分布在官田區、 下營區等地；棲地以菱角田為主，有時也會出現在水稻田及未耕 作的水田。 團隊透過「菱角鳥大調查」網站進行調查員招募，在調查期以 認養調查區塊的方式分配工作，每年約有100位參加。
臺東知本 福靈宮遷址避災 展出單位｜行政院農業委員會水土保持局 位於臺東縣太麻里鄉知本地區的福靈宮，最初是由在知本溪床 上耕作的農民，在河床上立石祭祀土地公，後才於原地興建廟宇 供奉，以求風調雨順、農耕順遂。 福靈宮附近多次於颱風季節，遭遇災難。1973年10月娜拉颱風 造成溪水暴漲，廟宇附近民房、吊橋遭沖毀，幸而福靈宮無損。 1974年7月颱風來襲，信徒即時將土地公像移出，然福靈宮即遭 土石流淹沒。直到後面三年接連幾次颱風沖走土石，才逐漸讓福 靈宮重現，讓土地公像於1978年回歸原址。然而該地仍時常有土 石流相關災情，加以住持受土地公托夢，村民遂合力於1982年間 將福靈宮遷至新址。
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公民科學 海報展
二○二一 年七月十五日
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你跟牠熟嗎？你的蟲室友們 展出單位｜國立自然科學博物館生物學組
昆蟲雖小，卻無所不在，也成為你我的「室友」，與我們生活在一起。 國立自然科學博物館生物學組希望民眾可以好好了解這些小生物，知道牠 是誰？吃什麼？平時躲在哪裡？壽命有多長？對人來說是害蟲還是益蟲？ 團隊透過辦理「我家蟲住民」的特展、研習營、到校服務、巡迴展演等 方式，試著讓民眾接受及不再恐懼家中的節肢動物。架設相關網站讓民眾 可以從中查詢並瞭解家中節肢動物的各種知識，也設計了科普教案，讓教 師可以使用於教學上。另外，團隊也親自帶領學員利用各種工具找尋和調 查家中的節肢動物，學習將他們當作生物指標，來檢視自家的環境狀況。 團隊也歡迎民眾加入公民科學調查的行列，透過提供家中節肢動物的樣 本，讓科學團隊進行深入分析。目前已經經由這些樣本，發現了過去不曾 察覺的新種、新紀錄種，並開始連結蟲與捕食者及環境間的關聯性。
眾志成城—植物調查及物候觀察 展出單位｜行政院農業委員會特有生物研究保育中心、拾穗者文化股份有限公司 「植物調查及物候觀察」網站（plant.tbn.org.tw）為蒐集臺灣植 物影像、空間分布及物候資料所成立的社團，以公民科學調查方式 進行植物調查及物候觀察。 許多生物對於環境變化比人更敏感，長期觀察與記錄這些生物 的變化，或許可以讓我們更了解我們身處的環境。其中團隊選擇以 觀察、記錄植物為主要目標，植物抽芽、開花、結實、落葉、休眠 等物候受氣候環境影響，且又進一步影響生物地理分布，是全球 氣候變遷的一項指標。然而一個人很難持久、廣泛觀察記錄這些 資訊，因此結合大眾的力量，透過公民科學調查計畫，讓更多人加 入、分享且互相激勵，一起織網，獲得更大的成效。 團隊開發了便捷的上傳工具，方便參與者提供資料，也將資料 同步發布至臉書，促進公眾互動，也增加大家上傳的意願。此外， 也設定鑑定機制來提升資料品質，以及設定明確的資料授權機制， 來幫助資料公開，拓展加值應用的可能。
科技報導
公民科學 海報展
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臺灣生物多樣性網絡： 多元又共通的鄉民科學工具 展出單位｜行政院農業委員會特有生物研究保育中心 特有生物研究保育中心（簡稱特生中心）建立全國性生物多樣性資料流通 平台——「臺灣生物多樣性網絡」（Taiwan Biodiversity Network, TBN）。 除了有特生中心所維護的生物多樣性資料庫外，也以開放資料理念彙整不同 來源與類型的生物分布資料，同時與多項鄉民科學計畫合作建置平台。 目前TBN串接了的平台包括「臺灣蛛式會社」，蒐集蜘蛛的繽紛影像； 「植物調查及物候觀察」則是蒐集各種植物抽芽、開花、結實、落葉、休眠 等物候，累積氣候變遷的線索；「獺足金門」蒐集瀕危物種歐亞水獺的活 動、個體狀況或各式蹤跡；「臺灣爬行類回報」以蒐集爬行類動物的出現、 棲地、型態與行為等紀錄為主；而「見龍在田」主要是以農田中出現的爬蟲 類個體為主，為永續農業
農村奠定基礎。這些計畫有賴大眾將自己所見拍
照上傳到平台，並由專家進行精準的辨識與回饋，累積的資料開放給大眾共 享、使用，進而促成正向循環，讓我們更了解臺灣的生態。
利用公民科學資料 指認重要水鳥棲地 展出單位｜行政院農業委員會特有生物研究保育中心 全球最大線上賞鳥紀錄資料庫平台「eBird」，為美國康乃爾大學鳥類研 究室（Cornell Lab of Ornithology）所推出。由於它能夠讓研究者快速蒐集到 大量資料，成為許多保育研究的資料來源。為了方便臺灣使用者，中華民國 野鳥學會、特有生物研究保育中心與康乃爾大學共同推動eBird Taiwan的區 域性入口網。2015年上線以來，eBird Taiwan已經累積300萬筆資料。本研究 中利用eBird Taiwan的資料，建構評估重要水鳥棲地。 eBird Taiwan水鳥資料涵蓋臺灣面積10.84％，研究顯示其中5.18％為水鳥 重要棲地，主要分布在蘭陽平原、桃園埤塘和西南沿海一帶。這些地區至少 具有：超過1079隻個體、25種、6種臺灣紅皮書受脅水鳥，或1094隻受脅水 鳥，其中一樣特性。 本研究仍需注意公民科學資料常有物種、時間、空間等取樣偏差，需要適 度透過取樣與分析方法進行調整。而這些資料也顯現部分區域資料仍十分缺 乏，未來可根據資料缺口推動補充調查。
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公民科學 海報展
二○二一年七月十五日
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荒野棲地調查守護行動 展出單位｜荒野保護協會 荒野保護協會創立於1995年，希望透過購買、長期租借、接 受委託或捐贈，取得荒地的監護及管理權，將之圈護，盡可能讓 大自然經營自己、恢復生機。關心一處棲地，了解其生物資源、 進行生態記錄是基本且首要的工作，希望透過系統化、公民參與 調查的方式，彙整棲地資訊，做為推動各項工作的依據。 2014年起荒野保護協會於每年4月進行物種調查，記錄的資料 筆數逐年成長，從最初的1802筆至2019年已超過1萬1千筆。相 關的調查結果也在2015年和2017年各發表一次荒野棲地守護綠皮 書。團隊曾以Ushahidi平台、荒野自然觀察記錄網記錄物種，然 兩個平台各有其不便性，後改用美國開發之iNaturalist平台，讓 大眾也能輕鬆參與。 近年也與世界性公民科學活動接軌，組隊參加城市自然大挑 戰活動（City Nature Challenge）。2020年也與嘉義大學動物資 源學系助理教授林政道合作舉辦「臺灣2020城市自然大挑戰活 動」，共計6個分區、13個縣市、超過1千人參與，總觀察數接近 4萬，記錄物種數超過4千種。
海廢與它們的產地： 公民科學家的海廢溯源調查 展出單位｜澄洋環境顧問 團隊招募了全臺32名公民科學家進行教育訓練，進行系統性調查以及相 關訪談。他們將蒐集到的漁業廢棄物資料整理成廢棄漁具大百科，包含名 稱、材料、常見顏色、出沒地點以及實際產地等資訊。有海中隱形殺手之 稱的刺網類，就包含了刺網牛舌浮子、刺網藍浮子、刺網浙江浮子等不同 樣式。而看似巨大吸管的塑膠，其實是日本廣島、鹿兒島等地會使用的牡 蠣養殖管。其餘還有養殖螃蟹會使用到的蟹籠、餌料盒、餌料杯等都是常 見的漁業廢棄物。 目前團隊初步了解了東海岸常見的漁業廢棄物，後續也將持續擴展範圍 至全臺海岸，期能開啟跨國夥伴合作，勾勒海廢移動路徑。
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賞鯨船上的公民科學家 展出單位｜黑潮海洋文教基金會、多羅滿賞鯨、臺灣大學生態學與演化生物學研究所、海鯨號 傳統鯨豚生態調查須組織專業研究者，租用專船在天候允許下出 海，在人力物力的資源上所費不貲，不易長期累積鯨豚目擊資料。近 年，海洋領域的公民科學計畫也廣泛應用在鯨豚研究中，透過賞鯨船 上受過科學記錄訓練的船長與解說員，更長時間且定點進行觀測，提 供大量且可信的數據供分析。 在1998∼2014年的花紋海豚目擊資料調查，是在遇到花紋海豚後 以GPS定位系統，記錄出現時間、經緯度、群體數量、群體組成、行 為狀態等。相關資料需經過後續人工清理，去除重複目擊、種類不確 定、時空位置記錄錯誤等資料，最後共記錄到1630群次的花紋海豚。 而在2008∼2015年進行的花紋海豚個體辨識調查，則以單眼相機 拍攝花紋海豚的正側面影像。拍攝照片經過清理、建檔，並進行特徵 比對後，收錄到資料庫中。目前已建立400隻具有辨識特徵的個體， 但大多個體僅目擊一次。
臺灣生命大百科 展出單位｜中央研究院數位文化中心、行政院農委會林務局 臺灣生命大百科（Taiwan Encyclopedia of Life, TaiEOL） 計畫蒐集及整合臺灣已知物種的照片與解說等相關基礎與科 普資料，公開給大眾使用。期望這個資料庫能讓大眾對於臺 灣現有生物的形態、分布、生態習性等資訊有所了解，增進 大眾對於本土生物多樣性的認識，並滿足研究、科學教育的 需求。 TaiEOL經營10年來，累積了許多專家學者及公民科學家 所提供的資料，目前已收錄超過2萬2千筆物種解說，涵蓋臺 灣已知物種三分之一以上；物種圖片也有超過2萬5千張；並 且登錄1300冊由政府或民間出版的物種相關書目資料。 目前公民科學家可以透過iNaturalist參與記錄，並將相 關資料分享與授權給TaiEOL使用，增加資料庫內容。而 TaiEOL中的圖資皆以創用CC的公眾授權模式，開放民眾及 任何單位重組應用。
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二○二一年七月十五日
都市綠地 生態監測團隊
透過公民科學了解 海龜面臨的威脅
展出單位｜國立臺灣博物館
展出單位｜海龜點點名
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國立臺灣博物館（簡稱臺博館）為臺灣第一座
「海龜點點名」為記錄臺灣周遭海域海龜個體的公民科
自然史博物館，過去藉博物學家的縝密紀錄啟蒙
學計畫，民眾將拍攝到的海龜照片上傳到臉書社團，記錄
了臺灣現代知識。臺博館所在之公園綠地，更是
下觀測到的時間、地點、潛點、深度、目擊方式等資訊，
位於首都中心難得的美麗綠地。如今隨著資訊科
供團隊進行後續的分析。由於每一隻海龜的頭部擁有不同
技的發展，與自然知識的普及，每位市民都有潛
的斑紋，因此透過建立海龜左右臉的斑紋，或是身體上的
力成為臺博館周邊生態系的博物學家。
特殊特徵，就能替海龜建立身分ID。
本計畫目標為建置「二二八和平公園」綠地生 態監測系統，規畫一系列的培訓課程，邀請對生 態普查有興趣的學子，加入臺博館的公園環境監 測團隊，讓都市綠地的重要性被看見。
團隊觀察到琉球是潛水者最常看到海龜的地點，在通 報到社團的900多筆資料中，就佔了近8成。而在琉球觀察 到的資料中，團隊也發現其中有18.5％的海龜為受傷或生 病個體，包括遭船擊、纏繞海洋廢棄物、纖維乳突瘤症 （fibropapillomatosis）等狀況。然而，這也可能是潛水者 較容易受到有異樣個體的吸引所致。
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特別報導
不只是科學，更是美學 用顯微攝影抓住每一個精彩瞬間 羅億庭
《科學月刊》編輯。
你還記得第一次看見顯微鏡下的 世界時，是什麼心情嗎？ 17世紀的英國博物學家虎克
數細節，引導後代不斷鑽研出其他 新穎的技術，期望能更深入看見那 些未知領域。
（Robert Hooke）利用顯微鏡觀察 樹皮軟木層時，看見了顯微鏡下 一格又一格，如同小房間般整齊
當科學與藝術連結 不過藝術與科學，這兩個看似 不相關的領域又該如何產生連結？ 除了透過生物藝術（bio art）的創
從手繪到顯微攝影
作外，其實科學家也能透過顯微攝
在20世紀後，顯微技術快速
影的方式，創作出科學之美。以
進展，顯微鏡也已經不再是當年
光學與成像儀器著名的日本公司
虎克與雷文霍克進行觀察時的模
Olympus（オリンパス株式会社，
他在1665年出版的《微物圖誌》
樣。隨著科技的變革，能看到奈
Olympus Corporation）在2004∼
（Micrographia），更以精細的插
米尺度的電子顯微鏡（electron
2014年就曾經舉辦過BioScapes顯微
圖記錄了顯微鏡的世界，從跳蚤到
microscope）、原子力顯微鏡
攝影大賽（BioScapes international
軟木細胞，虎克融合科學與藝術的
（atomic force microscope, AFM）
digital imaging competition），每
創作，開啟當代人對於微小世界的
隨之誕生，而超高解析度螢光顯微
年皆收到約70個國家，將近2500幅
無限想像。
鏡（super-resolution fluorescence
優秀的顯微攝影作品投稿，而每一
而當時另一位來自荷蘭的科學家
microscope）更使科學家能觀察到
幅影像除了展示出科學研究的成果
雷文霍克（Antoni van Leeuwenhoek）
活細胞內部的變化，此研究也得到
外，那些美妙的構圖、色彩更是令
製造出放大倍率更高的顯微鏡，首
了2014年諾貝爾化學獎的肯定。
人深深著迷。雖然這項大賽於2014
排列的植物細胞壁，於是將這項 觀察結果稱為「細胞」（cell）。
度觀察到水中的單細胞生物，進一
伴隨著顯微技術的革新，顯微
年終止，但在2017年Olympus開始
步將人們的視野拓展到微米（µm）
「攝影」技術也就更為重要。從17
舉行的年度影像大賽（Olympus
尺寸。雷文霍克一生中磨製了超過
世紀的手繪圖開始，到現代只需要
Image of the Year Award），再度展現
500片顯微鏡片，並製造出400部以
簡單幾個操作步驟，就能精確記錄
出微觀世界令人驚嘆的美妙之處。
上的顯微鏡，他觀察並記錄到的肌
顯微鏡下的每個瞬間，顯微攝影技
去（2020）年的比賽總共有來自
纖維、精子、細菌、血管中的血流
術令科學家能掌握到每個科學事件
61個國家，超過700幅攝影作品一
與血球等細胞和微生物，滿足了人
發生的重要時刻，並清楚地呈現出
同角逐獎項，而全球首獎由德國萊
們對於肉眼不可見世界的好奇心。
微觀世界的絢麗。自此，科學研究
布尼茨神經生物學研究所（Leibniz
在微觀尺度下的世界，似乎充滿
似乎不再是冷冰冰的儀器與繁瑣的
Institute of Neurobiology）研究人
著神祕的色彩，玻片中的樣本明明
實驗步驟，而多了幾分藝術與美的
員祖什拉特（Werner Zuschratter）
很小，透過顯微鏡卻能讓人看到無
氣息。
獲得（圖一）。乍看之下，似乎很
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二○二一年七月十五日
特別報導
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難得知這隻有著紅色眼睛，看起來 有些詭異的是何種生物。研究者表 示，這是21天大小鼠胚胎，經過化 學處理後其皮膚、肌肉變得透明， 並以螢光染料將骨骼與其他身體內 部組織染色，再利用共軛焦顯微鏡 （confocal microscopy）觀察並拍 攝，而光是拍攝過程總共就耗費了 25個小時之久！ 本次競賽除了全球首獎外，美 洲、亞洲、歐洲及中東與非洲區域 也會各選出一名優勝者。圖二這張 色彩斑斕的圓圈，來自中國的張新 培（XinPei Zhang，音譯）所攝， 你看得出這些細小的色塊是什麼 嗎？它們全都是蝴蝶的翅膀！研究 者蒐集了超過40種不同蝴蝶翅膀鱗 片的圖像，並將它組合成一幅生動 的拼貼畫。 至於美洲地區的獎項，則由佐 爾（Justin Zoll）獲得。圖三這 幅看起來像抽象畫，帶有夢幻般 色 彩 的 照 片 ， 其 實 是 L－麩 醯 胺 酸（L-glutamine）和β－丙胺酸 （beta-alanine）的晶體！而歐洲 及中東與非洲區域的得獎作品 （圖四），由瑞士的研究員蒂明 （Grigorii Timin）拍攝了非洲家蛇
圖一：德國萊布尼茨神經生物學研究所的研究人員祖什拉特，以這張 21 天大的小鼠胚胎 照片，獲得了 2020 年 Olympus 年度影像大賽全球首獎。
（Boaedon fuliginosus）胚胎的皮 膚膠原蛋白纖維（collagen fibers） 和真皮色素細胞（dermal pigment
學的魅力。
圓；胺基酸的晶體，則在顯微鏡下
在微米的尺度下，原先我們習
顯得絢麗又多彩；而蛇胚胎的皮膚
以為常的各種事物有了新的面貌。
膠原蛋白纖維和真皮色素細胞，居
透過上述這些融合了科學與藝術
看似平常的小鼠胚胎，藉由化學處
然能顯現規律排列的重複性美感。
的照片，人們除了可以一窺微觀世
理與螢光染色，呈現出一種奇異又
這些景象都是我們在巨觀尺度下無
界之外，更使我們能從一個新的角
引人注目的美；蝴蝶翅膀上一個個
法發現到的，但透過顯微攝影卻能
度看待科學影像，並從中體會到科
小小的鱗片，居然能組合成完整的
躍入眼中，不禁令人感到驚奇。
cells）在顯微鏡下的樣子。
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圖二：亞洲地區的優勝者張新培，以超過 40 種蝴蝶翅膀的鱗片進行拼貼，製作出一
圖三：美洲區域的首獎由佐爾獲得，圖為 L －麩醯
張色彩斑斕的圓。
胺酸和β－丙胺酸的晶體。
如何拍出優質的顯微攝影圖像？ 顯微攝影競賽不只注重科學，影像中的 美學也是不可或缺的一部分，但要怎麼拍 出一張美麗的顯微攝影圖像？在進行顯微 攝影時，有沒有什麼技巧能提升拍攝出 的圖像品質呢？ 若以光學顯微鏡來說，最重要的就是 「物鏡」的選擇。光學顯微鏡目鏡與物 鏡搭配出的倍數，決定了顯微鏡的放大 倍率，因此隨著標本尺寸挑選適當的物 鏡是首要條件。其次則是影響物鏡聚光 能力的孔徑數值（NA值），高NA值的物 鏡將能匯聚更多、更廣的光，使得影像 較為明亮，且圖像解析度高。特別在觀 圖四：瑞士研究員蒂明，拍攝出非洲家蛇胚胎的皮膚膠原蛋白纖維和真皮色素細胞 在顯微鏡下的樣子，得到了歐洲及中東與非洲區域的獎項。
察細微結構，或是一些較弱的螢光訊號 時，就必須更加注重所用物鏡的NA值。
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二○二一年七月十五日
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僅成像速度快，還能拍攝到生物體 樣本一層層的影像切片，只要再經 由後續處理便可以重建完整的3D生 物體影像，用於拍攝模式生物的大 腦、胚胎發育等樣本都非常適合。
用顯微鏡 創造屬於你的科學故事 隨著太空望遠鏡不斷推陳出新， 人們得以窺探數十萬光年外的宇 宙，並拍出許多著名的星雲、星團 影像；但同時，顯微攝影的技術也 在不斷提升，微觀世界同樣有著 許多獨特的美值得我們關注。從細 胞、微生物、胺基酸晶體，或是昆 蟲翅膀與礦物，若我們把這些事物 拉到微米，甚至是奈米尺寸時，一 片新世界將在眼前豁然開展，不禁 此外， 標本與物鏡之間的介質也
更多光訊號，將有助於縮短曝光時
影響著成像品質。大多數顯微鏡的
間，減少光漂白的現象。另外，螢
物鏡設計以「空氣」為介質，一旦
光濾光片鏡組與其內部的濾光片，
改變介質，光的折射率也會有所不
也對於活細胞螢光成像有重要影
同，可達到提高解析度的效果。例
響，若使用高透射率的濾光片，便
如以「油鏡油」做為介質時，將能
可以蒐集到較多的螢光訊號，進而
提升1.5倍的解析度，使成像變得更
減少曝光時間與光漂白，提升成像
為清晰。
品質。
令人感到世界之大，人之渺小。 顯微攝影不僅僅是科學研究的工 具，今年由元利儀器主辦的「2021 Taiwan顯微攝影競賽」，就期望能 讓平時身處科研領域的科學人，在 研究之餘也能捕捉科學的美，並將 這份對生命、世界萬物的驚嘆與感 動傳遞給社會大眾。透過顯微攝影
而在拍攝顯微鏡下以螢光標記
近年來，亦有不少實驗室開
呈現出的作品，將使我們更能看見
的活細胞時，也有許多重點需要注
始使用層光顯微鏡（light sheet
每一種物質最細微的面貌，若你也
意。當我們希望螢光訊號亮一點
fluorescence microscopy, LSFM）。
著迷於顯微鏡下的世界，絕對不能
時，多半會藉由拉長曝光時間或加
相對於傳統顯微鏡以光點激發局部
錯過這次的競賽，快捕捉物質在顯
強螢光的激發能量，來達成目的。
樣品，層光顯微鏡使用「薄光技
微鏡頭下最豐富、多彩的姿態，用
但太長的曝光與過強的激發光，卻
術」，以片狀的照明光從側面打
影像說說你的科學故事吧！
可能發生光漂白（photobleaching）
入，僅激發該平面上的螢光發光，
現象，降低樣本螢光的清晰度。此
增加了螢光影像的對比。而藉由薄
時選用高NA值的物鏡，或許是個好
光技術的特點，再搭配當代電腦影
方法，由於高NA值的物鏡能蒐集到
像處理效率的提升，層光顯微鏡不
本文由元利儀器贊助， 《科技報導》獨立製作。
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《科技報導》稿約 本刊為科技新聞刊物，除了提供當月重要的學界、政策、產業訊息外，並有學者專家針對科技（含醫療） 政策、教育、產業相關的時事發表評論或提供專業意見。竭誠歡迎關心臺灣科技發展的您，就上述方向踴 躍投稿。寫作時請依照稿約： 一、避免學術專業論文寫作格式。 二、字數盡量在2000至3500字內，可附相
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