2016年8月28日 星期日

『臺博新知』:海鳥協助準確預報氣象

海鳥揹著GPS飛行可協助準確預報氣象(繪製者:王美乃)。



賴婉婷/國立臺灣博物館研究組
李冬齡/美國馬里蘭大學植物學研究所博士
歐陽盛芝/國立臺灣博物館
曾抱怨氣象報告不夠準確嗎?究其原因是目前氣象衛星及浮標偵測的大氣環流和海洋表面風場只能取得重點分布資料,容易忽略地區性的精細尺度短期風場變化。但是科學家發現藉由紀錄長途飛行海鳥所經區域的飛行軌跡,不但遠超過偵測儀器的涵蓋範圍,還可以更精確地推測海洋表面風速和風向的動態,提供更精密地時間與空間點的大氣環流資訊,以補足氣象衛星無法偵測的海岸地區大氣環流和海洋表面風場之變化。
氣象衛星及浮標雖可偵測部分地區的海洋表面風場,但要涵蓋海鳥所能及的距離,需要耗費鉅額金錢與大量人力。以漂泊信天翁(Diomedea exulans)為例,其一趟飛行可飛一萬六千公里不用著陸,相當於從美國紐約到澳洲雪梨的距離。因此利用海鳥原本的生活習性,偵測牠們本來就會飛過的路徑,就能作為活的海洋氣象浮標與風場儀器,可以有效補充浮標測量的不足,省下設置及維護昂貴的偵測儀器費用。
氣象學者過去即已發現將浮標測量的海岸地區大氣環流資訊輸入預測模型,可以改善衛星預測海岸洋流系統的精確度,而在海岸地區由於風應力和風應力旋度所引起的表面洋流及湧升流,原本就形成高生物產量水域,因此會吸引海鳥頻繁出沒捕食獵物,相較之下,增加揹負偵測器的海鳥數量,反而可以更有效的擴充大氣環流和海洋風場測量的涵蓋驗證範圍。
日本東京大學主導的國際研究團隊因此利用漂泊信天翁、黑背信天翁(Phoebastria immutabilis)和大水薙鳥(Calonectris leucomelas)來研究海洋表面風場,在夏威夷歐胡島的卡伊納角、日本船越大島及南印度洋法屬克羅澤群島的波塞申島等處,將小型全球定位系統偵測器(GPS)固定在19隻海鳥身上後放飛,最後記錄到超過500小時的飛行紀錄並計算出3,103筆風場數據,他們發現藉由分析海鳥飛行路徑的地速變化與飛行方向之關係,可以準確推測海鳥感受的風速與風向,協助分析海洋與大氣的相互作用,最終提升氣象預報的準確度,該研究成果已正式發表於美國國家科學院期刊
精密全球定位系統數據顯示海鳥的移動軌跡是曲折的,飛行速度會因遇順風而加速,或因逆風而減速,研究結果證實依海鳥飛行軌跡推測的風向與風速都與氣象衛星觀測的結果高度吻合,但這樣的間接推測可能會受到海鳥種類行為及飛行策略影響而產生誤差,因此研究者仍需仔細分析立體飛行軌跡以校正由海鳥行為造成的誤差及不同海鳥種類產生的差距。然而儘管如此,此研究結果仍然顯示經由海鳥得的數據與氣象衛星偵測的數據關聯性很強,證實這些數據具有足夠準確度可提供實際氣象預報使用。
(以上新聞編譯自2016725日發行之PNAS期刊)
(本文由科技部補助「向大自然借鏡:生物行為的科學解密」執行團隊撰稿
責任編輯:歐陽盛芝/國立臺灣博物館
審校:歐陽盛芝/國立臺灣博物館
日期:2016/08/25
本單元學術名稱:生物醫農>動物學
標籤:海鳥協助準確預報氣象
資料來源:Yonehara, Y., Y. Goto, K. Yoda, Y. Watanuki, L. C. Young, H. Weimerskirch, C.-A. Bost, and K. Sato. 2016. Flight paths of seabirds soaring over the ocean surface enable measurement of fine-scale wind speed and direction. PNAS (Proceedings of National Academy of Sciences) / Early Edition (July 26, 2016): 1-6 (+6pp. Supporting information) (doi: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1523853113).
延伸學習:
Boddy J. 2016. Long-range seabirds could improve weather forecasting. Science / News, July 25, 2016.
Zolfagharifard, E. 2013. Mystery of how the wandering albatross trabels 10,000 miles in a single journey without flapping its wings is solved. Daily Mail Online, November 18, 2013.
Yoda, K., K. Shiomi, and K. Sato. 2014. Foraging spots of streaked shearwaters in relation to ocean surface currents as identified using their drift movements. Progress in Oceanography, 122: 54-56.

2016年8月25日 星期四

「我的臺博記憶-老照片暨口述歷史影像徵集」得獎名單

耶! 「我的臺博記憶-老照片暨口述歷史影像徵集」得獎名單,終於出爐啦!恭喜得獎者。

照片組:

(一)臺博記憶獎

銅牛
照片名稱:銅牛
獎項:臺博記憶獎
姓名:張晏榕
年代:1976

文字說明:

這張照片是1976年元旦時拍的,那時我才四歲,弟弟坐在前而我在後座。 每到了假日,媽媽總會帶著我和弟弟搭公車來新公園遊玩,在那個年代,不像現在到處都有遊樂設施,因此,臺博門口兩側的「銅牛」便成為我和弟弟最棒的童年玩伴,每每來到臺博館就一定要騎上去玩耍一番,有時甚至還捨不得回家呢。 記得我和弟弟會爬上銅牛,幻想自己帥氣的駕馭座騎,牛角還被我們小孩子抓到都褪色了。媽媽隨即幫我們拍了這張充滿回憶的照片,在那傻瓜相機還沒問世的時代,照相機是非常稀少的,因此這張相片對我來說也相對珍貴。 如今,兩隻銅牛依舊佇立在臺博門口兩側,現在的我看到它們不會像小時候那樣的興奮瘋狂。


媽媽的畢業旅行
照片名稱:媽媽的畢業旅行
獎項:臺博記憶獎
姓名:李玲真
年代:1936

文字說明:

這張相片是1936年家母小學畢業旅行時所拍的,第二排左邊算起第三位就是她,後排的大人是當時的日籍老師,背後博物館大門上面的花窗鑲嵌著彩色玻璃。家母今年92歲,當年就讀於北斗郡二林小學,因為學校只有3名畢業生,所以畢業旅行是聯合彰化附近所有學校ㄧ起舉辦。這是家母第一次來台北,在博物館和公園留下了美好的回憶。


南門園區老樟樹
照片名稱:南門園區老樟樹
獎項:臺博記憶獎
姓名:徐錦弘
年代:2012/12/1

文字說明:

老樟樹,對你說老似乎大不敬,但是你有海量不會生氣,你安安靜靜的守在這兩樓中間有幾年了? 90年還是99年?年歲對你不重要了厚。知道嗎?第一次看到你是在兩年前,當時注視著你好久,你也應該發現我吧,有沒有發現我有想爬上去的念頭呢?每天下班前我總會在昏暗的時候抬頭仰望著你!這裡又只剩下你了,你可能也習以為常了吧!有無奈感嗎?也請幫我黏住一些無奈,別讓我帶走太多,你胸大材大一定容許包容許多。許多年來伴樓襤褸一定有很多紅塵心事,偷偷的告訴我一點好不好!我看過在藍天下的你、在大雨中的你、在細雨紛飛中的你、在氣溫38℃的你、在白色月光下的你……而你總是默默的感受著,蟠根交會朝朝暮暮守在兩樓之間,你在發呆嗎?不曉得那段時光是否已經被遺忘了,最近我們又在你周圍敲敲打打,你默不作聲,也或許你無言的看破人間繁華。一直以來,你最好的朋友是誰?我猜猜看是不是常常在你身體上爬來爬去的攀蜥和守宮,還是每到夏日不斷鳴叫的熊蟬,還是從頭到尾越爬越高,葉片也越大的黃金葛……他們對你無關痛癢吧。我想那一紅一白的建築物應該才是你最貼心的好朋友。有時候鳳頭蒼鷹無聲的滑翔停在你手臂上,牠的眼睛顯露出傲視天下,也有松鼠在嘻戲、白頭翁嘰嘰喳喳、五色鳥成對來拜訪、紅嘴黑鵯有趣的貓叫聲、綠繡眼細細鳴……。我知道你最美的時候就是現在!現在是你開花時期,在有花苞之前部份葉子會轉成紅色,點綴在綠叢中分外好看,花苞被細嫩的新葉圍繞著,開花時新葉也長出來……有花、有深綠葉、有青綠嫩葉、有紅葉……。再過不久之後,會有許多小朋友、年輕人、中年人、老年人,有男有女,都會前來看看你,也不會再有壞人在你身上綁鐵絲、打鑿子,去年在你身上發現一根14公分粗鑿子,趕緊找了一把鉗子又拔又拉的拉出來,那鑿子都變成黑色的,還有在露出土的根間拔掉一根刺鋼筋,當時你一定很痛吧!我保證以後不會再有人類對你如此,放心我會保護你的。對了!你知不知道你住哪裡?我告訴你你住在~宇宙銀河太陽系地球亞洲臺灣台北市中正區南昌路一段1號。下次請你告訴我你的心聲好嗎?曾經一直以來我總會跟你說說話,也爬上屋頂,在上頭把自己埋在樹葉裡面,觸摸著你,暫時感染你那消失的美好。我會懷念你的。


話說傳說中的太陽之子
照片名稱:話說傳說中的太陽之子
獎項:臺博記憶獎
姓名:林惠美
年代:2010/2/4

文字說明:

2009年底,臺博館三樓展出當神話傳說遇上排灣族的「太陽之子」特展,展場設計跳脫傳統,設計成開放劇場型態,有神話獨立屋、有地板投影圖、有實體文物服飾、祭典意象和影片、拓印、手紋體驗…非常豐富,不僅吸引小朋友,連大人也組團來參觀。

這天,是2010年2月4日,正值寒假期間,來了一團安親班,我扮演排灣族的姥姥,為大家講述排灣族古老的神話傳說,小朋友聚精會神聽著,每雙專注的眼神,都讓我的神話傳說變得有幾分真實。我從太陽之子的誕生說起,和他們一起跨越時空,進入排灣族生命的起源……大武山、百步蛇、青銅刀、銅壺、琉璃珠,樣樣都緊緊扣著排灣族的生命脈動。

每次導覽,無論是大朋友、小朋友,不僅會乖乖地坐在地板上,聽著我化身排灣族姥姥述說古老的傳說,還會在過程中熱烈參與、搶答問題,以及實際參與體驗。想必是這個特展規劃得太吸引人了,讓大家至今談起仍津津樂道。


3+1臺博行
照片名稱:3+1臺博行
獎項:臺博記憶獎
姓名:Sylvia Huang‎
年代:1989/6/11

文字說明:

1989年夏天,我和弟弟的童年記憶就是在各大博物館與美術館穿梭著。每回花蓮奔波至臺北,臺博館是我們的首選,因為他是我口中的「城堡」,小小年紀對於宏偉的門口,挑高的中庭,簡直就是童話故事裡的皇宮 ; 而我會假想自己是位公主,從樓梯緩步而下,才剛學會走路的弟弟愛黏著我,跟屁蟲般的學我的動作,爸爸彎腰牽著滿臉口水的他,媽媽總拿著相機捕捉我們每個畫面。

每當我們看到這些照片,就想起臺博館帶給我們的美好回憶 : 硬體建築,軟體人情知識,豐富了我們的童年,也藏著爸媽對我們的愛。
畫面三人,加上一位最美的掌鏡者。謝謝臺博館!


土銀等待
照片名稱:土銀等待
獎項:臺博記憶獎
姓名:陳堃暉
年代:1990

文字說明:

這張相片,從臺灣土地銀行招牌與右邊的柱子,可知攝於土地銀行總行,也就是現在的臺灣博物館土銀展館。

這是一名男子,正在土地銀行窗口等待,或許他在等銀行開門,也可能等候櫃台叫號,或相關流程走完,還是貸款核准。一如自己在土地銀行的經驗,不論存提款、繳費、補摺。

相片背面有「錦泉惠存 晚 振緯白 79.3.8」,點名時間和主角名字。這是一張贈照。可能是告訴親友,自己在北部一切安好,或許就在這銀行工作,也可能是自己旅行的影像。

臺博把土銀舊廈變成展館,恐龍與古生物成為主角,但當年的窗口和金庫,卻完整保存,見證銀行的演變與發展。也為這張相片和人物,留住一段等待的時光,乃至一則故事。


在水一方
照片名稱:在水一方
獎項:臺博記憶獎
姓名:陳堃暉
年代:1960年代

文字說明:

這張照片,有二名青年坐在臺灣博物館後門水池旁的樹上,一旁還有其他遊客。換作現在,早就有人出來制止,因為安全和虐待樹木。

但相片也反映博物館與水的關聯,這個水池,跟博物館一起建立。後來,二二八公園也以中式建築配合水池,成為不同時代對這裡的沉澱。
對於我,這個水池,曾在這裡看著丟進去的麵包屑被魚群搶,也曾拿花生在樹下等松鼠上門,也曾看過白鷺鷥在這停留打餐。
就算今天,這些景象依然上映。
在水一方,記憶將延續下去,故事將繼續上映。


(二)人氣獎

母子
照片名稱:母子
獎項:人氣獎
姓名:陳堃暉
年代:1960-1970年代

文字說明:

一位母親,右手抱著女兒,左手牽著兒子,在臺灣博物館正門合影。道盡正門是個取景熱點,我、弟弟和母親也曾在此合影,那時我和弟弟都是小學生。
母子身上的服裝,透露他們可能去過或即將前往百貨公司。臺灣首家百貨公司菊元,就位在衡陽路與博愛路口。光復後轉為國貨公司、南洋百貨、洋洋百貨,最後由世華聯合商業銀行(國泰世華)接收,改為金融中心。
但對於我,距離臺灣博物館最近的百貨公司,是遠東百貨寶慶店。一次過年,我們全家先來參觀博物館,之後步行前往遠東百貨添購新裝。雖然擠得受不了,卻是一段難忘的回憶。
這張相片,雖然無法確知拍攝時間和相關人物行程,但卻是一個回憶的絕好註腳。


賴少魂書畫展
照片名稱:賴少魂書畫展
獎項:人氣獎
姓名:陳堃暉
年代:1960-1970年代

文字說明:

相片正面,從正門建築和賴少魂書畫欣賞會,命名本此。背面,有中聯社攝,電話33663-24324的戳印,以及256編碼。照片部分受損,幸未影響主體。

這件畫展照,可能是為賴少魂先生所攝,以為紀錄、攝影集貨報導之用。缺乏明確時間,只能從人名進行推斷。賴少魂(1905-1971),廣東大埔人,曾任廣東省中醫公會理事長、廣州中醫師公會理事。民國37年(1948)當選國民大會中醫師公會代表,隨政府來台後,曾任國民大會代表,民國60年(1971)過世,著有《針灸學歌訣》、《賴氏醫案》、《中國醫藥診斷與治療》等書。

從人物生卒年,大概可以堆段本照片攝影於民國50年代,上限在民國60年代初。從人物經歷,也反映當時政府的宣傳,反共與確認中華民國是唯一合法中國政府,國民大會代表與相關社會賢達的書畫,也有部分宣傳或表揚的影子。

但對於我,臺博曾舉辦國家公園畫展,不僅有國家公園的自然風光,更有珍稀物種和生態介紹。學校教的環境和生態,在這裡得到共鳴,也擴充相關知識。現在想來,彷彿昨日。


媽媽的畢業旅行
照片名稱:媽媽的畢業旅行
獎項:人氣獎
姓名:李玲真
年代:1936

文字說明:

這張相片是1936年家母小學畢業旅行時所拍的,第二排左邊算起第三位就是她,後排的大人是當時的日籍老師,背後博物館大門上面的花窗鑲嵌著彩色玻璃。家母今年92歲,當年就讀於北斗郡二林小學,因為學校只有3名畢業生,所以畢業旅行是聯合彰化附近所有學校ㄧ起舉辦。這是家母第一次來台北,在博物館和公園留下了美好的回憶。



影片組:

(一)臺博記憶獎


影片名稱:憶兒時
獎項:臺博記憶獎
姓名:張重喜

文字說明:

陪我一家三代的省立博物館,此張照片是家父與銅牛的照片。童年我家住在宜蘭縣冬山鄉,當時只有鐵路與九彎十八拐的北宜公路。要上臺北不是一件很容易的事,這張照片似乎是1957年父親到博物館,西裝筆挺騎著銅牛滿足快樂樂的樣子,當時真希望有一天我也可以到此一遊。之後我來到了臺北念書,到博物館參觀蝴蝶標本, 當時可以合法買賣蝴蝶標本,我很喜歡很想買但是沒錢購買,也沒有相機可以拍照,幾年前博物館曾經展出蝴蝶標本,但是近幾年開始因為保育的意識抬頭,已經不能再買賣了!

這張照片是1975年1月我帶著家人到新公園的水池旁。在水池旁,小女邊學走路邊牙牙學語,一家人享受歡樂的時光,胖胖的娃兒一直要爸媽抱抱,這些都是我和家人深刻的記憶。

1981年6月我們有來到新公園,在至聖先師向前拍下家人的照片。

1985年6月一家人參觀博物館恐龍展,爆滿的現場和興奮的觀眾,至今記憶猶新,當時沒有好的相機,拍到實景對當時來說真的很不容易。館前廣場當時還有糖葫蘆的民俗表演,兒子一直吵著要購買,可以沒有拍到相片。水池邊的荷花盛開一起迎接歡樂的時光。


(二)人氣獎


影片名稱:憶父親與祖父
獎項:人氣獎
姓名:何柏君

文字說明:

我已故父親是個外科醫生,退休後常逛博物館。數年前有一次他到臺博館看展,居然發現我祖父-他過世多年父親的的作品。

我祖父是個泥塑和紙糊藝術家名叫何南海,是很有藝術天才及精緻手藝的職人,過去負責每年龍山寺最重要的元宵花燈的製作,我父親小時候目睹祖父製作雕像的過程,所以印象深刻。在偶然逛臺博館時居然發現這幾尊小時候祖父每天在家製作的作品(番人塑像),是南海阿公為當年博覽會的作品,博覽會結束後作品又移到菊元百貨展覽。

發現這些塑像後,他十分的驚喜,回來家裡興奮地告知我們,並描述當年日本人委託製作時的記憶。可惜在我們尚未能進一步確認這件事實之前,我父親就生病過世了。最近,再次看到雕像的照片,決心向我九十高齡的姑媽確認,我姑媽含淚證實是我祖父的作品沒錯,全家人都很高興。這件事讓我和臺博館的淵源更深一層,謝謝臺博館的保存,留下我們家人對家祖父無限旳思念。

2016年8月18日 星期四

『臺博新知』:軟Q機器人


賴婉婷/國立臺灣博物館研究組
李冬齡/美國馬里蘭大學植物學研究所博士
有沒有想過,綁鞋帶其實對於機器人是多麼難的一件事情?美國麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室主任羅斯博士(Daniela Rus)表示「那就是我們希望機器人能擁有的能力!」這個願景已經開始逐步成形實現,美國麻州Soft Robotics公司已經開始生產軟Q機器手(爪),第一項產品已於20156月上市,標榜不需要複雜的程式控制系統,就可以做到許多過去只能依靠人工的工作,例如取拿磨菇、草莓、番茄等易損壞物件。
圖1. 阿爾德巴蘭(Aldebaran)公司開發的NAO智能機器人為傳統鋼鐵機器人(圖片來源:歐陽盛芝)。


傳統鋼鐵機器人係以脊椎動物的生理構造為基礎發展,強壯堅硬的四肢以人類無法企及的速度及力量擔負重複性負重工作,由於堅硬的肢體只有在關節處才能彎曲轉動,因此當需要處裡多樣化工作時,往往需要花費高額資金更新控制程式。機器人研究者改由章魚或毛蟲等動物擷取靈感,研發軟Q機器人,採軟性材質使機器人更容易融入周遭環境並發展新的動作,例如伸縮、扭轉、擠壓,並可以任意轉換形狀大小,可以彌補傳統機器人的不足。這波研發的成果主要是因為聚合物研究(polymer science)已有相當進展,新的鑄模技術及3D列印可將聚合物自由發揮,製成研究者想要的形狀,並更能快速測試設計。
哈佛大學的機器人研究者懷賽茲博士(George Whitesides)認為,大自然的生物演化出各式各樣的奇妙方式來移動、感應、抓取、餵食、獵食、游動、走動及滑行,都是傳統機器人所無法企及,但在軟Q機器人的發展卻有可能實現。他使用空氣來驅動形狀類似海星的軟Q機器人,肢體由含三層聚合物的夾層製成,夾在中間的一層含有許多袋狀空間及管道,外面的兩層有不同的彈性,當在不同部位充氣時,不對稱的膨脹使得這些肢體產生彎曲,這套設計已使軟Q機器人可在鋼琴上彈奏簡單童謠;另一個設計則能通過障礙測試,匍匐爬過高僅兩公分的縫隙,展現出軟Q機器人克服複雜地形的潛力。
 
圖2. 畫家筆下的軟Q機器人(繪製者:王美乃)。


義大利聖安娜高等研究院(St. Anna School of Advanced Studies)拉席博士(Cecilia Laschi)則正開發能模擬章魚動作的軟Q機器人,機器觸手使用形狀記憶合金製成的管線彈簧控制。這些易於彎曲,但在加熱後可恢復原有形狀的管線彈簧以不同的分布來控制觸手的動作,部分順著觸手長度分布以模擬章魚觸手的伸縮及彎曲,其他則由內部中心向外做放射狀分布以控制觸手的粗細,經由馬達帶動可使觸手做波浪狀的動作,甚至可以捲住人的手掌。
美國麻州塔夫斯大學(Tufts University)神經生物學家崔默教授(Barry Trimmer)使用類似概念開發機器毛蟲,他以3D列印出模擬煙草天蛾(Tobacco hornworm, Manduca sexta)的軟Q機器人不只能爬行,還可以做出毛蟲特有的捲曲彈射逃遁動作,將來可利用這些動作來迅速穿越障礙物,協助救災搜救工作。
但是軟Q機器人的發展還面臨許多挑戰,包括軟性材質遇外力時會如何變形、動作如何在軟性材質上傳導等都仍待研究,且由於其能量來源還是使用電池或壓縮氣體鋼瓶等硬性材質,需再進一步研究使用生化或再生能源的可能性。
(以上新聞編譯自201624日發行之Nature雜誌)
(本文由科技部補助「向大自然借鏡:生物行為的科學解密」執行團隊撰稿
責任編輯:歐陽盛芝/國立臺灣博物館
審校:歐陽盛芝/國立臺灣博物館
日期:2016/08/18
本單元學術名稱:生物醫農>動物學
標籤:軟Q機器人
資料來源:Shen, H. 2016. The soft touch. Nature, 530: 24-26.
延伸學習:
Shen, H. 2016. Meet the soft cuddly robots of the future. Nature / News Feature, Feb 3, 2016.
Laschi, C., B. Mazzolai, M. Cianchetti, V. Mattoli, L. Bassi-Luciani, and P. Dario. 2009. Design of a biomimetic robotic octopus arm. Bioinspiration & Biomimetics, 4 (1), 015006 (4pp).
Lin, H.-T., G. G. Leisk, and B. Trimmer. 2011. GoQBot: a caterpillar-inspired soft-bodied rolling robot. Bioinspiration & Biomimetics, 6 (2), 026007 (14pp).



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