仿生

今年夏天，野火燒過歐洲多地，數十萬人被迫撤離家園。但在逃離火場的路上，有一種昆蟲與其他生物背道而行。牠是黑吉丁蟲（Melanophila acuminata），一種「喜火性昆蟲」（Pyrophilous insects），也是少數會「主動撲向」森林大火的動物。火一熄，牠就飛進焦黑的林地產卵：這種甲蟲的幼蟲只能在剛燒完的樹木殘骸裡發育。對其他生物是死亡禁區的火場，是牠們的育嬰室。追著火光飛翔黑吉丁蟲能夠精準找到野火，靠的是藏在胸部的凹陷狀感覺器官裡，左右各約70個球狀的感覺受器，對森林火災產生的紅外線（IR）輻射極為敏感。德國波恩大學（University of Bonn）生物學家施密茨（Helmut Schmitz）曾在2004年研究中解釋，當火災一發生，這些小球就會受熱膨脹，推動下方的壓力感覺受器「感覺」到火。運作方式與感知聲波極為相似，就像牠們能「聽見」火似的。施密茨的團隊也成功「複製

你看過長得像一盞燈的蝙蝠屋嗎？這款造型獨特、完全顛覆傳統方正木箱的「葉棚式」蝙蝠屋，是由黃金蝙蝠館與東海大學工業設計系共同合作的最新成果。從早期單純的病蟲害防治，到現在的棲地補償與物種研究，人工巢箱肩負著重要的保育任務。這棟新穎的住宅，蝙蝠願意入住嗎？廣設蝙蝠屋 是補償棲地不足的保育手段之一架設蝙蝠巢箱的歷史可以追溯至1900年代，起初目的是為了做病蟲害防治，後來逐漸發展成蝙蝠研究和棲地補償的方式。長期從事保育工作的黃金蝙蝠館館長張恒嘉，從2000年開始致力於推動蝙蝠巢箱。張館長指出，全世界1500種蝙蝠中，絕大多數不築巢，牠們的習性是找一個地方「直接住在裡面」。然而，由於棲地不斷被破壞，設置蝙蝠屋成了一種「替代一部分自然棲所的功能」的保育手段。目前台灣主流的巢箱多為方正的木結構，張館長已記錄到有14種蝙蝠會使用這類傳統巢箱。黃金蝙蝠館的研究團隊曾經在雙流國家森林遊樂區進行研究時，以簡單的

仿生建築是透過模仿自然界中動植物、昆蟲等構造，打造的創新、永續建築方案。早在約30年前的辛巴威東門中心，就受白蟻丘和仙人掌啟發，仿造白蟻丘的通風設計，讓熱空氣從煙囪排出，冷空氣從建築底部流入；也仿造仙人掌凹凸不平的表面，使夜間更容易散熱、降溫。這座仿生建築在不需開空調的情況下，可長年維持室內，比開空調還節省10%的能耗。隨著全球不斷升溫，能夠自我調節、適應環境變遷的仿生建築，成為建築業永續設計的新趨勢。

植物的種實傳播有很多方式，從重力、風力、水力、動物攜帶，甚至自己產生彈力，無不各顯神通。然而，有些植物不單有特殊的方法傳播種子，甚至還有「自我掩埋」（Self-bury）能力，能夠增加存活率、提高成功發芽的機會，他們能將種子自行埋入土中的秘密武器是什麼？能自我彈射還能遁地 牻牛兒苗的秘密武器這群種子能將自己埋入土中的關鍵，在於他們的種子後端具芒（Awn），這些毛狀附屬物 （Hair-like appendage）受濕度變化會改變形狀，抵住土壤後產生推力，再將種子插入土中。此類具芒的種子大多見於禾本科植物，如小麥屬（Triticum spp.）、大麥（Hordeum murinum L.）、三芒草（Aristida tuberculosa Nuttall）等。特別的是，牻牛兒苗科牻牛兒苗屬（牻音同芒）的一些物種也在其中。

中國四川大學的科學家嘗試應用新材料，開發出一種小型的仿生機器魚，它的身體柔軟、靈活且可自行修復，能一邊游動一邊吸附海洋中的微塑膠。研究的主要作者之一、四川大學高分子研究所研究員王玉燕（Yuyan Wang，音譯）說：「用機器人準確收集和採樣水體中的有害微塑膠污染物是非常重要的工作⋯⋯據我們所知，這是首次將軟體機器人（soft robot）應用在這個領域。」她的研究團隊將新發明發表在《奈米通訊》（Nano Letters）期刊。自走式機器魚 可在水中漂浮 四處捕捉污染物四川大學的研究人員提出一種在水中追踪污染物的創新解決方案——小型自走式機器魚，它可以四處游動，捕捉自由懸浮的微塑膠，被割傷或損壞時可自行修復。這種機器魚只有13公釐長，尾巴上有雷射光系統，可以每秒近30公釐的速度游泳和擺動，類似浮游生物在流動的水中漂浮的速度。研究人員的靈感來源是蛤殼的內部覆蓋物珍珠母。團隊根據珍珠母的化學梯度

面對56年來大旱，台灣應如何拓展多元水資源？今（20日）台灣大學水科技與低碳永續創新研發中心召開記者會，針對海水淡化、工業廢水處理發表「薄膜蒸餾」與「電容去離子」兩項最新科技。其中，薄膜蒸餾技術加入太陽能與仿生概念，不僅薄膜耐污，且產水率增加一倍，能耗減少一半，有望解決缺水困境。水庫蓄水量下降  產業擴張水不夠用台大工學院水科技與低碳永續創新研發中心副主任游景雲指出，台灣汛期與旱期的降水分佈相當不均勻，八成降水都在汛期（5月～10月間），但偏偏用水需求最大的春耕時間為旱期，因此過往水庫很重要的功用，便是要把汛期的水留到旱期去使用。然而隨著水庫淤積，全台水庫的蓄水量持續下降。游景雲分析，近年來河川引水量、地下水及海淡水的用量上升。「台灣的地下水一直都是超抽的狀況」，游景雲以2015年的數據為例，地下水的年滲透量為50.52億立方公尺，使用量卻是55.19億立方公尺。此外，台灣各地的用水需求也

新北市政府與台灣仿生科技發展協會合作，在11月12日至14日舉辦「仿生永續創新」快閃小展系列活動，邀請青年學子以大自然為師，以特選子題「新北市永續漁業創新奬」，提出解決「漁港海漂垃圾」與「海底覆網」衝擊的解方，讓民眾了解仿生思維及大自然帶來的科技啟發。台灣仿生科技發展協會理事長孫智麗表示，仿生科技（Biomimicry）以遵循自然、善用科技為宗旨。協會提倡產業化運用並順應國際潮流，追求人類永續繁榮發展。推動應用包含機械工程、材料、建築開發、農業及生命科學等各領域。新北市副市長吳明機表示，無論是秘書處的綠牆相關應用，就像受白蟻窩啟發的低耗能空調；交通局的交通系統，則是受黏菌啟發的交通網絡設計等等。為提升對於仿生思維的理解，激發跨域合作的創新，驅動永續發展，新北市政府在2020仿生設計競賽，將繼續增設「新北市永續創新獎」，為解決面臨的環境問題，提出創新方案。

科學家透過DNA研究在亞馬遜盆地中發現兩種新種的電鰻，其中一種能放出的電能甚至超出目前已知能放電生物。這證明亞馬遜熱帶雨林的生物多樣性確實令人歎為觀止，還有很多物種尚未被科學界發現，也說明保護森林棲地免於砍伐和火災危險真的很重要。研究主要作者、史密森尼自然史國家博物館動物學家首席研究員桑塔納（David de Santana）說：「儘管過去50年來人類活動衝擊亞馬遜熱帶雨林，但我們仍然發現兩種新種的巨型魚類。」他接受英國衛報訪問時說，這個研究顯示，「亞馬遜雨林中還有大量物種等待發現，其中許多物種可能藏有治療疾病的方法或能激發技術創新」。電鰻屬於「電鰻目」（Gymnotiformes），與一般鰻魚所屬的「鰻鱺目」（Anguilliformes）不同。電鰻正是全世界第一個電池的靈感來源。桑塔納說，「電鰻的生理學研究激發伏特設計出第一顆電池，為治療神經退化性疾​​病奠定了基礎，最近還促進了供電給

炎炎夏日到來，今年歐洲遭遇近年來最大的熱浪酷暑，法國加爾省西部Gallargues-le-Montueux於6月28日下午4點20分，氣象站紀錄到45.9°C突破歷史以來的最高溫。台灣南部登革熱群聚病例亦是蠢蠢欲動，民眾請韓市長多花一些時間來治理蚊子問題，根據楊嘉慧教授的研究說明，在30～40°C的高溫環境下，登革熱的病媒蚊不只會產下兩倍以上的卵，由孑孓長大為成群飛舞蚊子的時間只需要7天，比低溫環境（20°C以下）長大成蚊需14天來得短的多，而且需要吸食人類血液的次數也比低溫時吸血頻率更高，在氣候變遷環境越發高溫溼、熱的影響下，全球傳播登革熱疾病的速度將會越來越快。不過，人人看見通常舉手就打的蚊子族，也是有不為人知的優點，特別是它用來吸食人血的極精密工具──口器。創立於1997年的TTP Labtech Ltd.，正學習並受益於此項「蚊子優勢」，逐步壯大成為全球微量液體處理實驗室自動化的領

研究鯊魚皮膚對人類的好處，遠遠超過割下牠們的鰭作為盤中飧！壁虎的攀牆功夫、蜘蛛絲強韌又富彈力的特性、蜜蜂螞蟻嚴密的訊息傳遞網絡、甚至鯊魚皮膚特異抗菌的構造，這些生物與生俱來的奇妙能力，都能提供人類研發科技新工具的靈感。透過研究模仿大千世界中各種生物獨特的天賦，人類可以研發出更快更安靜的子彈列車、更輕更堅固的空中巴士、具有呼吸循環系統的農田、甚至可能出現會自己清洗外牆的摩天大樓！由台灣經濟研究院主辦的國際仿生科技論壇，27日上午在台北隆重登場，主辦單位邀請世界級的仿生權威──珍妮班亞斯（Janine Benyus）來台參訪演講，並有國內學者分享仿生科技的學術研究資訊，以及專家分享仿生科技在台灣農業的應用。參與論壇的聽眾達數百人，對講者介紹的生物奧秘皆感驚嘆不已。會中也進行了台灣仿生科技與五生產業發展協會籌備處的成立儀式，希望推動台灣仿生科技的發展。珍妮班亞斯是世界有名的生物學家、仿生創新顧問

美國密西根和匹茲堡大學的科學家率先開發出「仿生粒子」，一種無機半導體和有機蛋白質的混合體。研究團隊表示，這種粒子是「受到魔鬼終結者電影中半機器人的啟發」。但這不是用來參加機器人競賽的，而是為了創造出生質燃料。這種粒子是由碲化鎘和細胞色素C混合組成，目前非常微小，但未來很可能長得跟電影中操奧地利口音的機器人一樣大。碲化鎘是太陽能板中用來吸收陽光的物質，細胞色素C則是一種能在光合作用時協助傳輸電子的植物性蛋白。舉例來說，碲化鎘能將太陽光轉為電子，細胞色素C能將電子用於清除汙染或是製造燃料的化學反應。為了驅動整個化學過程，細胞色素C分子和碲化鎘奈米粒子必須交換電子。如果這兩種物質能結合在一起，交換電子的過程會更有效率，所以研究團隊設計了讓兩者能自行結合成超級粒子的過程。跟植物的光合作用一樣，仿生粒子在傳送能量的過程中會嚴重耗損，而以自然界持續不斷再生植物組織的原理，透過自行結合的過程，這些仿生粒

林沛群老師是臺大機械系副教授，專長是仿生機器人。仿生科技又稱為「生物啟發科技」（bio-inspired technology），主要是從自然界找出生物運作的關鍵特質，並將其運用在工程領域，因此可算是從生物多樣性的世界尋找靈感。有趣的是，老師在大學時曾參加自然保育社，其後雖然因為對工程有興趣而踏入工程領域，到美國後卻因緣際會開始接觸仿生機器人。本次專訪中，老師為我們介紹了仿生機器人發展過程，並且希望日後能從仿生機器人的角度，研究臺灣的特有動物。蟑螂做為仿生機器人的靈感來源問：請老師為我們介紹「仿生機器人」。答：我在2000年到美國時才開始做仿生機器人，會接觸仿生機器人是因為當時實驗室的「6足機器人計畫」，背後的設計靈感是蟑螂。數億年來，蟑螂在自然及人工環境都活得很好，讓我們對背後的原因感到相當好奇。從製作機器人的角度來看，我們最在意的是運動能力，所以需要觀察蟑螂的運動方式，藉此做出像生物一