【漫畫說科學】冷凍湯圓
冷凍湯圓 國立臺灣大學科學教育發展中心製作 &nb…
科學繪圖
【漫畫說科學】16：8飲食法則
16：8飲食法則
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
來的研究指出，每日間歇性斷食（time-restricted eating）對於體重過重的族群來說，是一項有效的方法，也能幫助肥胖族群降低飆高的血壓。
在持續12個星期的實驗中，受試者每天的早上10點到晚上6點之間的八小時，可以吃任何想吃的食物，並且不限份量，但在剩下的十六小時，僅僅可以喝水或是食用無卡路里的飲料。研究結果顯示，實驗組比控制組的體重和收縮壓都有降低。
根據研究結果，對於想要減重卻疲於計算每餐卡路里的過重族群來說，將禁食時間與進食時間調整為16：8的間歇性斷食法，或許是個相對較容易達成、又能看見效果的好方法。
此實驗之受試者符合以下條件：
- BMI 30 – 40
- 年齡介乎25至65歲
- 女性有穩定的月經週期長達兩年以上
- 久坐不動(每天走少於7500 步)
- 在實驗開始前三個月內體重穩定(4kg內的波動)
- 沒有心血管疾病史
- 非吸煙著
- 非輪班工人
- 沒有服用減重、減質及降血糖之藥物
若進行此方法減重，還是需注意每天的營養攝取。
參考資料：
【漫畫說科學】熱帶雨林沒種子派對
熱帶雨林沒種子派對
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
在生長季節較短的溫帶森林中，每個物種必須在同一段時間內生產和散播種子，幼苗必須與其他物種的幼苗競爭光和養分，形成物種間的競爭。熱帶雨林的狀況則與溫帶森林不同。由於熱帶雨林生長季節較長，不同物種會錯開生產和散播種子的時間，這使同種植物的競爭會比不同種的競爭較為激烈，也就是說自己人跟自己人會爭奪資源，種內競爭比種間競爭激烈。相反，溫帶森林的種間競爭較為激烈，這使溫帶森林容易有某一物種稱霸的情況出現，而熱帶雨林的種間競爭較為緩和，不同種的植物會在不同時間播種，因此熱帶雨林的物種多樣性較溫帶森林的高。
熱帶雨林有豐富的物種多樣性，也就是不同的物種之間需要共存。由於不同樹種產生果實和萌芽的時間不相同，這使牠們在環境惡劣時，不致於全軍覆沒。這些相似的物種沒有某一物種特別強勢，也沒有特定物種長期處於弱勢，但是牠們所形成的群落，卻可以共同面對惡劣環境。因為自然環境變化每年都會發生，所以對植物來說，會有適合生長的好年和不利於生長的壞年。趁好年時多生長、生殖，以抵抗壞年的不利負面影響。這樣的機制稱作「儲存效應」（storage effect）。
研究團隊觀察十個森林之數據資料，發現隨著緯度越高，存儲效應越低，氣候緯度變化則是這一影響的關鍵。因此，在較低緯度地區，樹種共存可能會增強，因為幼苗期的種內競爭較強。所以熱帶雨林的多樣性比溫帶森林來得高。
參考資料：
【漫畫說科學】竹節蟲與牠的卵
竹節蟲與牠的卵
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
昆蟲與其卵被鳥吃掉後，死路一條嗎？
日本研究團隊假設昆蟲體內的卵會順利通過鳥類而不被消化。由於研究對象需要滿足蟲卵有堅固的蛋殼包覆和幼蟲孵化後能自理的條件，因此實驗以孤雌生殖的三種母竹節蟲卵(Ramulus irregulariterdentatus, Neohirasea japonica, Micadina phluctaenoides)作研究對象。從母竹節蟲身上取出蟲卵餵食栗耳短腳鵯──一種以竹節蟲為主食的鳥類，蒐集栗耳短腳鵯的排遺，發現此三種竹節蟲卵中，分別有5.0%，8.3%，8.9%的卵保持完整，有5-20%的蟲卵成功孵化。研究證明竹節蟲卵能忍受鳥的胃酸的消化後孵出。這項發現也點出，縱使竹節蟲的成蟲經常被鳥類吃掉，但雌性成蟲體內的蟲卵卻會倖存下來，也使不善於飛行的竹節蟲能透過鳥的排遺，能散佈得更廣更遠。
參考資料：
- Stick insects expand territory after being eaten by birds
- Suetsugu, K., Funaki, S., Takahashi, A., Ito, K., & Yokoyama, T. (2018). Potential role of bird predation in the dispersal of otherwise flightless stick insects. Ecology, 99(6), 1504-1506.
【漫畫說科學】被熱輻射悶熱的地球
被熱輻射悶熱的地球
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
熱輻射，是一種不需要靠任何介質來傳遞熱能的方式。太陽透過輻射把能量送到地球，讓人們享受它的溫暖。地球大氣層好像一個熱輻射遮罩，將地表吸收較短波長太陽光後放出的中紅外光「熱輻射」，和工廠大量產生、無法被回收利用的熱輻射，通通關在大氣層內，使得地表溫度上升，形成了溫室效應。
由於地球大氣外的空間就是太空，太空中的溫度是絕對溫度3K。對比於地球表面，太空可說是個極低溫、極巨大的冷凍櫃。許多科學家都想突破大氣障礙，嘗試將熱輻射發送到太空的「輻射冷卻」方式，來降低地球表面的溫度。
還好地球大氣層是一種具波長選擇性的熱輻射遮罩，允許部分波長的中紅外光穿透。清大的研究團隊開發出一種具含銀奈米結構的元件，可以調控從紫外光到近紅外光的反射與透射率。藉由改變元件結構的周期與形貌，再針對放射角度範圍與目標波長，來調整元件的放射率。當元件的放射率集中在地球溫室氣體的放射率8到14微米區間，科學家可以將蓄積在大氣的熱以輻射形式穿透大氣層送到太空，降低地表的溫度。
若能再降低成本且大面積製作，應用「輻射冷卻」元件技術散熱裝置，將可應用在煉鋼、煉鋁等工業大廠或空曠地區獨立建築物等上。
【放射率】「物體輻射的能量與同溫度的黑體輻射能量的比值」，它是物質吸收與輻射能量能力的指標，一個真正的黑體其放射率定為1，因此一般的物體其放射率小於 1，例如：金屬的放射率約為 0.04 到 0.4 之間，當放射率為 0.4，表示物體每秒輻射的能量為同溫度黑體的 0.4 倍。
參考資料：
【漫畫說科學】AI偏見
AI偏見
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
AI人工智慧給社會大眾的印象多半是理性而客觀的，會對AI有這樣的觀感，主要的原因，乃是因為人工智慧在做決斷時，所倚仗的「數據」。
大數據來自於現實世界，但若是數據很大，卻不夠公正呢？
現今的AI多採用監督式學習，藉由工程師提供的訓練資料來推斷規律，進而套用在未知的資料上，可以讓AI達到自主學習的目標。但是當資料庫不夠齊全，或者有所偏頗的時候，可能會培養出具有偏見的AI。
然而，就算數據資料多元，也難以防範人類文化裡無形的歧視，例如：「醫生」容易與「男性」連結、「護士」容易與「女性」連結，AI所表現出來的偏見，其實是重現整體社會的問題，我們不得不審慎思考背後所代表的意義。
訓練AI的時候，大數據未必是真理與正義的一方，因此可能還需要搭配一些「平衡報導」，以培養觀點公正的AI。
參考資料：
【漫畫說科學】3D列印的軍事用途
3D列印的軍事用途
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
3D列印技術為快速成形技術的一種，原理說穿了其實十分簡單，想像成將目前使用的印表機印出來的紙張層層堆疊，便能列印出三維的立體形狀。
而將印表機墨水替換成噴出後可硬化固定的材質，再來將電腦設計出的三維數字模型分解成許多平面切片，最後3D印表機將平面切片逐層疊加，堆積成完整物體。
3D列印技術更被軍事單位採納，雖然尚未能夠直接製造武器，生產零件倒不是困難的事，而且除了塑膠零件外還能列印出金屬零件，已有國家將其應用在航空母艦、飛機⋯⋯等零件製作。在現場生產需要的零件，比起運補，成本、風險顯然降低許多，是「大軍未動，糧草先行」的完美實現。
參考資料：
【漫畫說科學】鮭魚跳躍
鮭魚跳躍
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
研究者們注意到紅鮭(Oncorhynchus nerka)喜歡跳出水面，高度可高達約30公分；偶而也會用尾鰭當舵，將身體以筆直的方式露在空中滑行。這種特殊行為平均每天可達9次之多。有一個假說，認為紅鮭使用這種方法，將身上的外寄生蟲甩掉。研究者從野外抓了一批身上有鮭海蝨(Lepeophtheirus salmonis)和海蝨(Caligus clemensi)寄生的幼紅鮭養在箱網裡。對照組讓牠們自由跳躍；實驗組則在水面蓋網子，使牠們無法跳出水面。實驗結果發現：無法跳出水面的紅鮭，其身上的帶魚蝨個體數，比能跳出水面的多28%。顯然跳躍出水面，可以甩掉身上魚蝨的假說是對的
參考資料：
- (Atkinson et al. 2018. Oust the louse: leaping behaviour removes sea lice from wild juvenile sockeye salmon Oncorhynchus nerka.) J Fish Biol. https://doi.org/10.1111/jfb.13684
【漫畫說科學】魚會不會覺得癢
魚會不會覺得癢
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
「癢」不是病，只是癢起來要人命。其實癢是一種生物的感覺系統機制演變，可以讓動物可以藉由抓癢的行為把身上有害的寄生蟲或是物質移除。雖然許多感覺反應的過程在哺乳動物已經得到充分的研究，但我們對於其他動物是否會有癢的感覺卻是知之甚少。
科學家利用會讓哺乳動物產生癢覺的藥物施用在斑馬魚上來進行研究。他們發現用於治療某類皮膚疾病的藥物 imiquimod (咪喹莫特) 會引發斑馬魚產生癢覺。當這種化學物質注射到魚的嘴唇上時，斑馬魚會不斷地去摩擦水缸壁，類似於抓癢的行為產生。
研究魚這類動物如何感覺到癢，不僅可以深入了解探討這些感覺系統是如何在動物類群中演變。甚至，透過在分子與細胞層次上更加了解這種機制，將有助於改善或是設計出減輕搔癢與疼痛更好的治療方法。
參考資料：
【漫畫說科學】機器狗
機器狗
國立臺灣大學科學教育發展中心製作
通常當我們模擬動物的行為時，是根據人類對於動物行為的觀察與解讀，但如此一來，人工的模型是否會偏離動物真實的習性呢？
因此有研究人員在狗狗頭上安裝一台GoPro，並穿上一套有加速度計和陀螺儀的裝置，以記錄牠身體、關節、四肢的相對移動量，接著就讓牠到處散步、玩耍。
最後將記憶卡的資料送給機器，提供刺激（狗的視野）與反應（肢體動作），直接利用狗狗的習性來訓練AI。讓它能模擬出狗狗會做出的動作，和預測狗狗對不同情況的反應。舉例來說，給定AI狗狗從A點走到B點的影像，AI就能預測這過程中狗狗的肢體動作、關節運動等等。
研究人員希望能蒐集到更多不同犬種的數據，和狗狗跟同類之間互動的資料。最終開發出更栩栩如生的機器狗。
參考資料：