遇見科學

號稱「全球最聰明」的水族館於澳洲開幕，這個研究型水族館不但能模擬海洋暖化，也能執行重大研究，避免珊瑚礁剋星「棘冠海星」（crown-of-thorns starfish）破壞大堡礁。
澳洲創新、工業、科學與研究部長卡爾，為這個位於敦士市、耗資3500萬澳元（3140萬美元）打造的澳洲國家海洋模擬水族館揭幕，他說，這是捍衛大堡礁和澳洲廣大領海的利器。
澳洲海洋科學院（AIMS）稱國家海洋模擬水族館為「全球最聰明水族館」。AIMS科學家霍爾說，水族館提供「超棒」的技術。
霍爾說：「我們計畫海洋模擬水族館前，參觀全球40多個海生館，找出完美研究水族館的關鍵要素。」
霍爾說，研究人員可在水族館缸內操作一系列參數，包含水溫、酸度、鹽度、照明、養分含量和水質，驗證諸多實驗假設。
他說：「海洋模擬水族館還是有牆，與開放海洋不同。但它將讓我們快速獲得海洋實驗成果。」

還記得四年前莫拉克颱風帶來的強風暴雨，造成滾滾洪流、滿目瘡痍的天災景象嗎？對八八風災的災民來說，這可能是一輩子都難以抹滅的傷痛記憶。身處四面環海的島嶼上，颱風幾乎成了每年固定都會造訪台灣的訪客，尤其從七月開始，台灣就正式進入颱風盛行季節，我們三不五時會聽到氣象局預告附近海域又有哪一個颱風形成？如何多加防備及留意颱風動向？
而只要一聽到颱風又將登陸的消息，總會讓許多人繃緊神經，因為颱風所夾帶的大雨，總會讓許多人家裡開始「作大水」，尤其是住在地勢低漥區的民眾，更得趕忙搬家具、屯積沙包，令人不禁想問：為何每當颱風報到，台灣就容易陷入「水鄉澤國」的景象？
而箇中原因之一正和降雨型態改變有關，科學家觀察發現，受到 全球暖化的影響，世界上有不少地區出現強降雨逐漸增加、而降雨量較低的中小強度降雨卻開始減少的轉變型態，如果照這樣的降雨趨勢持續維持下去，有可能導致降雨愈來愈不平均，使得未來發生水災與旱災的機率也跟著升高。像是中央研究院環境變遷研究中心研究員周佳，之前就與團隊針對三十年來的全球降雨量進行研究，發現乾濕季節降雨差距有逐漸拉大情況，可能形成「溼季更溼、乾季更乾」的型態。
在降雨型態的轉變下，政府與民眾要如何「居安思危、防患於未然」也就成為降低颱風災害的重要關鍵。以台南水利局為例，就特別設計與開發「台南水情即時通APP」，提供有關降雨量、台南河川水位變化、水庫洩洪警戒、土石流預警、潮汐氣象等資訊，讓民眾可以下載使用，隨時了解所在位置的水情變化，防範可能發生的災情。
而台北市水利處則是計畫在各大河川水域，增加影像監控設備與河川水位計的設置，希望借助科技之力掌握最新的水情變化訊息，當颱風帶來豪大雨導致水位暴漲時，就可以在第一時間通知民眾遠離河濱、撤離汽機車，保障生命財產的安全。
此外，水利工程的「因地制宜」也是降低水患災害的應變之道。成功大學水利及海洋工程學系特聘教授詹錢登表示，要避免水患發生，並非拚命將河堤堤防愈建愈高就可避免氾濫成災，更不是蓋了水利工程就能永保安康、一勞永逸，而是要因應地形變化來興建適合的水利工程。
詹錢登建議可以師法古人的智慧，打造蓄水池、滯洪區，當豪大雨落下時，就可發揮即時的儲水功能，避免大量驟雨因來不及宣洩而溢流到市區、導致水患；有時就連校園操場也能具備蓄水功能，藉由草地來吸收滂沱而下的雨水，作為預防水患發生的因應之道。
定期清水溝 確保水道暢通無阻
除此之外，定期清理水溝、避免排水系統阻塞，也是居家平日就應做好的水利維護工作。中央大學水文與海洋科學研究所副教授吳祚任表示，台灣各地到處都有水溝，當老天爺沒下雨時，我們很難發現究竟有哪一條水溝堵塞不通，因此政府相關單位與社區鄰里居民，平常就要定期運用工具清理水溝淤泥或撈除垃圾，確保排水溝的「暢通無阻」，才不會暴雨一來時，因水溝淤塞、無法即時排水，導致淹水情況一而再、再而三發生。
不只如此，避免「與水爭道」也是防災工作的一環。吳祚任表示，國內有許多多大大小小的高架橋、交流道，是許多民眾日常生活中經常會通過的交通要道，但如果仔細觀察這些橋梁的基樁或橋墩就會發現，當中有不少是蓋在行水區，而且基樁排列相當密集，當大雨降下時，容易發生與水爭道、造成水無路可走，導致大水可能因此溢流向住宅區、形成水患的窘況。有鑑於此，他建議相關單位未來興建橋梁或交流道時，要結合整體都市規畫、並思考水文地理分布與降雨型態變化來選擇適合的興建位置與橋墩密度，才不會阻擋了水的流向與去路。
不只如此，大量降雨帶來的滾滾水流，也可能因持續沖刷橋梁基樁而導致橋基流失，一旦橋梁損壞或斷裂，就可能造成人員傷亡。吳祚任表示，看起來很堅固的橋梁也是有使用壽命，跟人類一樣會老化、毀損，尤其當強大水流不斷沖刷橋墩時，更可能導致基礎被掏空，因此定期橋梁檢查與修補結構，亦是颱風季節期間不容忽略的防災工作。

為了讓感應器戴起來更輕巧，研究團隊表示，接下來也計畫將進一步研究如何將感應器輕量化，希望能將重量從目前的80克降低到50公克，讓老人家方便使用。陳銘志說，團隊也希望能透過技術轉移給廠商來量產上市，他估計量產後，整套系統大約可用兩至三萬元的價格建構完成，藉此幫助高齡長輩獲得更安全的居家照護。
此外，考量老人可能會在浴室上廁所或洗澡時不慎跌倒，而身上當時又正好沒有配戴感應器，為此團隊亦研發出一套「影像偵測系統」，透過程式設計來判斷長輩的身體姿勢是否有發生異常現象，一旦透過影像偵測發現長輩有跌倒情況，就可進行緊急救援，為銀髮族的居家安全把關。
而透過技職教育的研發成果，除了能為日常生活帶來更安全的照護外，也有學者長期將心力挹注在綠色能源的開發與推廣上。像是高雄第一科技大學太陽能光電技術研發中心主任沈志隆，就帶領學生投入研究，成功研發出「風光發電之雙輸入市電併聯型電力轉換器」，讓風力與太陽能發電可以「雙管齊下」，發揮截長補短的互補成效。
沈志隆表示，隨著地球暖化與能源枯竭危機，讓綠能發展日益受世界各國重視，台灣亦然。但綜觀國內外，綠能的應用仍大多著重在太陽能發電或風力發電的「單一能源輸入系統設計」，當風力不足或日照數不夠時，就容易陷入巧婦無米可炊的窘境。
為此，沈志隆和學生開始發想如何讓綠能的發電成效更上一層樓，在團隊集思廣益下，利用太陽能和風能有日夜溫差與季節變化的互補特性，研發出適用於太陽能與風力並聯發電的多輸入電力轉換器，並設計出一套雙輸入發電系統，當遇到陰天、雨天導致太陽光照不夠強時就可以運用風力發電來轉換，同理當風力不足時，就可切換太陽能發電，藉此達到「一加一大於二」的雙發電效果。

台灣已經步入高齡化社會，隨著老年人口愈來愈多，銀髮族身心與居家照護也就格外重要。尤其上了年紀的長輩最怕摔倒，常常一跌倒，就易引發許多後遺症如瘀血、關節受損甚至骨折、腦出血、中風等；根據國民健康局研究調查指出，國內65歲以上老人家，曾跌倒的比例達兩成以上，因此如何降低跌倒對長輩的傷害，也就成為爺爺奶奶的保健之道。
有鑑於此，高雄第一科技大學與大同技術學院，特別攜手合作研發「跌倒偵測及區域照護系統」，可以在長輩跌倒時，即時透過偵測系統發出訊號，提醒家屬或老人安養中心的照護人員提供緊急救助，避免跌倒傷害進一步擴大。
大同技術學院社會福祉與服務管理系副教授邱怡玟表示，高齡人口逐年增加，當中有不少是獨居老人，由於沒有子女或晚輩在身旁就近照顧，跌倒後容易因無人發現而錯過黃金救治時間、導致更嚴重的後遺症。參與研究的高雄第一科大電子工程系助理教授陳銘志表示，為改善問題，研究團隊開始想方設法、結合各自專長，終於花了一年時間腦力激盪出這套結合跌倒偵測裝置、無線網路、定位感測技術、雲端資料庫的偵測照護系統。
只要在長輩腰際裝上具有跌倒偵測功能的感應器，一旦長輩在家中不慎跌倒時，感應器就會發出響聲，提醒家屬或鄰居注意，還能結合定位感測科技與無線網路，找出長輩的所在位置，在三秒內將「注意！有長輩跌倒！」的訊號透過網路傳送到安養中心或護理站的監控系統，讓安養中心的照護人員能在第一時間收到訊號，即時提供醫療救助。
不只如此，陳銘志說，藉由「跌倒偵測及區域照護系統」的裝置，還能將跌倒訊號透過雲端資料庫，傳送到遠端使用者的智慧型手機或平板電腦界面，讓出遠門工作或人在海外的家屬也能接收到訊號，趕緊連絡家人前往並協助長輩就醫。而雲端資料庫除傳遞訊息外，還能記錄長輩的健康資訊、跌倒時間、所在位置、救護完成時間等，讓功能更多元。
為何能透過安裝在腰際的感應器偵測到長輩跌倒？陳銘志解釋，這是因為感應器內裝置了三軸加速度計晶片，一旦偵測到長輩站立的角度不對，就會發出訊號。而這項創新又實用的研發成果，也獲得新型專利認證，目前更進一步申請發明專利。

我們常以「曇花一現」四個字來比喻美好的事物或景象總是稍縱即逝，很快就消失不見，但你可曾想過這四個字是怎麼來的呢？當中和曇花的開花特性有很大關係，中興大學森林系副教授曾彥學表示，這是因為曇花屬於夜間開花植物，開花時間不長，大概只有四、五個小時，當早上太陽出來後就開始枯萎、凋謝，因此古人一早看到美麗曇花開沒多久就凋謝，就以曇花一現來形容美麗事物的快速消失。
而曇花夜間開花的特性，讓曇花又有「月下美人」的封號，顧名思義就是要在月光下才能看見它的美。曾彥學表示，曇花屬於仙人掌科，為多年生的肉質灌木，產地原本在墨西哥、南非一帶，曇花開花後的花型相當碩大、花重瓣，面積如同碗口一般，花色大多為純白色，因外型討喜，也成為許多民眾喜歡種植的觀賞用花。
而不只曇花，還有許多植物亦是夜間開花。像是別名水茄苳，學名為Barringtonia racemosa (L.)Blume ex DC. 的「穗花棋盤腳」就屬於夜間開花植物。花期可從五月持續到隔年二月，穗花棋盤腳花如其名，其花朵外觀看起來就如同稻穗般下垂，一串花序上常可看見十餘朵花同時盛開，相當美麗獨特，在夜晚看起來就如同是綻放於夏夜的璀璨花火般，美得讓人捨不得移開目光。
此外，和穗花棋盤腳具有親戚關係的棋盤腳也是夜間開花植物，兩者外觀看起來很像，但仍有些差異性。一般來說，穗花棋盤腳的果實和花徑都比較小一些，大約在五公分以下，葉子的形狀也較為狹長；而棋盤腳的果實和花徑則比較大，可達十二公分，葉子的形狀看起來較為圓胖。
很多人好奇為什麼要叫棋盤腳呢？曾彥學解釋，這是因為其果實外觀長得很像中國古代棋盤桌的桌腳，因而命名為棋盤腳。他表示，穗花棋盤腳與棋盤腳都屬於海漂植物，兩者雖為同科同屬的植物，但形態上還是可以從花序來區別，前者花序下垂腋生於枝條上；後者則是花序直立頂生於枝條先端。此外，分布地也有一些差異，穗花棋盤腳喜歡河口淤泥很多的環境，主要生長在台灣南部的恆春半島一帶與北部的基隆、宜蘭等海岸。而棋盤腳則因為出現高位珊瑚礁石的環境，因此僅局限在恆春半島、小琉球及蘭嶼一帶。
此外，與曇花同屬仙人掌科的「火龍果」亦是夜間開花植物。讀到這裡，大家可能會好奇，為什麼它們都是夜間開花呢？曾彥學解釋，這主要是因為沙漠地區日夜溫差大，白天既乾燥又炎熱，高溫會導致多數昆蟲不喜歡在豔陽天活動，所以許多沙漠蟲媒花植物為適應當地環境，就衍生出夜間開花，藉此吸引夜間活動的昆蟲或動物前來覓食，幫助植物散播花粉、開枝散葉。

就如同大象、青蛙、螢火蟲、企鵝這些努力繁衍下一代的生物一樣，看似不會移動的植物，其實也肩負著「傳宗接代」的重要使命。長年接觸花卉植物與推廣社區綠美化的錫綠化基金會副技師陳坤燦表示，在地球上成千上萬種植物中，除了少數可透過風力、水來散播花粉外，大多得仰賴鳥類、鼠類、昆蟲來幫忙傳宗接代。為此，這些植物常會利用五顏六色、萬紫千紅的美麗花朵來吸引這些媒介生物前來幫忙，以鳥類來說，紅色系花朵最為顯眼、最能吸引牠們目光，因此像山櫻花、木棉花等這類植物就是由綠繡眼等鳥類來幫忙傳播花粉。
而透過蝴蝶與蜜蜂、蛾類等昆蟲作為散播花粉媒介的花卉就稱之為「蟲媒花」。以蜜蜂為例，紫色與黃色花卉如鼠尾草、薰衣草、菊花類等植物就常以蜜蜂作為傳播媒介；而蝴蝶這類昆蟲，則因為吸花蜜的口器長得像吸管一樣長長的，因此適合外觀長型的花卉如扶桑花、繁星花、馬纓丹等。
陳坤燦笑著說，我們要感謝蜜蜂、蛾類等昆蟲，因為有牠們幫忙才能讓各式各樣的開花植物得以生生不息。
然而，儘管美麗花卉人見人愛，但每種植物適合的生長環境卻有所不同，因此種植時更要考慮是否「適得其所」，才不會讓植物因此而枯萎。像是近年興起的賞櫻熱潮，讓許多地區都紛紛種起櫻花樹，希望能大賺觀光財，但卻忽略櫻花的生長特性，把喜歡寒冷環境的櫻花種植到氣候炎熱的熱帶地區裡，導致櫻花不但開不了花，更面臨枯死窘境，因此環保團體與農委會等單位也大聲疾呼「適地、適木」的重要性，希望讓普羅大眾都能成為觀念正確的愛花人。

水龍頭是我們日常生活中少不了的生活設備，你我每天都會用到它，但你可曾算過每天使用水龍頭的平均次數是多少呢？之前曾有一個統計數據指出，現代人一天平均開關水頭龍次數大約是20次上下，由此可見水龍頭與生活的密不可分。
但一般人會用到水龍頭的時機大部分是因為手髒了、有汙垢，需要用自來水洗滌，也因此易讓經常被碰觸的水龍頭開關殘留下汙穢與細菌，無形中也成了散播傳染性疾病的溫床。也因如此，市面上出現「感應式水龍頭」，讓大家在洗手時，不需碰觸水龍頭開關，就可利用感應方式讓水自動流出來。
相較於傳統的扭轉式水龍頭，儘管感應式水龍頭可用感應方式開關水，但水流大小卻無法隨使用者需求調整，且成本較高，不見得能廣泛應用於家庭或學校等公共場所。而這樣的問題也成為樹德科技大學資訊工程系副教授陳璽煌的發想來源，他開始思考有無辦法設計出一套可以不用自己動手開關又能調整流水量的出水機制。
經過一番創意激盪，陳璽煌靈光乍現，忽然想到何不利用聲音控制方式來控制開關與水流大小呢！於是他和資訊工程系學生鄭吉清組成兩人團隊，開始著手研究。他表示，水龍頭屬機械閥門結構，裡頭有一個橡膠材質墊圈，可作為水流開關，以及避免水漏出來。
為了改由聲音來扮演控制角色，陳璽煌與學生運用裝有SPCE061A單晶片的電路板來進行語音辨識演算法，進而驅動電磁閥開關，以控制水龍頭與水量大小。他解釋，語音辨識技術又稱為自動語音辨識（Automatic Speech Recognition, ASR），目的是希望將人類語音表達的意涵轉換為電子計算機可讀的輸入方式，換言之，就像在水龍頭裡裝置了一個小型微電腦般，讓水龍頭可以聽懂人話、自動開關水，如同我們小時候常說的「芝麻開門」般相當有趣。
除了可自動讓自來水跑出來，陳璽煌與學生還在裡頭設定了「開」、「關」、「大」、「中」、「小」等五種指令。當使用者覺得水量不夠大時，就可說出「大」的指令，水量就會跟著變大；反之亦然，若想要出水量小一點，就可喊出「小」的指令，水量就會立即變小，藉此滿足使用者的不同需求。陳璽煌將此創新研發稱之為「水叫水來：新型聲控水龍頭」，創意發想不但突破過往使用模式，更在2013年第28屆美國匹茲堡發明展中奪下衛浴設備類與自動工具類的雙面金牌，為校爭光，甚至還有衛浴設備廠商來商討技術轉移事宜，希望未來可以量產上市。

日前有學者發表研究說，20億年後，空前炙熱的太陽將烤焦地球，最終倖存的微生物僅能生存於山中或洞穴內的水窪裡。
這項灰暗預測，是由蘇格蘭聖安德魯大學太空生物學家歐麥萊詹姆斯提出的。
歐麥萊詹姆斯在英國皇家天文學會（RAS）年會中以電腦模型指出，隨著太陽在未來10億年老化，太陽亮度將增加，地球溫度會上升。
而再過10億年，海洋將完全乾涸，地球上剩下的是極端環境微生物，這些微生物能適應來自太陽的強烈紫外線與高溫。
歐麥萊詹姆斯說：「所有生物都需要水，因此倖存生命將僅能生存於水窪裡，或許在溫度較低的高海拔地區、洞穴或地底。」
根據歐麥萊詹姆斯電腦模型，28億年後，即使最強韌的生物也將步上古代巨鳥後塵，走向滅絕。

不過，好成績並非憑空而來，研發過程吃了不少苦頭。陳璽煌笑著說，作品從發想到完成花了近三個月時間，但前五次實驗不是水龍頭會漏水或感應不到，就是聲控電路板整個燒掉，讓團隊得從頭再來過；抱持國父革命精神，兩人一而再、再而三修改與嘗試，終於在第六次順利成功，這也說明了創新研發其實要有「愈挫愈勇」的打不倒精神。
而談到創新發明，一般人總覺得聽起來很困難、容易望之卻步。對此，陳璽煌表示，其實靈感可以來自四面八方，不見得一定要侷限於課本上的知識，他以人氣卡通《小叮噹》為例，以前曾看過有一集是介紹會說話的照片，當時覺得很不可思議，但在科技日新月異下，如今國外已經有3C廠商開始研發出可以讓拍出來的照片附帶語音功能的拍照手機了。科技電影亦是如此，他常鼓勵學生可以多看科技類電影，雖然有時候劇情看起來天馬行空，但難保未來不會有美夢成真的一天！
「發明就是要從生活中借靈感，想辦法把不便變得更方便」本身也是發明達人的聯合大學工業設計學系副教授徐義權表示，無論是科學還是美術、音樂等領域都需要創造力與想像力， 這也是未來的國家競爭力。他認為，創造力教育應從小扎根，以學校為例，就可以依地制宜、活用在資源，例如靠海的學校，老師就可以帶領學生去海邊尋找創意來源，鄰近山林的國小則可從青山綠林中激發靈感，讓大自然成為孩子的創意導師。

兩位穿戴式電腦領域先驅說，長效電池對新一批穿戴式電腦來說至關重要，穿戴式電腦的崛起，可能會顛覆蘋果（Apple）與Google在行動裝置市場的主導地位。
從監控身體活動與睡眠模式的手環、內建感測器服飾到可連上網路的眼鏡，穿戴式裝置可能標誌著下一個重大科技轉變，就像從個人電腦演化出智慧型手機般。這種轉變讓不起眼的電池扮演主要角色。
雖然電池科技未能跟上譬如微型化與顯示技術的進展步伐，但部分穿戴式領域先驅對未來幾年能獲突破，抱持樂觀態度。
美國新創公司執行長伊塔尼說：「未來5年將會有其他技術迎頭趕上，像是隔空充電，將帶來下一個大躍進，因為這擺脫對電池的依賴。但目前面臨的最大挑戰是，要製造出足夠小的可用電池。」
伊塔尼把穿戴式電腦目前的演化階段，與2000年代中期的智慧型手機相提並論。