科學月刊姊妹刊物
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方
SciTech Reports
創刊於1982年
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視
野
．
科
技
人
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懷
每月15號出刊
科技報導 456 S c i Te c h
Reports
2019.12月號
scimonth.com.tw
黑洞現形記：半年後再次沸騰的黑洞研究-4 離岸風場對生態系的影響，如何評估？-6 建置風場所帶來的人工魚礁效應，是福是禍？-10 離岸風機噪音對於魚類可能的影響-14 海洋鳥類的生活，在離岸風機建置後是什麼風景？-18 國中會考不會考 數學簡單不簡單-22
科學月刊12月號 【諾貝爾獎特別報導】上市！ 當期介紹請見24版
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中華民國一○八年十二月十五日
產官學研
科技報導
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用K他命改善酗酒問題，真的可行嗎？ 【本刊訊】許多人聽到氯胺酮（ketamine）
記憶障礙，而啤酒的照片、味道等線索便
都一頭霧水，這到底是什麼物質？其實
會引發這些記憶產生。根據Science News
達斯表示，因為過去很難成功約束有
氯 胺 酮 就 是 惡 名 昭 彰 的 迷 幻 藥 ── K 他
報導，倫敦大學學院（University College
酗酒問題的人，使得這個研究成果相當驚
命。然而，近日《自然通訊》（Nature
London）藥物學家達斯（Ravi Das）指出，
人。雖說在九個月的實驗後，所有組別的
Communications）一研究顯示，K他命用得
他們在研究時致力於消弭這些記憶，並阻
受試者都將飲用量減至一半左右，但艾普
好的話，其實能減少嗜酒成癮的問題。
止酒精濫用者故態復萌。
斯坦認為，行為可能受許多因素影響，這
臨床使用仍待考驗
也許是受試者參與研究時的自我意識所
K他命為何成為一種治療選項？ 真有這麼神奇嗎？美國國家藥物濫用研 究所（National Institute on Drug Abuse） 研究員艾普斯坦（David Epstein）表示， 或許藥物的作用並不大，然而，實驗室 中的「一次性體驗」若能在日常生活中 產生其他效應，那麼這些數據或許就有 它重要的地方了。此次實驗的主角K他
好像真的不那麼想喝酒了 過程中，研究團隊招募90名聲稱自己 喝太多酒、但並未被診斷為酒精成癮的受
致。唯一能確定的是，接受K他命注射的 受試者，的確在短時間內便減少酒精攝取 量。研究團隊認為，K他命對飲酒行為的 影響，仍需進行更多研究加以確認，且效
試者。期間，受試者會見到許多啤酒的圖
果能持續多久也有待解答。未來，他們將
片，甚至在實驗室裡小酌一杯，並自我評
對臨床酒精成癮疾患進行實驗；而除了飲
估他們對啤酒的渴求、享受程度，以及想
酒問題，他們也嘗試以這種方式對其他記
再來一杯的渴望等。
憶問題做介入，如創傷後壓力症（posttraumatic stress disorder, PTSD）。
命，在少劑量的前提下可作為一種麻醉劑
幾天後，受試者重返實驗室並分成三
（anesthetic），且已證實可用以治療嚴重
組：第一組受試者仍能見到啤酒的照片與
雖說用成癮物質干預酒精濫用的點子很
憂鬱患者。除此之外，它還能干涉人體
真正的啤酒，但在受試者享用啤酒前就把
妙，但這也意味著人們可能需要隨身攜帶
內與記憶重塑（reform）有關的NMDA分
酒收走、第二組則會看到柳橙汁的圖片，
這類藥品，也讓該治療手段出現了難以實
子，因此會影響人的記憶，避免當事人因
這兩組受試者都會接受K他命的注射；而
用的關卡。至於達斯，對此議題他的回覆
環境線索引發相關記憶、進而攝取更多成
最後一組受試者僅被喚起對啤酒的記憶，
還算樂觀，畢竟從健康的觀點來說，這仍
癮物質。
並未注射K他命。事隔一週，第一組受試
是一個有效且容易的方法。
從「記憶」下手，又是怎麼回事？由於
者向研究人員指出，他們對啤酒的渴望、
物質濫用者會將藥物或酒所帶來的美好感
享受程度及飲用量都下降了，其他兩組受
受連結在一起，因此該研究將癮視為一種
試者則沒有這方面的感受。
新聞來源
Laura Sanders, Ketamine may help treat alcoholism by weakening memory, Science News, 2019.
海洋生物垂直遷移研究 改善氣候模型 【本刊訊】近日，美國航太總署（NASA）
龜（Dermochelys coriacea）以及大翅鯨
究員博倫菲爾德（Mike Behrenfeld）也提
和法國國家太空研究中心（Centre national
（Megaptera novaeangliae）等動物。然
到，CALIPSO每隔16天便能對這群遷徙動
d’ études spatiales français, CNES）利用雙
而，深海中仍有一群動物，如魷魚或磷
物做一次全球尺度的採樣觀測，並能持續
方合資的雲－氣溶膠光學雷達與紅外線探
蝦，在天黑時會藉著夜色的掩護前去海面
長達10年之久。透過這些數據，可進一步
測衛星（Cloud-Aerosol Lidar and Infrared
覓食，這些小型海洋動物的晝夜垂直遷移
了解這些動物的行為、分布狀況及數量。
Pathfinder Satellite Observations, CALIPSO）
（Diel Vertical Migration, DVM），卻經常
獲取數據，並於Nature期刊發表研究；當
被遺忘。如今，拜CALIPSO回傳的數據所
中指出，小型海洋生物的晝夜垂直遷移， 其實也對大氣產生了一些影響。
賜，科學家得以從中得到更多資訊。
攝食瞬間拼湊海下風景 研究顯示，這個地球上最大規模的DVM
有人可能會問，為何這個研究會用到
活動，其實也是氣候系統關鍵的一部分：
CALIPSO？雖說CALIPSO的光學雷達主要
白天時，海洋中的浮游植物會吸收空氣中
用來測量雲層和大氣中的氣溶膠，但它也
的二氧化碳，垂直遷移動物上升至地表後
談到動物的遷移（migration），許多
可以穿透海洋表層20公尺，若動物洄游至
以此為食，等游回深海時再將這些碳排放
人會想到帝王蝶（Danaus plexippus）、
此，便可進行觀測。根據NASA新聞稿，
至海中，而這些碳也無法輕而易舉地回歸
皇帝企鵝（Aptenodytes forsteri）、革
俄勒岡大學（Oregon State University）研
大氣系統。
從光學雷達數據看動物遷移
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產官學研
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從數據可知，DVM動物在水質清澈且
結合衛星探測與
DVM動物，都是深海獵捕者的食物來源；
養分較少的熱帶與亞熱帶水域中較少，但
動物行為的模型
DVM信號越高，則越有可能找到這些動物
存在的比例卻高於水質混濁且較營養的水 域。法國新聞網Futura報導指出，從行為 來看，熱帶DVM動物如要避免獵食者追 捕，就必須在晚上行動；反之，環境陰暗 的水域，本身就不利視覺動物進行獵捕，
這種動物碳傳輸帶（carbon conveyor
的蹤跡。
belt），被視為地球碳循環的重要機制之
有了這些數據參考，人們便能回顧動物
一，因此科學家也正試圖將動物的晝夜垂
過去一年來的遷移活動造成的影響，有興
直遷移行納入考量，以完整現有的氣候模
趣的朋友也能透過影片（https://scimonth.
型。博倫菲爾德表示，由於建模人員目
pse.is/LWD32）了解更多。
DVM動物無論白天或晚上，都能待在海
前還未有可供校正的全球數據集（global
面。此外，研究人員也觀察到，DVM動物
dataset），如果將這個概念考慮進去，便
於2008至前（2017）年的數量發展，可能
能得知DVM動物的重要程度、豐富度以
受氣候變化影響太平洋北部和南部、北大
及變化，且衛星資料與模型兩相結合，也
新聞來源
西洋與南印度洋亞熱帶水域中，DVM動物
能將動物DVM及地球碳循環進行量化，提
的生物量增加，熱帶地區則減少許多，這
供更精準的資訊。不僅如此，這類衛星數
些變化也多與浮游植物的產量變化有關。
據也與全球漁業有關：由於許多小型海洋
1. Nathalie Mayer, La plus importante migration animale dévoilée par un laser depuis l’espace, Futura, 2019. 2. French Space Laser Measures Massive Migration of Ocean Animals, NASA, 2019.
《科技報導》勘誤 《科技報導》 455 期第 7 頁第二 段第 5~6 行「……達成 4.2 千萬瓦 （ 6W ） …… 」 句 中 的 單 位 應 為 「百萬瓩」。以上錯誤謹向各位 讀者致歉。 《科技報導》編輯部 敬上
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 主 辦：台北市科學出版事業基金會 出 版 者：科技報導雜誌社 發 行 人：張之傑 執行總監：趙軒翎 總 編 輯：林翰佐 副總編輯：趙軒翎 蔡政修 編輯委員：王文竹 王伯昌 曲建仲 江建勳 李武炎 李志昌 李精益 周鑑恆 林秀玉 林宮玄 邱韻如 金升光 金必耀 門立中 紀延平 范賢娟 倪簡白 高啟明 高憲章 張大釗 張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 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 廖達珊 管永恕 劉宗平 蔡兆陽 蔡孟利 蔡振家 鄭宇君 鄭運鴻 韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 蘇逸平 主 編：郭家銘 編 輯：謝育哲 美 編：黃琳琇 業務經理：李金穗 業務助理：廖本翔 社 址：臺北市羅斯福路三段77號7樓 電 話：(02)2363-4910 傳 真：(02)2363-5999 E - m a i l： scimonth @ gmail.com 印 刷：赫偉有限公司 《本刊長期徵稿，請見頭版稿約》
中華民國一○八年十二月十五日
專題報導
科技報導
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臺灣也看得見星光
黑洞現形記：半年後再次沸騰的黑洞研究 趙軒翎 本刊副總編輯。因碩士論文開啟了中研院天文所研究計畫追蹤之旅，嘗試以「臺灣也看得見星光」系列連載與讀 者分享臺灣的天文學發展。
今（2019）年4月黑洞第一張照片發表 後，席捲全球報章媒體的頭條、焦點新 聞，在社群媒體上也成為各界轉發的焦 點。即便已經過了大半年，10月底臺灣 中央研究院一年一度院區開放參觀活動 （Open House），策畫「黑洞」相關演講 與主題特展，仍造成大轟動。 當天一早10:30開始的主題演講「前所未 見—黑洞現形記」，9:30開放進場前就已 經大排長龍，就連加開的同步直播演講廳 都湧入大批民眾。一整天黑洞特展的人潮 也不曾間斷，「黑洞」主題對於民眾的吸 引力由此可見一斑。 筆者雖未擠入「黑洞現形記」演講主現 場，但同步收看了直播，另外也觀看了其 中一位講者陳明堂博士在此之後的校園演
中研院天文所研究員陳明堂於北一女校園中的開放演講「黑洞現形記」，有許多來自外校的師生參與。（北 一女林郁梅老師提供）
講，試著從兩個演講中擷取臺灣黑洞團隊 近期演講的重點分享給讀者。 接著，從1995年起就有一群科學家透過
人類探索黑洞的歷程 現代的黑洞概念來自1915年愛因斯坦 提出的廣義相對論，但科學家真正開始研 究黑洞，起於1960年代。中研院天文所研 究員陳明堂提到，當時天體形成的理論出 現，又發現遙遠且能發出強烈訊號的「類 星體」和「脈衝星」。在仔細研究後，科 學家發現類星體不但是遙遠的星系，推測 它的中心還有個超大質量的黑洞正在吞噬 物質，才會有這麼強大能量釋放出來。 儘管如此，黑洞依然是個神祕到不行的
夏威夷的凱克望遠鏡（Keck telescope）和
可能只有臺北市大安區這麼大。
智利的甚大望遠鏡（Very Large Telescope,
對於天文觀測來說，人眼可視的滿月，
V LT ） ， 對 準 銀 河 系 中 心 人 馬 座 A *
在觀測時所佔據的角度約為0.5度；雙筒望
（Sagittarius A*）做觀測，記錄著可能離
遠鏡可看到的木星，約為1角分；距離40
我們最近的超大質量黑洞。當時團隊觀測
公尺的人的頭髮，大約1角秒；而兩個最
的並非黑洞本身，而是該區星體的移動，
主要觀測的超大質量黑洞人馬座A*或是室
經過20年的追蹤，他們發現有些星體在繞
女座M87，都只有幾十個微角秒，就大概
行過程突然急速轉彎，陳明堂表示這發現
是看一顆放在月球表面的棒球。
代表該區的黑洞，差點將星體吞食進去， 但最終只是改變了運行方向。 然而，即便有不少間接證據證實了黑洞 的存在，但「沒看到」始終是個問題。
存在，因為仍沒有直接的證據，能證實它
要觀測黑洞勢必得依靠無線電波望遠 鏡，但即便是最強大的無線電波望遠鏡陣 列，甚大望遠鏡或是阿塔卡馬大型毫米 及次毫米波陣列望遠鏡（Atacama Large Millimeter／submillimeter Array, ALMA）都
真的存在。直到近10~20年黑洞研究才開 始突飛猛進，如雷射干涉儀重力波天文台
星，大約是臺北市的大小；或變成黑洞，
看見黑洞的困難
只能看到萬分之一角秒。
（Laser Interferometer Gravitational-Wave
黑洞真的很小。在演講中陳明堂這麼比
Observatory, LIGO）在2015年9月和12月兩
喻黑洞的大小：一顆恆星依照它的大小，
度「聽見」黑洞。這什麼意思？LIGO團隊
在死亡時由小到大會變成白矮星、中子星
今年「看到」黑洞的幕後功臣為「事
偵測到兩個黑洞合併時所產生的重力波，
和黑洞，小於5個太陽質量的恆星變成的
件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope,
短暫且微弱，但它所代表的意義卻有助於
白矮星，大約只有地球一樣大；較大質量
EHT）」，它並非單一個望遠鏡，而是由
打開人類對黑洞的好奇。
的恆星在經歷超新星爆炸後會變成中子
位於全球各地多個毫米波／次毫米波望遠
事件視界望遠鏡
專題報導
中華民國一○八年十二月十五日
鏡所構成。這個概念是建造一個跟地球一
的生命，成為格陵蘭望遠鏡（Greenland
樣大的望遠鏡，透過串聯各地的電波望遠
telescope, GLT)。
鏡，達到等同地球般大望遠鏡的解析度， 藉此看到極小、極遠的黑洞。 這個概念在10年前就已經在天文界萌 芽，此時中研院天文所的團隊已經敏銳地
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圈光。 只不過，這外圍的光線並非均勻，而是
陳明堂表示，在最初，EHT主要的望遠
部分較亮，部分較暗。這顯示了黑洞正在
鏡都擺在南半球，因此以觀測南天的人馬
旋轉，直接打入黑洞的光線會被吸收，因
座A*為目標；然而在格陵蘭望遠鏡加入
此我們看到是黑色；而打到黑洞邊緣但沒
後，EHT就能更清晰觀測M87黑洞。
有逃離的光，會圍繞著黑洞周圍旋轉，這
感受到，黑洞即將現形，在演講中提到
今（2019）年EHT研究團隊獲得基礎科
個過程中有些光線會逃出黑洞，順著自轉
「已經不是how（怎麼看到黑洞），而是
學突破獎（Breakthrough Prize），其中347
方向逃離的光受到增強，因而較亮，逆向
when（何時看到黑洞）。」也因此積極布
位得獎者中，有53位是中研院格陵蘭望遠
的光則被抵銷，掉入黑洞中，因此較暗。
局，以「要當主角就要有貢獻」為目標，
鏡團隊的同仁。另外也獲得了美國國科會
EHT團隊在今年4月全球新聞發布會上，
盡快讓臺灣團隊加入EHT。
鑽石獎，以及臺灣中技社六十周年科學暨
公布的是他們於前（2017）年4月進行為期
技術貢獻獎等肯定。
10天的全球連線觀測結果，這次同時觀測
格陵蘭望遠鏡的誕生 其實中研院的團隊早已在EHT中。 全球第一組次毫米波陣列望遠鏡（SubMillimeter Array, SMA），八座天線中有兩 座Made in Taiwan。而前面提到的ALMA， 臺灣團隊也參與其中，成為三大整合中心 之一，著力許多。然而，在這些計畫中臺 灣團隊始終不是主角。 在參與ALMA陣列的過程，有個機會
陳明堂分析格陵蘭團隊雖較晚加入EHT
了人馬座A*和M87兩個黑洞，因此在記者
計畫，但仍獲EHT組織成員肯定的原因，
會上公布的為M87黑洞的照片。而GLT為
來自於格陵蘭望遠鏡的獨特位置，能夠與
去（2018）年加入EHT觀測，相關數據也
美洲和歐洲望遠鏡連線觀測，增加觀測解
正在分析中，等待團隊進一步公布。
析度；另外也因為格陵蘭望遠鏡已領先其 他EHT團隊的望遠鏡，安裝能接收更高頻率 訊號的接收機，成為更強大的觀測利器。 未來，GLT預計將從圖勒基地搬遷到海 拔3200公尺的峰頂基地，以達到更好的解 析度。
讓中研院天文所團隊執行一個很瘋狂的 計畫，這也讓他們一躍而成EHT重要的合 作夥伴。原來，在製作ALMA的66座天線
真正看到黑洞
前，團隊曾試著製作了一台原型機，然而
中研院天文所元老之一的賀曾樸博士，
正式使用的天線製作完成後，這個原型機
為此次臺灣黑洞團隊的領導者，他在描
便沒有功用擺在美國新墨西哥州。後來由
述EHT分析出來的這張黑洞的照片時說：
中研院天文所團隊取得原型機的使用權，
「It’ s Black and looks like a Hole.」來形
他們將原型機從酷熱沙漠搬到冰天雪地的
容黑洞（black hole）照片幾乎如實呈現科
格陵蘭圖勒海軍基地，給了原型機一個新
學家之前的預測，中心黑漆漆，外圍有一
延伸閱讀
1. 趙軒翎，〈我把望遠鏡放在格陵蘭了！臺灣天文學家的 極地冒險〉，第447期，2019年3月15日。 2. 趙軒翎，〈看見黑洞！ 從巨量資料「淘金」的影像成像 之術〉，第449期，2019年5月15日。
專題報導
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科技報導
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上（2019年11）月專題中，筆者群探討了離岸風機對海洋生物的生活有何衝擊。這次，他們將從生態角度
風機建設前的海洋必修課
檢視風場建置的利與弊。
離岸風場對生態系的影響，如何評估？ 楊舒婷、廖品琇、林幸助
國立中興大學生命科學系。
序曲：全球風能的興起 隨著工商業發展與人口成長，人類社 會對能源的需求日益增多，能源多數來自 於化石燃料或核能。根據政府間氣候變化 專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）在2013年的評估報 告顯示，1951~2010年全球暖化主要由人 類活動所造成，燃燒化石燃料所產生的溫 室氣體佔人為溫室氣體總排放量的80％。 《聯合國氣候變遷綱要公約》（United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC）的目標在於穩定大氣 中的溫室氣體濃度達一定程度，避免因人 為因素影響而干擾到全球氣候系統。為減 少化石燃料的使用及溫室氣體排放量，各 國紛紛興起再生能源，包含水力發電、太 陽能、風能、地熱能、潮汐能和生質能 等。在氣候變化的威脅下，風能是目前被
段，分別是：開發前 置作業（1~5年）、 安裝與試運轉（1~2 年）以及運轉與維護 （持續20~25年）。 離岸風機在建置過程 及營運時可能產生某 些負面影響，如噪音 與電磁場等，並改變 或干擾海洋地形、地 貌及水文、水質與底 質，間接影響海洋生 物的生理或行為，也
圖一：臺灣第一個商業規模的離岸風場海洋風電 Formosa 1。（作者提供）
可能對漁業資源造成 衝擊，最終可能影響整個海洋生態系結構 與功能。因此，評估離岸風場對整體海洋 生態的影響，成為離岸風場開發與管理重 要課題。
積極考慮的可再生和永續能源之一。
利用食物網模式 離岸風場的建置有何特性？
一解風場所含潛在生態危機
風能可分為「陸上風能」和「海上風
生態系的特質常無法由單一生物類群顯
能」。與陸上風能相比，海上風能具有遠
現，必須將所有生物類群整合分析後才能
離居民、空間易於利用、風速穩定可進行
得知。透過食物
大規模發電、基樁魚礁效應 ﹝註一﹞ 與海
網模式的建構，
洋保護區功能等優點。臺灣海峽擁有相當
能將複雜的食物
豐沛的風能資源，夏季西南季風與冬季東
網參數化、具體
北季風盛行，加上臺灣海峽多為水深較淺
化外，以摘要性
的大陸棚區，使西部沿岸海域成為良好的
方式描述生態系
風場。
統的性質，也能
臺灣第一個商業規模的離岸風場海洋風
藉由食物網機制
電──Formosa 1──位於苗栗縣海岸約
預測生態系遭遇
2~6公里處，共計22架風機（圖一）。離
擾動後的各類群
岸風機大多設置於淺海域，且固定於海床
生物變動，清楚
上的底座式風機，唯深海域50~400公尺深
呈現生態系中的
時則是漂浮於海面上的浮式風機。而所謂
生物交互作用及
離岸風場，指的是將一組離岸風機設置於
生物群集間的能
海域上，降低空間需求與居民鄰避效應的
量傳輸效率等。
壓力，利用風力推動風機運轉產生電力。 離岸風場的開發流程一般分為三個階
筆者等人透過
圖二：近岸測站（福海觀測塔）及遠岸測站食物 網模式空間範圍。（作者提供）
中華民國一○八年十二月十五日
整合前（2017）至去（2018）年連續兩 年實地調查獲得的所有生物群集數據， 以生態系統建模軟體系統「Ecopath with Ecosim」建構彰化縣芳苑鄉外海雲彰隆起
專題報導 近岸與遠岸，營養流動大不同！ 由食物網能量流動模式圖（圖三a、b） 顯示，可看出兩個測站的食物網結構相
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層2的生物群集所組成，表示雲彰隆起海 域的潛力風場中，多數生物群集皆為初級 消費者。
似，皆呈現網狀結構，共有四層營養階
近岸測站食物網以有機碎屑為主要食物
層。兩測站最高階消費者屬第四營養階
來源，遠岸測站食物來源則以浮游藻類為
層，為海鳥及中華白海豚（只分布於近岸
主。因為近岸測站食物網能量主要來自有
測站）；第三營養階層（次級消費者）為
機碎屑，代表生態系外源食物輸入的比例
公里，水深約20公尺；遠岸測站則無測風
魚類、頭足類及肉食性浮游動物；第二營
較高，屬於異營性的生態系統；但是遠岸
塔，距離海岸約36公里，水深約40公尺。
養階層（初級消費者）為底棲無脊椎動
測站以自生性浮游藻類生產量為主要食物
除了比較近岸與遠岸海域生態的差異外，
物、植食性浮游動物及附生動物；第一營
來源，顯示此生態系為自營系統。由於近
也模擬豎立風機結構的建造過程與運轉時
養階層（生產者）為附生藻類、浮游藻類
岸測站為中華白海豚活動範圍，且測風塔
對海洋食物網結構的影響。
及有機碎屑。兩測站消費者主要由營養階
上有附生動物及藻類，因此比遠岸測站多
海域示範風場的兩個測站（圖二），分別 為近岸測站（有豎立測風塔基樁）與遠岸 測站（無測風塔基樁）的食物網模式：近 岸測站有豎立福海測風塔，距離海岸約5
圖三：（a）近岸與（b）遠岸測站模式之食物網能流圖。圓圈大小代表生物量多寡，線條表示功能群之食性（掠食者與被掠食者）關係，呈現能量在營養階層間 傳輸的情形；縱軸為四個營養階層，探討各生物群集在食物網結構中的營養棲位。（作者提供）
中華民國一○八年十二月十五日
了三種生物類群。
專題報導
科技報導
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量的增加對於魚類為負面影響，但對於底
的外在干擾程度比國外生態系來得高。兩
棲動物為正面影響，因為大多數底棲無脊
測站目前的外在干擾主要為漁業活動，其
椎動物的捕食者為魚類，中華白海豚將魚
中近岸測站受到漁業活動的干擾比遠岸測
類捕食，可降低底棲無脊椎動物被捕食的
站來得高。未來興建離岸風機，甚至擴大
數量。漁業活動對於中華白海豚為負面影
成離岸風場時，若能將此區列為海洋保護
兩測站最高營養階層皆為海鳥，而近
響，原因為漁業直接造成中華白海豚食餌
區，預期在沒有漁業活動持續干擾下，兩
岸測站海鳥的營養階層較高，這是因為近
魚類的減少，間接影響到中華白海豚的食
測站的整體生態狀況將會有明顯提升。
岸測站離岸較近，生物資源較豐富，可吸
物來源，因此建議漁民轉移漁獲標的物為
引海鳥前來覓食，因此海鳥生物量高於遠
蝦蟹等無脊椎動物，漁民與中華白海豚將
岸測站。近岸海鳥捕食的魚類群集（水層
可共存，互取所需。
生物分布的不同， 讓生態呈現各有風景
模擬離岸風場建造與運轉
食魚性魚類與食浮游生物魚類）生物量較
遠岸測站食物網中，海鳥雖然為最高階
從食物網模式的模擬分析結果得知，
多，且營養階層比遠岸測站略高。近岸測
層消費者，但因其生物量極低，對各功能
離岸風場在施工階段時（圖四a、b），施
站食物網的營養傳輸效率（5.13％）高於
群幾乎沒什麼影響。在生態系中，某類生
工過程若導致海水混濁，影響到當地浮游
遠岸測站（3.78％）。目前在測風塔的基
物的生物量並非最多，但其攝食活動對生
藻類光合作用生產力，將導致作為食物網
樁只設置了1~2年，調查到的附生動物及附
態系結構有重大的影響，這些功能群即所
食物來源的浮游藻類（粗線處）生物量減
生藻類生物量實際上還在發展中，未來假
謂的關鍵生物。近岸測站食物網的關鍵生
少。浮游藻類生物量減少越多且時間越
以時日持續生長，或基樁因風機數量而增
物為中華白海豚、腹足類與頭足類；而遠
久，對各種生物類群的生物量影響越大。
多，由點形成面可以吸引更多生物群集聚
岸測站的關鍵生物則為大型食底棲魚類、
浮游藻類生物量在施工階段結束後一個月
集在風場，預期將產生類似魚礁的效應。
植食性浮游動物與肉食性浮游動物。
後可以迅速回穩，若連續兩年施工對生物
在近岸測站食物網中，中華白海豚生物
相對於國外沿岸食物網模式，兩測站
類群的生物量回復力，也就是回到初始生
圖四：模擬離岸風機施工階段（第 0~3 年）浮游藻類生物量減少（a）20％與（b）60％對其他功能群的影響。粗體標示為浮游藻類的變化，其他線條則為四個營 養階層中的其他物種。（作者提供）
中華民國一○八年十二月十五日
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物量的時間估計為12~18個月，若連續一
此次研究呈現如何運用食物網模式整合
個月施工對生物類群的生物量回復力時間
各種生物類群資料，分析與評估離岸風機
可縮短為12個月，因此施工階段時間越
甚至風場對於海域生態系的影響。目前的
未來，在豎立離岸風機後，唯有真正運
長，影響越久，生物類群生物量的回復力
食物網模式初步分析顯示，離岸風機對於
轉階段的實際採樣數據，方可驗證離岸風
就越慢。從整個模擬的結果可以得知，未
生態系食物網的結構在現階段並沒有明顯
機基樁附生生物增加，是否可藉由魚礁效
來在興建離岸風機時，必須考慮到施工階
的影響，但在遠岸測站食物網的總系統能
應而提升其底棲生物、魚類生物量，甚至
段時間所造成的影響。
量流量比近岸測站來的高，可說明遠岸測
漁業資源。
離岸風場在運轉階段時（圖五a、b）， 以目前的食物網模式模擬分析的結果可發 現附生動物及附生藻類的生物量皆能有所
建構的食物網模式，只能看出短期的生態 系統影響。
站的生態系食物網結構比近岸測站相對穩 定，也顯示近岸測站受沿岸人類活動（尤 其是漁業活動）干擾較多。
提昇（粗線處），將會為當地海洋生態帶
從模擬分析結果得知，離岸風機在施工
來正面效應，預期可提升魚類及底棲動物
階段導致海水混濁，浮游藻類生產力及生
的生物量。因此，離岸風機除了可能會對
物量將會下降，預期會對其他生物生物類
海洋生物帶來一些負面影響（如噪音等）
群造成明顯的影響；運轉階段模擬分析顯
海洋中天然或人工的結構（如風機基
外，同時也可能帶來提升漁業資源正面影
示碎屑及附生生物生物量會增加，進而對
樁、沉船等）提供了廣大的礁體表面
魚類及底棲動物有正面影響，形成魚礁效
積，適於許多附著性生物（如藻類和
響的魚礁效應。
應，提升漁業資源量。綜合施工及運轉階 段之食物網模式模擬分析，發現施工階段
與生命兩相磨合，
的負面影響會持續到運轉階段。然而，目
風場的未來還有什麼可能？
前的資料是在測風塔豎立一年後所採樣及
﹝註一﹞魚礁效應（reef effect）：
腔腸、海綿、軟體、環節等無脊椎動 物）的附著生長。堆放後的孔隙與結 構形成許多新的棲地與庇護所，發揮 培育資源的效果。
附生藻類 附生動物
附生藻類
附生動物
圖五：模擬離岸風機運轉階段（第 3~10 年）碎屑、附生動物及附生藻類生物量增加（a）20％與（b）60％對其他功能群的影響。（作者提供）
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科技報導
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風機建設前的海洋必修課
建置風場所帶來的人工魚礁效應， 是福是禍？ 邵廣昭、陳靜怡、陳國勤
中央研究院生物多樣性研究中心。
北大西洋地區早在二十多年前就已開始
固著於海床的基樁式或浮錨式──均能有
機基座本體也有附著生物及誘集魚類的效
推動離岸風機的綠能政策，國際自然保育
人工魚礁或中水層集魚器（fish aggregation
果，可從海表面到海底，呈現出立體的
聯盟（International Union for Conservation
device, FAD）般的魚礁效應。丹麥的荷斯
魚礁效應。《麻省理工科技評論》（MIT
of Nature, IUCN）也在2010年完整評估過
韋夫（Horns Rev）為全球最大離岸風場之
Technology Review）曾以「離岸風機創造
離岸風機對海域生態的影響。當時的結論
一，根據丹麥水產資源研究所的研究，風
魚類新家」為題，報導歐洲北海的風機
是：在妥善減輕對策及嚴密監控下，其實
場在興建完成後的水產資源有增無減，且
基座已形成了一個複雜的生態系統（圖
正面影響多於負面，且風機對海域生態的
越近風機，物種數及豐度就越多。
一）。濾食浮游植物的貽貝在每座風機下
負面影響會隨著風機建造、運轉經驗逐漸 成熟及科技發展日益精進而越來越小。 相關建設在全球各地正如火如荼地推動
風機之所以會產生魚礁效果，主要是
的產量可達四公噸，吸引了許多海洋動物
因為風機的基座和沖刷防護的物體是硬基
像螃蟹和魚類等前來覓食，連原本棲息在
質，會成為附着生物藉以定居的基礎。風
岸邊的海豹也被吸引而來，形成了一個新
當中，而臺灣的風機計劃，由於打椿的噪 音可能會對中華白海豚等海洋生物造成衝 擊，因此在環保人士的抗爭下，突顯了風 機打樁噪音的一些負面效應，卻忽略風機 也會帶來人工魚礁及海洋保護區復育漁業 資源的正面效益。筆者等在苗栗竹南和彰 化已竪立的三座測風塔及兩座風機進行實 地潛水調查，本文將以此結果做初步報導 及觀念澄清。
離岸風機有「魚礁」奇效？ 依據國外的文獻，海上機組──不論是
圖一：海上風機與測風塔實拍。（邵廣昭老師實驗室）
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的食物網。 然而，目前有關的研究報告主要都在溫
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以和傳統的魚礁反而相輔相成，擴大了魚
這些風場在佈設風機時，只要能避開礁體
礁區面積及規模的作用。
並保持一定的距離，則兩者間會有互補和 加乘的功能。
帶海域，熱帶和亞熱帶海域的文獻十分缺
目前苗栗竹南風場有兩座風機位在崎
乏，因此科技部在經濟部的委託下，於前
頂人工魚礁範圍內，但側掃聲納結果，當
臺灣西海岸過去已投放過不少人工魚
（2017）年3月至今（2019）年4月推動了
地並無魚礁，距離最近的魚礁堆也有數百
礁，大多有很好的效果。根據筆者等在苗
兩年的「離岸風機對海洋生態的影響」的
公尺遠。海能風場內有外埔人工魚礁及公
栗外海對現存兩座示範風機所做的初步調
研究計劃，也將離岸風機的人工魚礁效果
司寮人工魚礁區丶桃園英華葳風場有觀音
查，已證實風機聚魚的效果相當好（圖
納入了研究的範疇中。
礁區；彰化的風場的位置內也有漢寶保護
二），且已吸引不少漁民在風機附近捕
礁、王功保護礁與福寶保護礁。因此未來
魚，甚至於造成覆網及棄網、破壞資源
離岸風機和傳統人工魚礁間的 競合關係 臺灣傳統人工魚礁區常被稱為「禁漁 區」或是「保護礁區」，是屬於海洋保護 區的一種。而離岸風機是一種經濟開發行 為，應會破壞海洋生態，因此多認為，若 風場欲通過環評，最好要避開人工魚礁 區。其實這個觀念並不正確，因為風機打 椿的點位本來就不會在既有的魚礁礁體之 上。如果兩者相距有50~100公尺以上，則 因風機本身也有人工魚礁的效果，且能兼 具底層魚礁與中層浮魚礁的雙重效益，所
圖二：竹南示範風機的魚礁效果卓著。（李淳銘攝影，2017 年 6 月）
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（圖三），未來還得僱潛水夫去清除。因 此建議未來的風場最好是完全禁漁。特別 是風場已做過了漁業的補償，如果能夠藉 此機會把風場變成海洋保護區或禁漁區， 讓魚有個安全的地方可以孵育成長，等到 溢出到風場外再捕撈，如此資源才可以永 續地被利用，製造雙贏。
竹南及彰化的離岸風機 與測風塔的魚礁效益 竹南及彰化海域的測風塔及風機豎立一 兩年後，在柱體上已有相當多樣的底棲附 著生物，如藤壺、牡蠣、棘穗軟珊瑚、雪 花珊瑚、軟木軟柳珊瑚、水螅、海綿、強
圖三：彰化福海測風塔上的大片覆網。（李淳銘攝影，2018 年）
韌鞭珊瑚和紅扇珊瑚等（圖四），推估未 來可能要2~3年以上，測風塔及風機基座 上的底棲生物資源才會達到穩定。魚類每 次調查均有二丶三十種，四次調查共記錄 到約50種以上的魚類，其中又以鮨科種類 最多，其次為笛鯛科與雀鯛科；在數量上 以條紋新雀鯛數量最多（圖五），其次為 燕尾光鰓雀鯛、鰏科魚類、三線磯鱸以及 箭天竺鯛。除此之外，還有六斑二齒魨、 單斑笛鯛、雙帶烏尾鮗、橫帶鱠和瑪拉巴 石斑魚等。 在種類組成上，風機的附著生物與人工 魚礁有些差異，主要是藤壺、軟體動物與 軟珊瑚這三大類。根據過去調查經驗，藤 壺是魚礁投放早期出現的前驅物種，尤其 鋼鐵材質為主的鋼鐵礁，在投放半年內，
圖四：苗栗竹南測風塔的魚群與豐富的軟珊瑚群體。（李淳銘攝影，2018 年 6 月 26 日）
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礁體的垂直平滑表面常長滿藤壺。測風塔 及風機為圓柱形鋼柱，只有垂直側面，加 上投放時間不長，因此藤壺的比例特別 高。隨著時間加長，藤壺的崎嶇表面將有 助於更多種類的生物附著生長，因此較早 安裝的測風塔上，軟珊瑚的比例已經接近 其它魚礁。 此外，測風塔及風機的柱體是由水面 直達海底，相較於在最底床的魚礁，會有 更多屬於中上水層的生物附著生長，例如 藻類僅生長在靠近水面的上段柱體的水深 5公尺範圍內，這裡也有較多比例的牡蠣 及貽貝類（軟體動物）生長。在魚類部 分，如將風機和測風塔的調查結果與附近 舊的人工魚礁區不同類型魚礁的效果來作 比較，其種類多寡順序為：測風塔＞鋼鐵 礁≈水泥礁≈風機≈電桿礁。也就是說，除 測風塔種數特別多之外，其餘礁型的魚種 數差別不大，但礁型差異對魚尾數則無明 顯分別。 根據調查結果，大致可看出測風塔的魚 類組成與鋼鐵礁較為相似，而風機的單體 基柱如果有護基拋石，則其效果和傳統的 水泥礁效果相似。測風塔的套管式基座， 在聚集魚類的效果上會比單椿風機來得
圖五：苗栗竹南風機 1 附近成群的雀鯛。（李淳銘攝影，2018 年 6 月 27 日）
好。因此，未來風場所採用的風機型式如 採用三腳或四腳的套筒式，會比單椿式更
改變環境風貌的意外驚奇
至是1+1＞2的加成效果。
能發揮人工魚礁的效果。至於效果會有多
過去曾有人質疑，風機產生誘集魚類
由於臺灣周邊海底底質90％以上都是沙
大，仍有待未來風場完成及運轉之後再去
的魚礁效果反而會加速被漁民捕撈，變成
泥地，而沙泥底棲性魚種的多樣性及經濟
做調查才能得知。
「生態陷阱」，使過漁問題更嚴重，殊不
價值均不若岩礁棲性魚種來得高，且臺灣
知這只是管理的問
礁岩性魚類資源因過度捕撈及缺乏天然岩
題；如果風機附近
礁的庇護場所，使得枯竭的情況也更為嚴
或風場能完全禁
重。因此，在沙泥地上投放人工魚礁或人
漁，就會變成正面
工棲所來復育岩礁魚類的資源的方法，早
的效益。也有人曾
已被學界所認同，如國際上迄今仍每四年
說：「這麼多的風
舉辦一次「國際人工魚礁及相關水生棲所
機，會改變了原有
會議」，截至前年已舉辦了11屆。
的海洋生態系」，
目前，還有不少國家已把投放人工魚
但實際上因為兩座
礁與「海洋牧場」或「栽培漁業」等政策
風機之間的距離
相結合並大力推動，而臺灣的人工魚礁復
至少在500公尺以
育漁業資源政策早在四十多年前即已開始
上，且風場所佔的
推動，目前已投放了88處人工魚礁區。然
面積在整個海域比
而，近年來因政府經費不足，已暫緩人工
例並不高，因此並
魚礁的投放，因此離岸風機的建設可用來
不會將當地原來的
彌補魚礁投放的不足，同時達到限漁與增
沙泥地生態系轉為
加海洋保護區的效果。這也可算是政府在
岩礁生態系，反而
推動綠能政策時，意料之外的收獲。
產生1+1＝2、甚
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風機建設前的海洋必修課
離岸風機噪音對於魚類可能的影響 張顥議、邵奕達
國立臺灣海洋大學海洋生物研究所。
風機與海：
噩夢降臨：
本身的氣動特性與電機元件的設計有關。
魚類生活恐面臨鉅變？
噪音與震動帶來的困擾
根據德國西門子公司設立於松德蘭海峽
大部分的風力發電廠都建立在岸邊，或
臺灣現在推行的離岸風力發電廠計畫，
是在離岸數公里的淺水區海床（約5~30
當中產生的噪音可能會造成魚類的生理影
公尺深）。然而，這些海域也同時是魚類
響，並波及當地賴以為生的養殖漁業。同
攝食及產卵的主要場所，提供許多海洋生
理，離岸風機的低頻噪音，也可能會改變
物的卵及幼體生存的棲地，因此具有高度
周遭海洋魚類的群聚組成，或鯨豚及其他
的生態重要性及敏感性。國際自然保育聯
大型洄游魚類的攝食行為與遷徙路徑。
（Öresund）的離岸風力發電廠而言，主 要是127與508赫茲（Hz）的低頻運轉噪音 （圖一），且裝置音壓也不會太高，但運 轉噪音是長期而不間斷的。
噪音帶來的聽覺損害
盟（IUCN）曾出版報告，論述離岸風機
離岸風力發電所產生的人為噪音，大致
離岸風力發電廠投入運轉後的營運時
區對海洋生物可能的時間與空間影響及程
上可分為「興建」與「營運」兩個時期。
間可以長達數十年，在這段時間之內運轉
度，當中值得注意的是，大部分在風力發
興建期間主要的噪音源為發電機組鋪設基
噪音將不會消失；因此，這項運轉噪音對
電廠附近的海洋生物生態環境，在監測項
臺時的打樁（piling）工程。傳統的打樁
於魚類的潛在影響，將可能是長期且連續
目和調查研究上都只以「現況調查」的方
方法牽涉到瞬間能量由打樁機透過樁柱對
性水下噪音對生物的影響，自然與「距
式進行評估，很少針對人為因子造成生物
土地的釋放，這個時候會產生寬頻、高能
離」和生物的「聽覺靈敏度」有關。動物
潛在影響程度的方式加以探討。
量的震波而向四方傳導。相較於聲音，打
的對噪音反應可分為幾個的不同的影響區
相較於視覺，聽覺對魚類而言可提供
樁時因牽涉到能量在瞬間釋放而且重複性
間，其中有不同的干擾影響和可能發生的
更好的感知能力，且可避免海水低能見度
頻繁，因而打樁所造成的震動是最應該被
傷害，包括生理傷害與聽力喪失、行為與
的限制，提供海洋生物非常廣闊的「視
重視的因子。雖然，興建期間的人為擾動
急性生理反應、訊號屏蔽以及慢性干擾，
野」。魚類的聽覺，實際上與震動感知能
（音壓、震動）強度較營運時期強，影響
是從聲源中心向外延伸而定義的區間（圖
力的靈敏度及形態演化息息相關，不同類
生物的層面預測也較直接，然而，興建期
二）。這些區域可能沒有明顯的界限，也
群的動物對噪音或震動的敏感程度，也有
間的打樁工程在時間上並不會持續很久，
不一定會實際發生，但是必然與噪音源的
相當大的差異。過去50年間，人為活動所製
在樁柱設立後就不會再發生。
音頻與強度以及物種聽力特性相關。
造的水下噪音大幅增加，然而，人們對水
另一方面，營運時期的噪音主要來自
所謂生理傷害與聽力喪失，是發生在
下噪音帶給海洋生物的影響所知不多。在
葉片運行時壓縮空氣的聲音與線圈及軸承
當暴露在足夠強度的人為水下噪音中，
墨西哥坎昆所召開的第13屆《生物多樣性公
運轉時的摩擦聲，因此風力發電機組的
可能會導致魚類或其他生物短暫臨時閾
約》締約方會議中，也將海洋噪音汙染列
運轉噪音與風力
為特別討論的議題並作成多項決議，包括
的強弱（葉片運
呼籲各國政府要加強此方面的研究工作。
轉速度）、葉片
圖二：水中動物對噪音反應的不同的影響區間，星號標記為噪音源位置。本圖 左側為興建時期打樁噪音的可能影響情況，右側為營運時期噪音的可能影響。 值得注意的是，因為營運時期運轉噪音的強度不如打樁噪音，因此內圈的生理 圖一：離岸風力發電廠運轉噪音的相對音壓圖及聲譜圖。（作者提供）
傷害或急性行為改變並不一定發生。
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移（temporal threshold shift）或永久閾移
程中就發現近距離內的美洲鯷（Engraulis
（permanent threshold shift）聽力損失，甚
mordax）、太平洋鯡（Clupea pallasii）
至死亡。這是因為高強度的寬頻噪音，例
與白顯齒海鯽（Phanerodon furcatus）出
如打樁或空氣槍，會損害內臟器官導致死
現鰾的撕裂及腹側與眼瞼微血管出血。此
亡，或內耳器官內的感覺髮細胞損傷。此
外，連續而長時間的環境噪音，更會造成
一現象在實際的打樁工程中也有觀察到，
無法回復的失聰，這是因為聽覺細胞在長
例如，在奧勒蘭大橋興建初期的打樁工
期刺激下，會因受到過氧化作用而釋放活
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氧性自由基，進而造成損害。
群體的行為與溝通亦受牽連 隨著音壓的下降，在距音源稍遠處的 壓力改變雖然不足以導致生物的瞬間傷 害。但是，海洋生物遠離聲源的行為的改 變與生理上的急性緊迫，可被視為噪音 對水中生物的另一項指標。例如，模擬 施工噪音會引起像是鰨（Solea solea）、 大西洋鱈（Gadus morhua）與歐洲海鱸 （Dicentrarchus labrax）等生物的逃避行 為，並瓦解黍鯡（Sprattus sprattus）與 大西洋鯖（Scomber scombrus）等迴游魚 類的群游模式。此外，驟然暴露在噪音 之中也會引起生物的緊迫反應，這類不 規律船舶引擎噪音，會暫升河鱸（Perca fluviatilis）、鰷魚（Gobio gobio）、大吻 異線 鳚 （Heterostichus rostratus）與高鯉 （Cyprinus carpio）血液中腎上腺皮質醇 （cortisol）濃度。
圖三：風力發電運轉噪音的實驗中，虱目魚血液中皮質醇的濃度變化。深色虛線為控制組，淺色虛線為 模擬距機組 100 公尺的音壓強度，實線為緊臨著機組的音壓強度。
此外，在聽覺範圍內較強度的噪音下 （如風力發電機組的運轉噪音與繁忙航道
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中船舶引擎的噪音），可能會掩蔽個體之
不到）時，也可能對生理造成慢性的干
續的時間點裡，此研究發現噪音組的虱
間的溝通，或者干擾對其他環境信號的接
擾。最近以虱目魚（Chanos chamos）
目魚頭腎中與皮質醇合成相關的類固醇
收。在環境噪音的干擾下，信噪比（signal-
與黑鯛（Acanthopagrus schlegelii）為實
生成急性調控蛋白（steroidogenic acute
to-noise ratio）的降低將會大幅度減少聽覺
驗動物，針對風力發電的運轉噪音對魚
regulatory protein, star）的基因表達量快
偵測的距離；尤其是當環境噪音的主要頻
類長期緊迫與能量代謝相關的相關研究
速上升，並伴隨著代謝皮質醇成為可體松
顯示：暴露在較強的風力發電運轉噪音
（cortisone）的第二11－β－羥基類固醇脫
（接近風力發電機組的位置）中的虱目
氫酶（11-β-hydroxysteroid dehydrogenase
魚有顯著高於控制組與遠離風力發電機
2, hsd11b2）表達量增加（圖四）。
率與重要環境聲學訊號的頻率相似或重疊 時，這樣的屏蔽效應會更加明顯。
長年累積下的慢性化生理影響
組100公尺外的運轉噪音的血液皮質醇濃
這代表著在長期噪音暴露下，虱目魚皮
若噪音干擾持續更久，在噪音強度
度（圖三）。然而，即使噪音導致的皮
質醇的合成量與分解量同時上升（higher
已經相當接近動物的聽覺閥值（幾乎聽
質醇濃度升高並未維持超過3天。在後
turn-over rate），此時雖然血液中皮質醇
圖四：風力發電運轉噪音的實驗中，虱目魚頭腎中（A）hsb11b2 的表達量變化，以及頭腎中 star（B）的表現量變化。深色虛線為控制組，淺色虛線為模擬距 機組 100 公尺的音壓強度，實線為緊臨著機組之音壓強度。
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濃度無顯著改變，但是會對於其他刺激更 加敏感，也代表著面臨的緊迫狀態。魚類 在如此慢性緊迫中，長期下來，能量的代 謝與分配也會受到影響。在黑鯛的實驗 中，筆者等也發現長期處於低頻的風力發 電運轉噪音中，會增加血漿中活性氧化物 質（reactive oxygen species）的含量（圖 五）。活性氧化物質的濃度可視為慢性緊 迫的指標，過高的活性氧化物濃度可能會 引起氧化壓力，使魚體細胞造成傷害。 圖五：黑鯛與風力發電運轉噪音實驗期間，黑鯛血漿中活性氧化物質濃度。
未完待續：魚類資源檢測與相關研 究仍待完善
延伸閱讀
置完成並投入運作。未來在此大範圍的設
緊鄰臺灣西部重要河川出水口的這塊海
立風力發電廠勢必須要有更完善的魚類資
域，是許多魚類的重要產卵場所。兩年後
源監測，以建構的噪音影響區間的實質影
在此區域內預估已有部分的風力發電廠設
響作用。
1. M. H. Andersson, Offshore wind farms-ecological effects of noise and habitat alteration on fish. Stockholm University PhD thesis, 2011. 2. A. N. Popper and M. C.Hastings, The effects of anthropogenic sources of sound on fishes, Journal of fish biology, 2009. 3. W. J. Richardson and C. I. Malme, Zones of noise influence, Marine mammals and noise, 1995.
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風機建設前的海洋必修課
海洋鳥類的生活， 在離岸風機建置後是什麼風景？ 丁宗蘇、林穆明
國立臺灣大學森林環境暨資源學系。
離岸風機與鳥類 風力發電是國際間發展快速且技術已趨 成熟的再生能源，由於低汙染、低能源需 求的特質，使它具有永續發展、延緩全球 暖化的潛力。作為一種綠色能源，監測、 評估並設法減輕風力發電對周圍生態的負 面影響，是世界各國發展風力發電時都應 該重視的工作項目。在臺灣，離岸風力發 電也是政府目前積極發展的綠能產業，然 而臺灣對海洋鳥類的了解不多，在風力發 電如何影響鳥類生態的議題上，過去並沒 有相關探討與關注。 鳥類是最直接受風力發電影響的生物類 群之一，許多國外研究均指出，陸域風力 發電機（以下稱風機）的設置會對當地鳥 類生態造成危害，而隨著風力發電逐漸由 陸地邁向海洋，離岸風機的相關研究也日 益重要。相較陸域風機，離岸風機對於多 數鳥類衝擊應較小，但對於海鳥及遷徙路 徑經過該地的候鳥，卻可能產生影響。 此外，由於離岸風場較難抵達、海鳥
各種衝擊中最直接也最受關注的類型。鳥 類的撞擊機率與不同鳥種的飛行高度與特
除了直接的棲地流失之外，風機的
性有關，根據過去陸域風機鳥擊相關的研
運轉及其存在，本身對鳥類即是一種干
究與調查，鸕鶿、雁鴨、猛禽、兀鷹與鷗
擾，鳥類可能會將風機視為具威脅性的
等鳥類，牠們的飛行高度與風機扇葉的旋
不明物體，避免經過及靠近。丹麥國家
轉範圍（也就是鳥擊發生的區域）高度重
環境研究中心（National Environmental
疊，其中對於鷹、鵰、兀鷹等壽命長、族
Research Institute）研究員拉森（Jesper
群數量低的高階消費者族群尤具威脅性。
Kyed Larsen）和馬德森（Jesper Madsen）
此外，季節、時刻、天氣、風機地點
於2000年便觀察到，粉腳雁（Anser
及高度等因子，也會影響鳥類受撞擊的機
brachyrhynchus）飛行通過風機時，若是
率，如高度仰賴氣流移動的猛禽及部分候
面對單一或單排的風機，牠們將維持與
鳥，牠們的飛行路徑經常與沿岸與離岸風
風機相距約100公尺的距離飛行；若面對
力發電廠重疊，這些物種遭風機撞擊的機
大量聚集的風機，其安全距離則提高到
率可能較高。英國鳥類學會（British Trust
約200公尺，顯示風機的存在確實影響
for Ornithology）生態統計學家鍾斯頓
了鳥類的飛行行為及路徑。事實上，在
（Alison Johnston）等人於2014年透過建
針對黃嘴天鵝（Cygnus Cygnus）、粉腳
立西北歐海鳥飛行高度模式，發現多數海
雁、白額雁（Anser albifrons）以及大杓鷸
鳥的飛行高度在海面上20公尺內，建議設
（Numenius arquata）的相關研究中，發
立轉軸較高的風機，以降低撞擊到海鳥的
現在風機周圍600公尺內的區域中，上述
機率；而其它研究也指出，撞擊事件往往 集中在天候不佳的期間，顯示天氣也是影 響鳥類撞擊率的一大因子。
及候鳥行為不易觀察等因素，調查與監測 的成本及難度較高，相關研究較為稀少， 目前僅以西北歐的數個離岸風場相關研究
失的棲地面積可能更大。
鳥種的數量顯著減少，甚至從該區域中消 失，顯示對部分物種而言，風機確實造成 了某種程度的負面影響。 成排的離岸風機可能形成鳥類難以跨越
風機所在位置與運轉才是關鍵？
的屏障，造成阻隔效應（barrier effect）以
較為完整及深入。除了少量針對鳥類族群
事實上，多數研究顯示鳥類撞擊風
及棲地的破碎化，遷徙的候鳥及往返覓食／
量及繁殖行為的觀察報告外，亦有針對風
機的機率並不高，例如隹維特（Allan
營巢地繁殖鳥的潛在影響尤其需要被重視。
機對鳥類生態影響所建立的標準調查方
L. Drewitt）和藍斯頓（Rowena H. W.
過去風機與鳥類繁殖相關的研究中指出，
法與監測指標，並透過分析鳥種飛行高
Langston）於2006年針對陸域風機鳥擊的
風機的干擾可能造成鳥類繁殖力與存活率
度、時間、空間與天氣等因素，建立模型
研究顯示，每具風機每年撞擊0.01~23隻
的降低，且可用棲地恐減少；對遷徙的候
以評估各目標物種的撞擊風險（collision
鳥類，平均撞擊1.7隻。但對於具有數百甚
鳥而言，則須調整牠們的遷徙路徑以避
risk），作為衡量各離岸風場對鳥類生態
至數千支風機的大規模風力發電廠而言，
開、繞過風機，將造成額外的能量消耗，
衝擊的參考。
其整體撞擊鳥隻數仍相當可觀，對於特定
長期而言對其族群可能造成負面影響。
需受保護之類群（例如猛禽）而言，風機
離岸風機所造成的干擾以及棲地喪失，
鳥擊造成的額外死亡率仍可能對其族群造
可能迫使鳥類族群整體遷離，甚至提高族
成顯著的傷害。此外，離岸風機及施工設
群的死亡率，幸好海洋的棲地特徵較為均
離岸風力發電對鳥類的衝擊，主要可
備機具所覆蓋的海域，對於該處覓食的海
質，對多數鳥類而言棲地替代性高，若
分為直接撞擊、棲地喪失與劣化及干擾與
鳥屬於直接的棲地喪失，風機與風機間的
能在設置離岸風機前預先針對鳥類生態進
阻隔等三種類型。其中，鳥類飛行經過運
海域則可能因受風機切割形成多個小區，
行調查與評估，選擇衝擊性較低之適當廠
轉中的風機，遭到扇葉直接撞擊死亡，是
難以被鳥類所抵達及利用，導致實質上喪
址進行架設，且其規模不是過於廣大與密
海鳥的飛行危機
中華民國一○八年十二月十五日
集，對鳥類的衝擊應是相對輕微的。
專題報導
SciTech Reports
19
離岸風場來說，環保 署網站所公開的環評
臺灣風場內的鳥類又是如何？ 全世界目前已設置的離岸風場，幾乎皆 位於溫帶。臺灣位於亞熱帶，周邊海域的 海洋性鳥類，其種類與密度遠低於溫帶海 域，而且種類也大不相同。出現在臺灣海 峽的鳥類，主要以候鳥為主；定居性的留 鳥非常少，繁殖鳥類數量不多，主要以燕 鷗為主，這點與世界上其他溫帶風場有很
調查報告，總共僅記 錄到58種、共四千多 隻次的鳥類。而後筆 者等受科技部委託， 於前（2017）年至去 （2018）年在臺灣海 峽進行研究調查，96 天次海上目擊調查也 僅共記錄67種、8466
圖一：臺灣海峽是上方「東亞島鏈遷移線」與下方「大陸沿岸遷移線」間最 頻繁的換線站；虛線交叉處為換線站，星號標記的交叉為臺灣海峽所處位置。 （作者提供）
大不同。 臺灣位於東亞候鳥遷移線交會點。東亞 候鳥遷移線有二條主要路線，一是東亞大 陸邊緣的大陸沿岸遷移線，另一是自阿留 申群島、千島群島、庫頁島、日本群島、 琉球、臺灣、菲律賓、東南亞諸島以至澳 洲的東亞島鏈遷移線。臺灣海峽是東亞島 鏈遷移線與大陸沿岸遷移線最接近的地區 （圖一），對於分別在東亞大陸及島鏈度 冬或繁殖的候鳥，臺灣海峽是其重要遷移 管道，會在季節遷移時通過臺灣海峽。 就臺灣的鳥類相，分別在東亞大陸繁 殖、島鏈度冬（或是島鏈繁殖、東亞大陸 度冬）的臺灣冬候鳥、夏候鳥、過境鳥 及海洋性鳥類，總計至少有350種，數量 至少有數百萬隻（以計數資料最完整的灰 面鵟鷹及赤腹鷹為例，每年至少有超過 十萬隻個體經過臺灣）。但海域鳥類調 查並不容易，候鳥也大多集中在短暫時 間內通過。就臺灣海峽通過環評的21個
圖二：臺灣海峽的鳥類目擊調查，顯示物種組成以遷移性候鳥及燕鷗為主。
中華民國一○八年十二月十五日
專題報導
科技報導
20
隻次。由此可見，目前對於本資料的收集 仍有很大的成長空間，更何況進一步地深 入調查。 就筆者等所進行的海上目擊調查，物種 組成以遷移性候鳥及燕鷗為主（圖二）。 若以鳥類調查最常用的「不定距離穿越線 法」來估計鳥類密度，所調查到的鳥類總 密度約為每平方公里1.78隻，也就是每公 頃0.018隻，密度最高的前十種鳥類列表於 表一。每公頃0.018隻這數字乍看之下非常 低，因為臺灣陸域環境的鳥類密度約為每 公頃10~40隻，但這是由於海上的鳥類很 多無法浮在水面上，需要盡快飛離海域， 而穿越線法假設鳥類均停留在調查範圍 內，候鳥這樣的短暫飛行穿越並不符合穿 越線法的前提，實際數量的統計也需要倚
圖二：臺灣海峽的鳥類目擊調查，顯示物種組成以遷移性候鳥及燕鷗為主。
賴其他方法。海域鳥類數量的確相當少， 遠低於陸域，外海風機對鳥類衝擊，應該
大型鳥種於500公尺高度尚能調查到，但
訊，因而難以偵測貼近海面飛行的鳥類。
多數鳥種要在200公尺以下比較容易被偵
這造成目擊調查與雷達監測，都不能完整
測到。就筆者等的調查，6732筆可估計飛
評估在風機扇葉範圍內飛行的鳥類比例，
行高度的鳥類目擊調查紀錄中，接近一半
也造成後續評估生態衝擊時的不確定性。
是在海面上0~5公尺的高度，飛行高度在
海上鳥類目擊調查僅能於白天光線良好
然而，海上鳥類目擊調查幾乎只能調
100公尺以上的紀錄非常少，由這樣的目
時進行，然而因為夜間氣流較穩定，大部
查到飛行高度低的鳥類，鳥類飛行高度愈
擊調查紀錄，在風機扇葉範圍內飛行的鳥
分遷移性候鳥是利用夜間遷移。環保署網
高，愈容易遺漏，超過人類肉眼目視範圍
類比例約為21％（圖三）。
站所公開的離岸風場環評調查報告，大多
遠遠低於沿岸風機，但目前了解仍相當粗 淺，有許多部分仍待釐清。
鳥類飛行高度，從何而知？
者很難被調查人員察覺。根據過去在陸域
不過，鳥類遷移時的飛行高度，大多
是在夜間進行，只有少數報告有24小時連
進行的研究顯示，晴天狀況下，猛禽飛行
是數百公尺甚至是數千公尺，目擊調查無
續進行的雷達觀測。筆者等統整這些24小
於500~600公尺高度時已不容易以肉眼看
法偵測到這些鳥類。雷達可以偵測鳥類等
時連續進行的雷達監測資料，結果顯示，
見，在700~900公尺高度時則可能完全看
飛行生物的飛行高度，但是因為海面波浪
過境季時鳥類大多在夜間飛越海域，夜間
不見；根據筆者等的海上鳥類觀察經驗，
的干擾，雷達在接近海面的範圍有很多雜
疑似飛行生物的軌跡信號數為日間數量的
中華民國一○八年十二月十五日
專題報導
SciTech Reports
21
圖四：臺灣離岸風場環評調查報告中，24 小時連續進行的雷達觀測資料顯示鳥類於過境季時大多在夜間飛越海域。
兩倍以上（圖四）。因此，日間以海上目 擊調查所得到的資料，僅是通過海域鳥類 的一小部分。
用多種方法及儀器； ．夜間、惡劣氣候（強風、
表一：雲彰隆起海域，季節性環境變化與海洋基 礎生產力的概念圖。
霧）時離岸風電對鳥類的生 態衝擊，目前仍難以評估。
突破調查限制的那一天⋯⋯
物種
密度（隻∕平方公里）
1
家燕
0.46
2
黑腹燕鷗
0.18
3
燕鷗
0.13
目前，筆者等對海域的鳥類了解相當有
希望未來隨著臺灣離岸風
限，仍有許多需要調查確定之處，也難以
場的迅速建置，能盡快補強這
有信心對離岸風場鳥類的衝擊做出正確評
方面的基礎調查及衝擊評估，
4
紅領瓣足鷸
0.12
估。但就臺灣的狀況及目前的初步調查，
並依結果採取適當的減緩對應
5
白翅黑燕鷗
0.08
團隊得到一些結論：
措施，盡量降低再生能源所帶
6
鳳頭燕鷗
0.07
7
小燕鷗
0.05
8
東方環頸鴴
0.04
9
大水薙鳥
0.04
10
白眉燕鷗
0.03
．外海風場對鳥類的衝擊，應低於沿岸風 場； ．過境候鳥及繁殖性燕鷗族群，是我們特 別需要關注的重點； ．各類調查方法都有其限制，必須同時運
來的生態負面衝擊。
中華民國一○八年十二月十五日
科學文摘
科技報導
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國中會考不會考 數學簡單不簡單 舒宇宸
臺灣大學應用數學博士，用數學經歷過財務金融、奈米科技、醫學影像及科學防疫的跨域工作者。
（與《科學月刊》第595期共同刊載）
「簡單」的數學題目 今（2019）年，國中會考出現一題「簡 單」的數學問題（圖一）。以題目所提供 的防護率公式，在第一小題由防護率反 推防曬指標SPF，並於第二小題由SPF推 導防護率。題目定義，SPF 25的防護率是 24⁄25=96％，SPF 50則是49⁄50=98％，代 表第二代防曬乳液只比第一代多提供2％ 的防護率，所以此文宣並不合理。看完本 題，感覺似乎非常生活化，但是當筆者靜 下心，用手指沾個水在腦袋上畫個圈，於 此完美犯案的場景中，靈光一閃地說出柯 南的招牌對白：「犯人，就在題目中！」
而筆者所說的完美犯案，就是題目的
學工具等難以被推翻的過程，接著給讀者
防護率公式，強迫讀者以防護率看待此問
豁然開朗的精神刺激，再夾雜著13％的假
題。所以，過程沒有錯，答案也非常完
資訊 ﹝註一﹞ ，人們便很容易信以為真。
美。但仔細思考，能把皮膚曬傷的部分，
於是筆者搜尋相關資料，發現之前網路上
應該考慮的變因是會穿透防曬乳的灼傷輻
曾流傳防曬乳從SPF 25到SPF 50防護只有
射比例，而非被阻擋掉的比例。因此考慮
提升2％的文章。筆者沒想到這種不會考
SPF 25防曬乳的穿透比例是1⁄25=4％，而
也不該考的網路文章居然真實成為會考的
SPF 50的穿透比例降到1⁄50=2％，不就是
考題！這類文章，常常誤導思考，網路上
少一半的穿透光，提高對皮膚的保護2倍
的數學題「為何多／少了一塊錢」就是一
嗎？這不該是個數學公式跟科學素養起衝
例：「某人原先口袋中有50元。購買20
突的年代，運用科學或數學解釋生活的情
元的防曬乳與15元的數學考卷，再買9元
境，不正是希望學生學會的嗎？如果考生
數學答案卷，再把剩下的6元買零食。然
以上述穿透比例方式作答，在標準答案的
後他就利用試算表將交易的細項做成表格
框架下可能不會得分，因為對老師而言，
（如表一）。
考試的答案要能簡單批改用此考題來測驗
哇！花費的加總沒錯，但找錢的加總卻
科學素養，合適嗎？。
比原來多1元！」 此題目讀者或許能一眼看出問題，但
媒體素養與神奇的1元
是在生活中筆者也曾遇過類似案例，尤其
談完科學素養，接著討論媒體素養。
是在記帳時，將消費時找回來的錢記在收
這次的會考據說示範如何以數學考題檢驗
入，導致總計越來越多的窘況。同理，防
媒體素養，甚至有粉絲專頁提到讀者曾讀
護率公式並沒錯，只是會引導學生錯誤的
過相關網路文章。會造成此情況，筆者認
思考方向。在今年1月舉辦數學建模黑客
（國立臺灣師範大學心理與教育測驗研究發展中
為有一類的網路文章是假新聞中較難破解
松時，就希望學生們學習運用數學方式破
心）
的，舉例來說，一篇假新聞中87％使用數
除假新聞。當時邀請的師大電機系教授賴
圖一：108 年度國中會考數學科非選擇題第一題。
李組長眉頭一皺 案情似乎不單純 108課綱採取素養導向，看得出大考中 心試圖讓數學考題取材生活化，以檢驗學 生是否能運用數學解決問題。可是瑞凡， 你知道真實世界有多複雜嗎？防曬係數的 問題留在課堂中探究會是一個非常好的課 題，但基於這是數學考卷，那就只好假裝 「簡單」地在實驗室中，處理這個數學問 題。SPF 25指塗上防曬乳後只有1⁄25的灼 傷輻射可以通過塗層到達皮膚，假設沒擦 防曬乳會在曝曬1分鐘後曬傷，那麼擦了 SPF 25防曬乳的曬傷時間就會增加為25分 鐘。而SPF 50就只有1⁄50的灼傷輻射可以 傷害皮膚，按時間計算是50分鐘，一堂體 育課回來都不會被曬傷呢！
原本口袋中的錢
50
花費
剩餘
20
30
15
15
9
6
6
0
50
51
多了 1塊錢
科學文摘
中華民國一○八年十二月十五日
SciTech Reports
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以威，示範利用數學分析新聞中的數字估
點是今年的數感盃。活動當中，有一篇
每件事情都能預料，那還會有驚喜嗎？而
計。他曾在數感實驗室撰寫一篇關於高
高中組的得獎作品在網路上被大肆批評，
不在邏輯推理範圍內的，是人性。而唯一
雄跨年夜市賣出2萬杯木瓜牛奶新聞的看
工作團隊及小編出面為該篇作品辯護。但
看透真相的，不是柯南，是數學。筆者認
法。這些案例都是提醒讀者，當看到誇大
意外的是，原作者來信表示要自己面對，
為：「如果人們相信數學簡單，那是因為
的新聞或文章時，是不是該靜下心來，思
並給出說明。這對一個高中生來說實屬不
他們已體悟真實世界的複雜。」
考內容的邏輯與數字的關聯性？筆者感
易，也感動了團隊。當筆者翻閱自己對該
嘆：「這不就是我們希望學生獲得的媒體
篇作品的評審紀錄，筆者在數學上並無給
素養嗎？」
予高分。但由於評審們是一個跨領域的團 隊，評分方式不只侷限於數學，進而觸發
跳脫思考框架與數感活動體悟
整起事件。
其實要處理真實世界的問題，除了簡
在思考探究數感盃事件之後，筆者認
單的數學，還有許多應考量的因素。舉例
為這其實是跨領域團隊所帶來的效益，或
來說，在處理學生成績問題時，是否應依
許上述的會考題目經過物理老師檢視後會
照考試的成績結算，還是同理學生在學習
有所不同。所以筆者在此也邀請更多數學
上的挫折進行非線性調分？在生活方面，
家能參與類似的跨域活動，轉換一下思
因生活費有限，是否利用數學最佳化規劃
想的羅盤，跳脫數學的邏輯框架。舉例而
預算，或全用在結婚紀念日給內人一個驚
言，在面對數感盃的新詩或專題寫作，數
喜？生活中，數學能處理的，僅僅是「簡
學與文學的跨域對談，絕不能死守數學非
單」的層面。買禮物付錢是減法，而收禮
黑即白的領域；其中詩詞間的想像、男女
人的心情雀躍則是魔法。如同忙碌的生活
之間的愛情或兄弟之間的義氣等，會感動
中，會有撰寫此文章的衝動，除了讓學生
人的，極少是邏輯推理的結論，反而是人
對會考的題目有正確的認識，另一個關鍵
與人之間的情義。在真實的世界中，如果
﹝註一﹞87％與13％源於網路用語，並非真 實數據。
延伸閱讀
1.有效防曬指標一篇完全搞懂！除了 SPF 跟 PA 你還至少該 懂這些！防曬全攻略2，https://reurl.cc/ljepv。 2. 數感生活—— 2 萬杯木瓜牛奶得用多少牛奶 ? ， https:// reurl.cc/MxNWX。 3. 數感盃青少年寫作競賽【#高中職組專題報導類】銅獎， https://reurl.cc/bjEq6。
中華民國一○八年十二月十五日
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科技報導
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產官學研
中華民國一○八年十二月十五日
SciTech Reports
近期研討會資訊 【第三屆《Hit AI & Blockchain》人工智慧暨區塊鏈產業高峰會】 時間：2019 年 12 月 19 日 ■ 地點：臺北市／喜來登大飯店 ■
【2020 臺灣認知神經科學學會暨研討會】 時間：2020 年 1 月 18 日 ■ 地點：臺南市／成功大學 ■
全球 IT 研究權威顧問機構 Gartner 指出，人工智慧與區塊鏈是 2020 年 企業必須了解的策略性科技趨勢。Hit AI & Blockchain 人工智慧暨區塊鏈
臺灣認知神經科學學會每年舉辦年會暨研討會，目地在於鼓勵國內從事
產業高峰會邁入第三屆，是臺灣首創結合人工智慧與區塊鏈領域議題的
認知神經科學及相關領域研究的學者及研究生，透過參加會議發表，呈
最高規格峰會。會中，將邀請國內外業界頂尖意見領袖，共同深度探討
現研究工作的進程，也藉由參加會議的機會促進交流，增加研究項目合
人工智慧與區塊鏈的現況與未來，包括人工智慧的廣泛應用、證券型代
作的機會。此外，年會也設有學生優秀論文比賽，誠摯歡迎相關專業人
幣與去中心化金融等議題，盼能藉此接軌國際，協助臺灣相關產業生態
士的參與。
圈持續興盛與進步。歡迎查看更多訊息（https://pse.is/NJ2CW），搶先 站上擘劃未來藍圖的制高點，用人工智慧與區塊鏈布局大未來！
【第 13 屆環太平洋白蟻研究學群會議】 時間：2020 年 2 月 12~13 日 ■ 地點：臺北市／臺北市立動物園 ■
【第 16 屆科技教育研究與發展學術研討會】 ■ ■
時間：2020 年 4 月 18 日 地點：高雄市／高雄師範大學
環太平洋白蟻研究學群（Pacific-Rim Termite Research Group, PRTRG），
此次研討會將探討科技領域課綱（生活科技教育、資訊科技教育等）、
多年來聚焦白蟻基礎與應用研究。此會為每兩年舉辦一次的白蟻專門會
跨領域教育（Maker 自造教育、STEM ∕ STEAM、人力資源教育、12 年
議，邀集來自太平洋周圍各國，包含印尼、泰國、馬來西亞、新加坡、
國教素養教育相關等）與工業及工程科技（工程教育、工程設計、能源
越南、臺灣、日本、韓國、中國、美國與加拿大等地的白蟻研究人員及
及冷凍空調等）相關主題，歡迎對相關主題有興趣者一同參與，如欲報
廠商。明（2020）年將是 PRTRG 睽違 13 年後再度來臺舉辦，臺灣昆蟲
名請洽官網（https://scimonth.pse.is/L6A2A）。
學會誠摯地邀請白蟻及白蟻防治相關研究領域有興趣的學者、專家及學 生們與會，相信您將會有豐厚的收穫！
【跨域對談：AI 科技與法律專業研討會】 【2020 全球網際網路會議】 ■ ■
時間：2020 年 4 月 20~24 日 地點：臺北市／國際會議中心
全 球 網 際 網 路 會 議（The Web Conference）， 由 歐 洲 核 子 研 究 組 織
■ ■
時間：2020 年 4 月 25 日 地點：臺北市／臺北律師公會
「AI in Law」其來有自，人工智慧現今在法律應用的實踐早已屢見不鮮， 據調查，使用適當的人工智慧工具，可將文件審查與編集的時間成本降
（CERN） 在 1994 年 發 起， 並 由 國 際 全 球 資 訊 網 會 議 委 員 會（The
低 80％，預估每年能為法律從業人員削減 36 萬小時 以上的精神損耗；
International World Wide Web Conference Committee）主辦，旨在為世界
甚者，英國法律和技術雙領域備受尊崇的蘇斯金（Richard Susskind），
提供一個重要的論壇，聚焦探討全球網際網路的未來發展、相關技術的
亦曾表示這趨勢會持續發展，並在 2020 年前白熱化。此次會議特邀重
標準化以及這些技術對社會和文化的影響。本次會議結合主題性演講、
量級講者－－微軟全球助理法務長∕臺灣科技產業法務經理人協會副理
網際網路研究發展研討會和課程，大會主題包含網路挖礦、內容分析、
事長施立成，以其在產業服務多年的豐富歷練提供精闢實用的內容歡迎
社群網路分析等。這將是本系列會議有史以來，第一次在臺灣舉行，必
至官網（https://scimonth.pse.is/MEPBY）報名。
然引起全世界從事網際網路研究及網路產業發展者的重視。
【2020 國際健康照護研討會】 時間：2020 年 4 月 30 日 ~5 月 1 日 ■ 地點：高雄市／輔英科技大學 ■
國際健康照護研討會（IHC）旨在促進國際及跨領域間之健康照護教育、 臨床照護和研究的學術交流，2011 年首次由輔英科技大學護理學院舉辦。
【2020 第十二屆亞洲骨整合學會年會】 時間：2020 年 10 月 23~25 日 ■ 地點：臺北市／福華文教會館 ■
亞洲骨整合學會年會，為 2005 年起定期於亞太地區舉辦的大型國際會 議。在透過此一非政府醫療組織協調推廣下，辦理相關醫療衛生交流活
近年來，本研討在增進創新照護、智慧醫療及跨領域整合於健康照護、
動，以促進全世界口腔植體研究資訊交換。第一屆會議於 2005 年在韓國
智慧醫療及跨領域整合於健康照護之交流與應用。輔英科技大學由張鵬
首爾成功舉辦後，隨後於亞洲各國爭取定期舉辦，臺灣於 2007 與 2012
圖博士於 1958 年在屏東縣東港鎮創立，是以健康為主的大學，在南臺灣
年承辦會議後，再度爭取到「2020 年第十二屆亞洲骨整合學會年會」來
具有歷史且最好的護理和健康相關科系學校，而護理學院的使命是以醫
臺舉辦，希望藉此良機邀請國內外知名專家學者進行學術研究與經驗分
護專業特色整合健康社會需求及區域資源，提供優質的教學與研究環境，
享交換，並展示臺灣在口腔植體醫學研究的實力，提升國內相關醫療研
締造地方發展產業所需的人才及研究成果。
究學術地位，讓國際專家有機會了解臺灣在此一領域的努力成果。
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中華民國一○八年十二月十五日
產官學研
科技報導
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AI協助找尋世界遺產「納斯卡線」 【本刊訊】納斯卡線（Líneas de Nazca）
它地理相關數據等，透過分析後發現多達
是位於祕魯納斯卡沙漠地區的大型線條圖
143個全新的納斯卡線圖形。此發現中包
案，同時也被列為聯合國教科文組織的世
括生物與物件的圖形，圖形的起源可追溯
界遺產之一。納斯卡線包含各種類型的圖
至西元前100至西元300年左右。研究人員
形，包含人類外型、動物造型與各種物件
表示，這是首次利用AI系統針對航空圖像
等，而目前尚不清楚納斯卡線的由來以及
與大量數據進行分析並尋找納斯卡線的研
功能。另外，由於該線條圖案非常巨大，
究。除了尋找尚未發掘的圖形之外，此研
在地面上不易發現，必須透過各種的航空
究也能協助研究單位及政府當局研擬保護
與衛星照片才能一窺完整面目。時至今日
這些世界遺產的政策。目前該地區有許多
尚有許多的納斯卡線待科學家及探險家
的開發計畫，極有可能對納斯卡線造成威
發掘。而近日，日本山形大學（Yamagata
脅與破壞，因此必須盡速找出其它的圖像
以利後續的保護工作。 因尚有許多未被找尋到的納斯卡線，後 續研究團隊試圖利用更強大的AI系統，分 析其他的航空照及地形圖等數據，以便更 快速且準確地找出納斯卡線，提供科學家 更多證據追尋納斯卡線的起源。
新聞來源
143 New Geoglyphs Discovered on the Nasca Pampa and Surrounding Area, https://reurl.cc/D1epQ6.
University）的研究團隊與日本IBM共同合 作，利用AI技術對航空照進行分析，也因 此揭露過去從未被發現的全新納斯卡線。 由山形大學酒井教授（Masato Sakai） 所領導的研究團隊與日本IBM合作，利 用IBM的深度學習平台Watson Machine Learning運作全新開發的AI系統，搜尋祕 （Pixabay）
魯納斯卡沙漠地區的航空照、地形圖與其
沖馬桶不再浪費水！特殊塗料讓排遺不沾黏 【本刊訊】水資源匱乏的困境迫在眉
塗料構成，可用於碳鋼、陶瓷及其他堅硬
矽等。他表示，如果此塗料能廣泛應用，
睫，目前全球約有一半的人口面臨缺水的
的表面材質。LESS塗料的第一層噴霧材
將有助於減少水資源的使用及浪費，並且
窘境，因此節省水資源是現代社會的重要
質是一種類似毛髮的結構，其構造十分細
舒緩水資源取得不易地區的缺水危機。
議題之一。而在日常生活中，最容易浪費
微，肉眼難以辨識，並且塗上材料表面後
現階段王京與研究團隊成員已成立銷售
水的情況莫過於廁所的馬桶用水，根據統
號稱可永久固定；第二層材質則是覆蓋於
相關產品的企業，並致力於推廣LESS塗
計，全球每日的馬通沖水量高達1410億公
第一層塗料之上的潤滑劑，可使馬桶上的
料，目前LESS塗料可於網上購買使用。或
升，如果能減少沖水馬桶的用量，勢必能
排遺、髒污及細菌等物不沾黏且順利滑
許在不久的將來，一般家庭的馬桶清潔不
舒緩各地的缺水情形。近日，由美國賓夕
落，但此材質需定期補充。根據塗料的耐
再是令人頭痛的麻煩事，同時也能節省水
法尼亞州立大學（Penn State University）
久度測試結果顯示，此塗層可歷經500次
資源。
的研究團隊，研發出一款可用於馬桶表面
的沖洗，一般四人小家庭所使用的馬桶約
的塗層，號稱能使排遺更容易沖刷乾淨，
每兩週進行補充，而公司行號等使用量較
同時與傳統馬通相比，能節省90％的沖水
大的地點，則需兩三天補充一次。此外，
用量。
研究團隊表示該塗料也可用於無水馬桶，
由於人類的排遺具有相當的黏性，因
維持其清潔。
此在日常如廁時，常會面臨馬桶沖不乾淨
至於LESS塗料經過馬桶沖水後進入自
的狀況，也造成使用者需不斷沖水，才能
然環境後的影響為何？根據研究人員王京
將排遺沖洗乾淨。對此，研究團隊所開發
（Jing Wang）於The Verge的報導中表示，
的固定液體光滑表面（liquid-entrenched
第二層的塗料沖刷後，會分解成對環境相
smooth surface, LESS）塗料，由兩種特殊
對無害的物質，如水、二氧化碳及二氧化
新聞來源
Jing Wang et al., Viscoelastic solid-repellent coatings for extreme water saving and global sanitation, Nature Sustainability, 2019.
產官學研
中華民國一○八年十二月十五日
SciTech Reports
27
讓金屬可以摺！摺疊機器人進化更輕更方便 【本刊訊】為了製造兼具伸縮、變形與
（platinum）等金屬離子溶液，再以氬
障。另外，使用該材料製作的機械骨架本
柔軟特性的機器人，科學家不斷開發各種
（argon）氣燃燒加熱至800℃，並置於
身具備感應及通訊功能，因此不須再外加
材料以達到需求。一般而言，常見的金屬
500℃的空氣環境中，最後浸泡於彈性體
其他的感測等電子設備，此特性也大大增
材料較硬，因此不太適合作為摺疊機器人
（elastomer）溶液內固定材料形狀，形成
加該材料的應用端。
（origami robot）的材料。但新加坡大學
厚度僅0.09毫米（mm）的金屬材料。
後續研究團隊將持續改進此材料，藉此
（National University of Singapore）的團隊
研究人員表示，材料具有許多優點。第
新增更多的功能。目前團隊正積極研發將
發表於《科學機器人》（Science Robotics）
一，材料的重量僅為同體積紙張的三分之
電化學活性材料（electrochemically active
研究，開發出一款金屬材料，不只質量輕
一，甚至比目前常用的機械材料的重量較
materials）融入該材料之中，將使材料本
盈，同時也具伸縮彈性，適合作為機器手
低；第二，具備良好的導電率；第三，具
身即是電池，並製造出可自行供電的儀器
臂、義肢或是特殊救災等裝置。
有防火耐高溫的特性；第四，通電後可產
設備；另外團隊也在嘗試利用其他的金屬
以往製造摺疊機器人（origami robot）
生熱能，即使嚴寒的環境之下，裝置也不
材料，以降低製作成本。
時，大部分都是採用紙類、塑膠或橡膠等
會因溫度過低而故障；第五，可無線遠端
材料。雖然上述的各種材料重量較輕，卻
操作。上述的優點使該材料可作為各種應
也必須外加感測裝置及電子設備，造成機
用，例如做為機械手臂或義肢，因材料本
器的體積與重量增加。而研究團隊研發出
身的的重量較輕，對使用者的負擔較小；
的金屬材料，則可兼具輕盈與小體積的優
而良好的導電特性、無線遠端操控功能、
點。製作過程利用紙張進行摺紙塑形，
防火及自身產生熱能的特性，即使作為極
塑形後將紙張浸入氧化石墨（graphene
端環境的使用裝置，或是各種災害現場的
oxide）溶液中，後續於材料上滴入如鉑
搶救設備，都不會因為環境的變化而故
新聞來源
Haitao Yang et al., Multifunctional metallic backbones for origami robotics with strain sensing and wireless communication capabilities, Science Robotics, 2019.
資安漏洞 無人機也可能被駭客攻擊 【本刊訊】近年來，無人空拍機、無人
舉例而言，這些載具是利用特殊的演
載具及各種遠端操控的設備如雨後春筍般
算法，使其能夠於預設好的特定軌跡中運
相繼出現於各領域。舉例而言，美國亞馬
行。但由於載具運行的期間，可能會遭遇
遜公司（Amazon）利用無人飛機載具作為
各種未知的外在因素，例如路面不平，或
貨品運輸用途，該策略不只能節省人力成
是空中遭遇強大的氣流而導致運行軌跡偏
本，甚至能成為吸引民眾購買產品的噱頭
離等，因此演算法在設計時會給予載具預
及誘因。但許多人不知道的是，這類運輸
設一定程度的偏差（deviation），以應變
載具的安全系統其實並不可靠，如果有心
在運作期間可能遭遇的各種不確定因素。
人士企圖駭入載具內的系統並非難事。
但駭客或有心人士則可能利用此偏差作為
近日，來自加拿大英屬哥倫比亞大學
攻擊目標，進而影響或破壞載具的運作。
（University of British Columbia）的研究
而研究團隊開發的程式系統，可迅速找出
團隊，設計出三套攻擊模式，對無人載具
載具運行期間所設定的偏差並進行攻擊，
進行駭入與破解。研究人員帕塔比拉曼
而此入侵方式則無法在第一時間被控制中
也避免更多的人才損失。目前研究團隊正
（Karthik Pattabiraman）表示，團隊的攻
心察覺。
試圖提出更多的改善方式，例如載具本身
擊模式是針對載具設計的弱點進行駭入，
研究成員的戴許（Pritam Dash）在受訪
藉此操控載具的行為，進而使其偏離任務
時表示，此研究是為了找出這些無人載具
的目標或是癱瘓載具本身。而令人擔憂的
的設計缺陷，由於未來無人載具的發展只
是，這些攻擊無法利用現行常見的檢測方
會越來越蓬勃，因此勢必要加強載具的防
式發現。
護措施，以減少被有心人士攻擊的機會，
（Pixabay）
能隨時調整偏差，藉此阻擋攻擊。 新聞來源
Pritam Dash, Mehdi Karimibiuki and Karthik Pattabiraman, Out of control: stealthy attacks against robotic vehicles protected by control-based techniques, ACM Digital Library, 2019.
中華民國一○八年十二月十五日
產官學研
科技報導
新規範有望終結AI犯的錯？
28
廣告索引 ......................................1 貝克曼.
【本刊訊】機器學習的演算法常發生所
University）與巴西南里奧格蘭德聯邦大
謂的不良行為（undesirable behavior），隨
學（Universidade Federal do Rio Grande do
之而來的各式偏誤（bias）也可能造成使用
Sul）研究團隊打造新方法來優化AI行為，
者財務損失，或延誤醫學上的診斷。為避
避免產生不必要的傷害。
錫昌. ........................................3 雙鷹. ........................................5 ....................................6 牟博科技. 勵眾生活. ...................................10 尚上. .................................... 11,23 科光. .......................................12
免人工智慧（artificial intelligence, AI）產品
研究過程中，團隊透過兩個具體案例強
睿嘉. .......................................13
得出錯誤的結論並降低它們的錯誤率，日
調這個問題。第一個案例是利用AI輔助胰
龍躍. .......................................15
前研究員於Science期刊發表一款通用架構
島素幫浦（insulin pump）自動化管理糖
（general framework），以規範AI的行為。
尿病患者的療程，此工具可容忍的錯誤率
科羅耐. .....................................19
過去幾年，人工智慧在深度學習（deep
極低，因為病人稍有過量就會引發昏迷；
川富. .......................................20
learning）方面取得長足的進步，雖說在
第二個則是利用入學考試對大學成績做預
許多任務方面（如臉部識別）的錯誤率降
測，在此之前，這個動作經常出現性別上
低許多，然而在某些情況下，任務是不容
的偏誤。這個名為Seldoniens的演算法，是
﹝註一﹞機器人三大法則即為：① 機器
許失敗的。當前的系統會將責任轉移至最
以艾西莫夫基地系列（Foundation series）
人不得傷害人類，或在人類受到傷害時
終用戶身上，不過這些用戶多半不是計算
中的智慧偉人哈里．謝頓（Hari Seldon）
科學的專家，有可能會在不了解操作的狀
為靈感所創，與傳統的方法相比，該法不
非違背第一或第二法則，否則機器人必
況下產生其他問題。受科幻小說家艾西莫
僅使糖尿病患者出現低血糖症的機率減
須保護自己。
夫（Isaac Asimov）提出的機器人三大法
少，對成績預測的可靠性也較高。
則（Three Laws of Robotics） ﹝註一﹞ 啟
雖說演算法的規範有助於改善機器的安
發，美國麻薩諸塞州立大學（University
全程度，但回歸人性化的考量，若能按情
of Massachusetts）、史丹佛大學（Stanford
境調整不同的限制，或許能更受到青睞！
尚偉. .................................... 16,28 益弘. .......................................17
.......................................21 日龍.
沒有任何行動；② 機器人必須在不違背 第一法則的前提下服從人類命令；③ 除
新聞來源
1. Fabrice Auclert, Un algorithme pour éviter que les robots ne s'en prennent aux humains, Futura, 2019. 2. Philip S. Thomas et al., Preventing undesirable behavior of intelligent machines, Science, 2019.