MENU
趨勢快訊
用於檢視牛奶殺菌成果的小型生物感測器
2019/02/15
牛奶中蛋白質、碳水化合物、脂肪、維生素和礦物質含量豐富,是現代人生活中不可或缺的食物來源與食品原料之一;然而牛奶中豐富的水分與營養成分也是最適合微生物生長的溫床,新鮮的牛奶若無經過適當的殺菌程序與保存環境,便容易迅速酸敗,且可能引發消費者食物中毒等症狀。   一般消費者於市面上所購買的牛奶通常經過巴氏殺菌法(pasteurization)進行消毒,這是一種透過較低溫度、短時間的加熱處理,殺滅食品中部分微生物的方法,並盡可能保留生乳中的營養物質與風味。然而這樣的處理方式只能減少微生物的數量,完成處理的產品須於低溫中保存,並盡快食用完畢。【延伸閱讀】氣味感測器搭配NFC守護民眾食品安全   檢測牛奶中的鹼性磷酸酶(Alkaline Phosphatase, ALP)活性,可以驗證巴氏殺菌法作業的效果,也是現今最常使用檢測項目之一,但傳統檢測須在實驗室經過多種步驟才能完成,不易被現場所用。為解決這個問題,印度理工學院(Indian institute of technology)開發出以紙張為基底,並可快速感測ALP小型生物感測器,內含對ALP具有專一性的生物探針,只要13分鐘就可產生藍綠色訊號,方便現場人員直接以肉眼觀察辨識。此款生物感測器的ALP的檢測範圍為10-1000 U /mL,且已成功用於檢測乳品原料樣本,團隊也另外設計出簡易的檢測套組,以提升現場檢測的應用性。
煤生物轉化的模型預測
2019/02/14
煤(Coal)是一種具可燃性的黑褐色岩石,是人類所需的重要能源之一,通過燃燒煤能夠提供巨大能量於製造、建設和民生需求。煤礦來源為埋藏於地層中的陸地植物,後受地熱與高壓影響而碳化的天然產物,主體為碳,伴隨著氫、氧,及少量硫、氮與無機礦物質等其他成分,燃燒過後所形成的碳微粒、氮氧化物、硫氧化物等污染物對人體有害,若能直接在現地就將煤轉化成乾淨的甲烷再燃燒,就能有效減少污染物排放,將微生物注入煤層進行生物轉化或許是可行的方式。   但是煤礦轉化的過程複雜,不易使用單一微生物直接轉化,而白蟻以枯死的植物細胞壁為食,是一種可幫助植物分解的昆蟲,其腸道所帶的微生物種類豐富,這些微生物可分泌分解木質纖維的酵素,可為生物轉化所用。   美國德拉瓦大學(University of Delaware)和ArcTech公司合作開發一種新型模組,用以模擬分析煤礦在不同的微生物作用下進行生物轉化的過程。研究團隊使用既有文獻資訊了解中間產物和代謝途徑,並將其併入動力學模型C2M (Coal to Methane),其中囊括了煤轉化為多環芳烴,再降解為中鏈脂肪酸,然後變成有機酸,最終產生甲烷的生化反應。【延伸閱讀】研究指出個人保健與衛生藥品污染已逐漸影響水域環境並對其生態系造成危害   這樣的模型可與ArcTech公司提供的實驗數據進行比對,相關參數能協助理解代謝瓶頸對生物轉化過程的影響,並且可用於監測或控制生物甲烷的產生流程。現在團隊已完成地上的小型測試,目前正在尋找合作對象以針對地下煤礦進行測試,相關研究發表於<Energy and Fuels>。   此類研究可作為的生物轉化案例應用前的預測,幫助開發商在投入成本前先模擬可能發生的代謝瓶頸,以便及早進行突破。
人工智慧現階段之技術探討及應用
2019/02/13
在數十年的發展下,人工智慧(artificial intelligence)已應用在包含農業在內的各個領域,其中又以開發具機器視覺(machine vision),具深度學習(deep learning)功能的人工智慧最具挑戰性,如何讓機器透過機器學習(machine learning)的方式產生具有與人們相比擬的判釋能力是目前學研界致力研發的重點項目之一。為了解機器視覺在人工智慧中開發的進度及可能遇到的問題,美國加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)的研究團隊針對圖像處理上最常使用的兩種卷積神經網路(Convolutional Neural Network)模型—AlexNet與VGG-19進行圖像辨識的測試,結果發現,現在的圖像辨識仍有值得改進之處。   加州大學洛杉磯分校的研究團隊分別透過五項對機器所進行的測驗,顯示人工智慧很容易被看似簡單且容易被人理解的圖像所欺騙。這五項測驗目的是為了找出機器視覺在判斷上的盲點。經測驗後,發現運用深度學習模型的機器具有以下特點,包括無法如一般人類,可藉由物件的輪廓輕易的判讀;對玻璃材質的物件,其判釋能力大幅下降;對整體型態完整但輪廓不清的物件卻能正確辨識等發現。對於這樣的研究結果,研究團隊認為,材質(texture)是影響神經網路模型的重要因素,與一般人類運用整體輪廓辨識物件的方是不同;另一方面,機器有效地判讀蓄意模糊輪廓的圖像的比例極高,也證實機器並非以物件輪廓作為主要演算依據。研究團隊發現,人類是藉整體視覺來分辨圖像,而人工智慧則是將物件拆分不同的片段進行取樣判讀,如何讓機器達到人類辨識物體的水準,仍有待科學家進一步研究。【延伸閱讀】運用人工智慧科技規劃地景生態拯救野生瀕危蜜蜂   該研究由美國國家科學基金會(National Science Foundation)資助,研究成果已發表至<PLOS Computational Biology>。
高油酸花生可以增加蛋黃顏色
2019/02/12
美國農業部農業研究局的研究人員發現,在蛋雞飼料中添加高油酸花生可以增加蛋黃顏色和脂肪酸含量。   雞蛋中含有豐富的營養,包含人類所需的胺基酸、維生素、脂肪等,為了生產品質良好的雞蛋,部分農民會在飼料中添加花生粕和花生以增進蛋雞的蛋白質攝取。花生粕為花生壓榨煉油後所剩餘的副產物,使用一般花生製成的花生粕可提供雞之豐富的植物性蛋白質,但近年來高油酸(oleic acid)花生品種越來越多,產量也逐漸增加,目前尚未有文獻探討飼料中添加高油酸花生對蛋雞的影響,故美國農業研究局著手進行研究。【延伸閱讀】南洋理工大學科學家將超硬花粉轉化為柔性材料   研究團隊以白色來亨雞(White Leghorn layer hens)進行試驗,探討採用高油酸花生飲食10週後對蛋雞生產和雞蛋品質的影響,每週記錄雞隻體重、飼料重量,並分析雞蛋品質、營養成分和致敏性,結果顯示這種餵養方式並不會影響母雞產蛋表現和雞蛋品質。除此之外,高油酸花生飲食使得蛋黃顏色較深,蛋黃中所含的脂肪酸和β-胡蘿蔔素也更多。   過去,部分農民為了提升蛋黃中β-胡蘿蔔素等抗氧化維生素的含量,會在飼料中添加類胡蘿蔔素補充劑、番茄粉、萬壽菊等成分,但此舉也會增加營運成本。因此這項研究提供了高油酸花生及其副產物額外的利用方式,且生產的蛋不與花生抗體產生反應,可有效減少消費者過敏的疑慮,並提高畜禽產業的使用意願。
VeChain幫助Marumo部署第一個日本茶產品區塊鏈
2019/02/11
茶飲愛好者往往特別關注茶葉的產地、氣候和環境狀況,但目前茶產業尚未有健全的溯源系統。而區塊鏈(blockchain) 是近年來快速發展的科學技術之一,已應用於許多零售及食品相關產業當中,有利於產品溯源與提升供應鏈透明度。VeChain是一家協助產業建立商品區塊鏈的公司,在過去兩年內幫助了奢侈品、汽車、食品、服飾生產商建立可信任的商業生態環境,現在更與日本富士Marumo茶園合作,希望通過先進的物聯網和區塊鏈技術幫助追蹤茶葉產品包裝。【延伸閱讀】應用區塊鏈建立番茄供應之物連網   富士Marumo茶園是世界上最受歡迎的日本茶葉生產商之一,因為於日本靜岡,具有適合茶葉生長的優良氣候和土壤條件,在Mohei Honda的領導下榮獲2013年世界綠茶大賽最高金獎。為了提昇客戶的信任度與抑制市面上的假產品銷售,故與VeChain進行合作測試,VeChain會分配個別產品一個唯一的ID,並將此ID添加到其各種NFC晶片當中,客戶只要將智慧型手機指向包裝上嵌入的NFC晶片,就能確認所購買的產品來自富士Marumo茶園。而且,客戶還可以獲得更多產品相關的詳細資訊,包含茶園歷史影片以及驗證證書。   此計畫將分階段推行,初始項目將涵蓋一百種不同的茶產品進行測試,這些茶產品將採用VeChain的NFC晶片進行追蹤,若成效良好,將會擴大合作關係。
把水果副產物穿戴在身上的新利用方式
2019/02/08
純素食主義是一種新興的生活方式,參與者多考量於動物福利、環境保護及個人健康,在日常生活中盡量採取以不殘害、剝削動物的選擇,近期以來,贊同此款理念的參與者越來越多。為了迎合消費者喜好,衣物製造商需要另闢蹊徑以取得非動物來源的替代品作為產品原料。   在此同時,基於促進環境永續的考量,各界也在研究如何更適當的利用農園藝的副產物。近年來許多製造商開始將這類的農業原料與衣物飾品結合,除了提高農產品的利用度,也能提供創新的應用方式,幫助產品加值,因此加工天然纖維所產生的新素材也越來越多樣。   鳳梨是一種原產於南美洲的熱帶水果,全球年產量約為2,480萬噸,因其多汁、酸甜的風味而廣泛受到喜愛。除了果肉可供食用外,剩下的外皮和葉多半作為廢棄物清除或堆肥使用,實為可惜。【延伸閱讀】與時尚結合的生物複合性材料   Hugo Boss是一個德國的時尚品牌,採用Piñatex®做成男鞋,並開始銷售。Piñatex®是一種以鳳梨葉做為基礎原料的服飾材料,採收鳳梨葉後將內部的長纖維抽出,經過洗滌、烘乾、脫膠後就可製成不織布,再依需求進行後續加工。   使用這樣的原料製成生活用品,除了可為農村地區創造更多收入,也能減少使用一般皮革所造成的環境傷害,更能減少紡織製造業產生的環境足跡。
辣椒中的辛辣成分具有類似抗憂鬱藥的特性
2019/02/07
憂鬱症是一種精神疾病,影響著全世界近3.2億人。雖然目前臨床上已有輔助病患的處方藥物,但患者對於各類型藥物的治療反應不一,且使用藥物也須承擔副作用風險,亟需開發其他協助患者的方式。   辣椒是世界上廣泛使用的香料之一,可在哺乳動物口中造成刺激性,並促進食用者發熱,提升血液循環。而辣椒素(capasacin)是辣椒中的辛辣成分,也能活化神經細胞膜上的瞬態感受器電位陽離子通道TRPV1 (transient receptor potential cation channel, subfamily V, member 1)。   TRPV1是一種與痛覺感受和人體體溫調節有關的受器,同時也與動物的情緒控制相關;過往研究發現,當抑制TRPV1表達會使得老鼠的行為表現較為憂鬱。墨西哥科利馬大學(Universidad de Colima)以大鼠的動物行為模型進行測試,觀察辣椒素抗憂鬱的效果。【延伸閱讀】研究發現經常喝茶與降低全因死亡風險和罹患心血管疾病比率有關連   研究人員發現注射劑量界於0.05-0.25mg/kg的辣椒素能有效改善大鼠於試驗中的憂鬱程度,而0.01mg/kg辣椒素+5mg / kg阿米替林(amitriptyline),比起單純使用阿米替林的效果更好。然而,許多人無法忍受辣椒素的刺激感,化學結構類似於辣椒素的palvanil也具有改善大鼠憂鬱的效果,但不具刺激性。   這些結果顯示辣椒素或許具有改善動物憂鬱的潛力,未來需要經過更多實驗驗證其在其他動物和人體內的功效,相關研究發表於< Physiology & Behavior >
科學家已開發出快速檢測病毒之可攜帶設備
2019/02/06
為有效且快速地檢測受感染的個體,由Oxford Nanopore研發方便隨身攜帶的檢測裝置MinION因此誕生,該裝置近年來已大量應用在人類及動物的疾病檢測,透過新一代定序技術及高通量測序的原理,短時間內便可比對出受到病毒感染的檢體。如小型實驗室般的裝置能快速且大量測定檢體病毒的所有DNA或RNA的序列資訊,相關應用已使用在檢測茲卡病毒及伊波拉病毒兩種RNA病毒的檢測,對疫區疫情的控制有著顯著的效果。相較於動物病毒檢測方面的應用,法國農業研究發展國際合作中心(Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement,簡稱CIRAD)的研究團隊希望能同樣則利用Oxford Nanopore的檢測裝置,建立快速檢測植物病毒基因組的技術及流程。   法國農業研究發展國際合作中心以重要的經濟作物參薯(water yam, Dioscorea alata)作為研究對象,並利用Oxford Nanopore的檢測裝置MinION進行感染病毒的測定分析。研究首先以傳統定序法(Sanger sequencing)建立參薯病毒的參考基因組,並以此為標準作為MinION定序參照比對之用。研究顯示,以MinION測出的病毒序列與傳統定序法所得到的結果相比,相似程度高達99.8%,這表示Oxford Nanopore開發的MinION同樣可有效地應用在植物病毒的檢測,定序的準確度也相當理想。研究成果意味著人們可隨時攜帶檢測裝置,及時於作物栽種現場進行病害管理監控,省去採樣送驗的時間成本,同時避免病毒在短時間內大爆發的風險。【延伸閱讀】微流體晶片技術可快速診斷多種植物病毒所引起的疾病   法國農業研究發展國際合作中心主要致力於熱帶及地中海地區農業發展,該檢測的推廣將有助於即時監控栽種地區的疫情,適用於通訊或交通不便的農業地區。研究團隊並希望能藉由儀器的高精確度,在未來將該檢測開發在其他物種的病毒檢測與全基因組的定序方面。   該研究由Agropolis Fondation資助相關經費,研究成果已發表在<Scientific Reports>。
粘菌和貽貝如何成為建築的未來
2019/02/05
地球上的物種數量眾多,不同物種間又隨著生活環境發展演化上的特殊性,研究與模仿這些型態、過程、運動或生態系統上的特殊性有助於人們解決許多生活與環境中的問題。因此近幾十年來,人們對仿生(Bio-inspired)或結合生物利用的相關議題和科技發展越來越有興趣,期待用以增進資源使用效率、減少污染、提升效能等結果,促進環境永續性。   哥倫比亞大學建築學教授David Benjamin是<Now We See Now>這本書的作者,書中提到結合科學與設計的跨領域思考與工作,他認為整合生物學可以帶來更加永續的建築形式,以及一種思考建築環境生命週期的新方法;他的建築工作室-The Living也使用真實的生物體作為設計的一部分。   各式建築在建造以前須要進行縝密的計算,在過去數十年中,建築結構計算受到自動化和電腦化的影響極高,使用上也已臻成熟,在這樣的背景下,新的可能性開始出現,例如生成設計(Generative design)就是其中之一,另一種便是人工智慧;而生物學的應用則更為新穎,受益於生物技術的快速發展,相關的機會與思維也開始在建築中佔據一席之地。透過生物計算、生物感測和生物製造,能幫助我們思考建築物自原材料開採到解體掩埋的過程,對建築與環境變化進行更完整的考量,創造更合乎循環經濟的建築系統,而不單單只是思考建築的使用年限。以下為訪談提出的案例:【延伸閱讀】令人意外的發現!藍綠藻能生產油脂 生物計算:我們通過學習粘菌(slime mold)為飛機製造商Aerobus設計重量更輕的飛機零件,以減少飛行期間的碳足跡。 生物感測:我們為紐約市的Pier 35 Eco Park進行這個項目,由於貽貝對水質與氧氣含量非常敏感,我們在貽貝外殼的一側放置便宜的磁鐵,在另一側放置2美元的傳感器。只要花費數美元,就可以擁有比10,000美元感測器更好的水質探測器。而這個公共建築的燈光能根據水質改變顏色,讓民眾了解當地水質狀況,且在此期間並不會造成貽貝損傷,貽貝壽命約為兩年,後續可進行更換或用其他方式取代。 生物製造:由於菌絲具有將各種有機物質結合在一起的能力,因此我們使用切碎的玉米皮、莖和菌絲,大約五天內就可形成一個固體結構,並與其他合作者共同創造了建築磚。在夏季時用P.S.1當代藝術中心(MoMA PS1)庭院的10,000塊磚建造了一座40英尺高的塔。與大多數典型建築相比,基本上不造成浪費和額外的碳排放。在夏季結束時,我們將磚塊碎成小塊,與細菌和蟲子混合幫助分解;大約60天後就能夠回歸土壤,而這些土壤可用在當地的社區花園繼續進行種植。
將大黃蜂變成無人機的新技術
2019/02/04
一般而言,無人機通常平均飛行時間為20分鐘,因維持機翼旋轉需要大量能量,若要維持長時間的飛行,也代表需要更大、更重的電池;而無人機越小,飛行時間也越短,這樣的能量需求使得無人機應用尚無法擺脫尺寸限制。   現在美國華盛頓大學(University of Washington)發掘一個既強大又輕便的動力源—昆蟲,足以讓無人機持續約七個小時的飛行時間,並將其稱為Living IoT。這是一個飛行無線平台,包含感測器、無線通訊和定位追蹤器,可搭載於活體昆蟲而昆蟲於田間飛行時便可同時監測溫度、濕度、光照強度或作物健康狀況。   由於昆蟲本身已具飛行能力,因此只需搭配可持續七個小時的微型充電電池(約重70毫克)即可,整體元件僅需數美元,重量僅為102毫克,約為7粒生米的重量。而大黃蜂(bumblebee)可承受與自身體重相等的重量,一隻蜂約重113毫克,且體型較大,能夠攜帶團隊開發的微型電池,因此受到青睞。除此之外,與一般無人機不同,蜜蜂能夠飛行數小時,也具有電子零件無法達成的特質;一般無人機就只是隨意在田間飛行,但蜜蜂會受特定物質吸引,所以除了能以此監控環境外,還可以更加了解蜜蜂的行為模式。【延伸閱讀】海洋中的大型海藻養殖場將成為未來生質燃料的來源之一   為了追蹤蜜蜂,研究人員在足球場上設置了四個天線基地,利用蜜蜂身上的接收器的信號強度及蜜蜂與基地站之間的角度差進行三角測量,最遠可以偵測到距離天線外80公尺的地方(約四分之三個足球場),而蜜蜂通常飛行距離為百米內,故可完全掌握訊號位置;當蜜蜂返回蜂巢過夜時,電池便會重新充電並上傳數據。安裝或取下零件時只要將蜜蜂裝在罐子裡,再放入冰箱模擬冬眠時的溫度,減少其活動力,便可輕鬆完成,且整個過程並不會傷害到蜜蜂。通過感測器,我們更可以了解蜜蜂的野外行為,理解為何蜂群數量會下降。   研究團隊計劃在ACM MobiCom 2019上展示他們的研究成果,但這並非團隊第一次進行無人機研究的發表,過往曾推出RoboFly,這是一種由雷射光驅動的昆蟲機器人,透過雷射光投射能量給機器人上方的光伏電池並轉換成足夠的電力。而RoboFly的飛行模式可以進行人為控制,或許有一天能夠應用於偵測氣體外洩、檢測植物病蟲害,或進入狹小空間中尋找災難倖存者。
監控水下聲音以監測河流健康
2019/02/01
水下世界熱鬧且變化萬千,雖然魚群不像人類擁有聲帶,但還是可以藉由骨骼摩擦、肌肉震動、游動時改變速度和方向發出聲音,這些聲音可變成捕食者或競爭者感受到的訊號,或成為吸引配偶、嚇阻外來物種等反應。觀察聲音生態學(Acoustic Ecology)也提供人類認識其他物種的另一個角度,魚類資料庫—FishBase網站中也記錄著部分魚類的聲音,可作為認識魚種的參考。   現在格里菲斯大學(Griffith University)澳洲河流研究所(Australian Rivers Institute)的研究人員便利用這些聲音建構監控河流健康的新方法。研究人員Dr. Simon Linke表示,研究自然界發出的聲音可以提供寶貴的環境資訊,就像有人研究並記錄鳥類所發出的聲音,我們也可以將此概念應用在魚類身上,用於監測魚種種類、族群變化,或其他影響河流健康的小動物。藉由投入水下麥克風,記錄音頻並將聲音和數據傳回辦公室,透過電腦系統自動識別、分析其中特殊的聲音,並用於構建有關河流系統健康狀況的調查結果。【延伸閱讀】利用行為研究幫助了解豬流行性下痢病毒大爆發之可能因素   傳統上進行生態監測時,研究人員需要花費大量時間於不同地點奔波和架設裝備,透過這種非侵入性的監控方式,搭配自動攝影機,就無須額外採取干擾生態系統的任何措施,有利於研究人員進行長期性的觀察,也能作為監測如羅非魚(吳郭魚)等入侵種的早期預警系統。
蝦殼有助於對抗耐抗生素的超級細菌
2019/01/31
根據澳洲漁業研究與開發公司(Fisheries Research and Development Corporation, FRDC)的數據顯示,澳洲人每年吃掉超過33,000噸的甲殼類動物,所產生的殼廢棄物也相當可觀,通常只能作為垃圾掩埋丟棄。而殼聚醣(Chitosan,又稱幾丁聚醣)是構成甲殼的主要物質之一,具有水溶解度低、無生物毒性、可被生物降解等特性,而且是除了纖維素以外,地球上含量次多的生物聚合物,這些豐富且便宜的原料非常適合進行加工利用,以促進環境永續性。   由於早期抗生素濫用等因素,造成耐藥性細菌的廣泛出現,患者的傷口有時難以使用一般抗生素治療。現在澳洲昆士蘭科技大學(Queensland University of Technology, QUT)的研究人員已經找到了一種方法將甲殼廢棄物變成抗超級細菌的傷口治療材料,可用於潰瘍後不易恢復的糖尿病患等患者。   研究員Phong Tran表示,雖然採用甲殼類動物殼所製成的粉末並不是全新的來源,但是只要在加工時去除重金屬等雜質,就能夠確保殼聚醣原料的安全性。將原料溶解在酸性溶液中,再將一層薄薄的液體倒入容器中並冷凍,使殼聚醣成形,後續再將酸中和以取出薄膜,這種膜具有適合治療傷口的許多特性,傷口附近的細胞會在這些多孔膜中移動且生長良好。此外,實驗發現這種膜當注入含硒(selenium)和銀(silver)等抗微生物劑時可以殺死耐甲氧西林(Methicillin-resistant)的金黃色葡萄球菌(golden staph),進而阻止超級細菌於培養皿中擴散,形成明顯的抑菌圈。而且這種膜與人體皮膚高度相容,因此具有用於皮膚移植的潛力。【延伸閱讀】醋酸纖維素與麥盧卡蜂蜜製作的傷口敷料的應用潛力   醫院人員出入頻繁,也是病患與傷患集中治療的場所,容易成為各種超級細菌的溫床;免疫力低下或慢性發炎的病患受傷後往往不如一般人恢復迅速,採用抗菌效果良好的敷料有利於傷口修復。Tran正在與墨爾本大學合作,希望在膜中加入更多的抗菌藥物,昆士蘭州的Biomedical Innovation公司也在展開相關計畫。
數位化綿羊育種新技術
2019/01/30
遺傳改良是畜牧業提高生產力的方式之一,然而隨著經營時間延長,動物族群逐漸擴大,管理者的育種計畫也漸趨複雜,追蹤個別動物的種系與遺傳關係也越來越難。澳洲的養羊產業興盛,也是世界上主要的羊毛、羊肉生產國,羊隻數量眾多,更加需要進行系統化的管理。   MateSel是一個由新英格蘭大學(University of New England, UNE)教授Brian Kinghorn開發的電腦程式,已被美國養豬業使用,能同時保持動物的遺傳多樣性和提高遺傳育種的收益。現在澳洲的綿羊產業也逐漸投入MateSel的使用,並通過Sheep Genetics Australia進行管理,利用最全面的綿羊遺傳數據庫和評估服務,促進澳洲綿羊產業的品質保證。   西澳農民Dave Vandenberghe是第一年進入MateSel計畫,他的每一隻綿羊都經過DNA測試以確定親代血統來源,有助於防止配種時的近親繁殖。每個新剪毛的羊隻都有一個電子標籤,上面完整記錄澳大利亞綿羊繁殖價值(Australian Sheep Breeding Values, ASBVs),其中包含出生體重、剪下羊毛量和眼睛肌肉深度等性狀,可用以選擇性繁殖所需後代;加上所使用的電子繪圖工具、電子耳標、電腦軟體和數據分析,Vandenberghe花費了約25美元改善羊群遺傳特性。【延伸閱讀】計算林木的耗水量並應用於精確灌溉系統   Vandenberghe表示,此計劃在西澳的美利諾羊(Merino)育種者中並不是非常受歡迎,但考量到綿羊和羊毛價格的上漲,農民可能會因此重新投資,尤其是同時養殖多種動物的混和農場更可因此簡化作業,順利將種羊進行分組以促進配對育種順利性。
打造符合高產、高效之永續都市菜園
2019/01/29
在世界人口快速增長的趨勢下,人們對糧食的需求提高,全球糧食安全議題此刻成了各國政府關注的焦點之一。而在眾多因應之道中,都市農業(urban agriculture)或許成了緩解糧食安全疑慮的有效方法。   一份來自澳洲新英格蘭大學(University of New England)有關都市農業的研究報告,統計澳洲雪梨市境內及鄰近地區共13個社區菜園在2015-2017年的都市農業生產結果發現,都市社區經營的菜園生產量較澳洲商業化種植的菜園高出近2倍。然而研究也發現,不論是人力或物力資源的運用上,都市菜園都較商業化經營的菜園低效率,這顯示未來若要發展永續都市農業經營模式,則須解決其中的物資及人力問題。   研究中探討到,若要解決物資問題,可利用都市資源相對豐富的優勢,將都市龐大的廢棄物就地處理,轉化成農用資源,此方法一方面紓解廢棄物對環境造成的壓力,另一方面則將資源重新分配為農業經營之用。低能值產量比(emergy yield ratio,簡稱EYR)的結果也顯示文獻中所探討的都市農業尚不具經濟效益的,唯有投入相對低成本、大量的都市廢棄物,方有機會讓整個都市農業系統得以永續發展。   研究也發現,從事都市農業活動的人們多半為了社區參與、休閒及環保等目標而投入。結合上述願意從事都市農業的有志之士,再加上規劃公園、道路旁等公共土地重新利用下,都市農業將是可行的做法。然而研究發現,嚴重勞力不足及反映昂貴的產品價格,恐將限縮都市農業的發展。【延伸閱讀】研究指出都市花園與菜園為保育物種的重要關鍵   整體而言,澳洲新英格蘭大學的這份研究調查,充分地闡述發展都市農業的美好願景及現階段所面臨的挑戰,如同許多經營管理方針一樣,永續發展將是維繫都市農業發展的重要命脈,決策者如何權衡其中的利弊得失將嚴重影響都市農業規劃的方向。該研究結果對於農村勞力短缺、都市化程度高的臺灣而言,將可做為未來發展都市農業的重要參考文獻。   該研究已發表在美國國家科學院院刊<Proceedings of the National Academy of Sciences>。
來自剛果植物中的化合物對抗胰腺癌細胞的應用潛力
2019/01/28
人體內的細胞具有長短不一的壽命,為了補充老化與死亡細胞的耗損,前驅細胞通常每隔一段時間便會進行細胞分裂,以產生足夠的新細胞幫助器官與組織繼續執行正常工作。而癌細胞的增生速度與代謝比一般正常細胞快上許多,對營養和氧氣的需求也更大,因此在癌細胞大量增殖後的微環境中,養分與氧氣的含量較周邊更低,使得內層細胞可能因為飢餓而死亡,但人類的胰腺癌(Pancreatic cancer)細胞對於這樣的環境具有高度耐受性,這種現象稱為austerity,也是造成一般抗癌藥物對抗胰腺癌細胞效果不彰的原因。   胰腺癌的早期症狀不明顯,常容易受到忽視或誤診,作者表示,胰腺癌是最致命的癌症之一,病患的五年生存率小於5%。部分科學家進便將研究方向轉向於營養缺乏條件中選出抑制癌細胞austerity的有效物質;而2004年開發出的抗癌藥物-Kigamicin D就是以消除austerity作為新的癌症治療策略。【延伸閱讀】飲用烏龍茶可能有助於預防乳癌   現在,來自日本、德國和剛果民主共和國的研究人員在剛果的藤本植物Ancistrocladus likoko中分離出一種化合物,其命名為ancistrolikokine E3 (5,8'-coupled naphthyldihydroisoquinoline alkaloid ancistrolikokine)。此化合物可在營養缺乏的條件中抑制胰腺癌細胞PANC-1的Akt /mTOR途徑,並誘導細胞型態發生改變,導致細胞死亡,且具有抑制癌細胞遷移(migration)和群落形成(colony formation)的效果,或許是一種有潛力的新藥開發來源。   相關研究發表於<Journal of Natural Products>
以大數據解決全球植物問題之時機已成熟
2019/01/25
保護區域乃至於全球尺度的生物多樣性,一直是各國設法達成的目標。美國佛羅里達自然歷史博物館(Florida Museum of Natural History)的研究學者對這方面的議題提出呼籲,認為是時候利用長期累積的大數據解決人們長期以來的疑問:植物是如何演化並形成現在的分布?並預測未來環境受人為擾動下,植物將如何繁衍等問題。   研究人員表示,近年來,由於資料處理、演算法及硬體性能方面大幅度進展,研究人員能將生物相關的大數據,以適當的工具加以分析,解開長年來人們感興趣的議題。這些議題包括物種保育策略、預測未來物種的分布,及透過模型模擬預測物種受氣候變遷衝擊的程度等。現今,越來越新穎的量測方式,包含遙測與無人機技術,讓科學家們即時觀測與蒐集數據;此外,研究人員也可利用生物愛好者或公民科學家(citizen scientist)蒐集整理並發布在線上資料庫的客觀數據作為研究數據。藉由結合上述數據來源,研究人員便可全方位地探討生物問題,政策制定者與決策者也可依據資料庫內容或研究結果制定及推動相對應的政策。相關研究文獻已發表在<Nature Plants>。【延伸閱讀】以大數據分析都市農業未來潛能   以大數據為基礎的研究,對於釐清生物演化史、現況分布及與預測未來可能分布的範圍有其必要性。在農業方面,善用宏觀的大數據分析將有助於預測作物分布之生長界限,倘若對臺灣特有種的分布有通盤的了解,將有利於未來制定保育政策,特殊的種源在完善的保育政策下將得以保存,對日後的育種試驗有相當大的幫助。   目前國內已由農委會、中研院與科技部共同成立「臺灣生物多樣性資訊入口網」,「臺灣生物多樣性資訊入口網」匯集各界研究學者與公民科學家調查之生物分布資訊,以數位化的方式呈現於網路平台,供國人查閱。
清潔蝦在養殖石斑魚的利用性
2019/01/24
水產動物是人們飲食中主要的蛋白質來源之一,早期人類通常於河流、湖泊、海洋等水體中撈捕所需的種類與數量進行食用或販售。隨著世界上人口持續增加,需求提升且捕撈技術越加發達的背景影響下,導致「過漁」現象也越發明顯,水產養殖逐漸成為另一種回應人類需求的解決方式。   養殖動物通常生活於擁擠的環境中,更容易受到疾病和寄生蟲的侵襲,使得死亡率增加、品質下降,且管理者需要額外付出治療成本;而亞洲是世界上最大的水產養殖地區,其中部分年度光是寄生蟲所帶來的損失就高達總損失的30-50%。通常漁民會以藥劑進行寄生蟲疾病的防治,但這些藥劑當中,有些抗生素種類也會經由人類與其他經濟動物共同使用,而使用有機磷酸鹽類(organophosphates)、阿維菌素類(avermectins)、擬除蟲菊精類(pyrethroids)、苯甲酰脲類(benzoylureas)等化合物也可能對環境造成負面影響。   為了維護養殖生物的健康,部分地區採用生物防治以減少寄生蟲數量,例如挪威的鮭魚養殖業者使用隆頭魚(wrasse)和圓鰭魚(lumpfish)來對抗海蝨,但目前熱帶或亞熱帶水產養殖地區沒有相應的防治措施,而蝦子可以忍受較擁擠的環境且分布範圍廣泛,因此澳洲詹姆斯庫克大學(James Cook University)的研究人員David Vaughan認為清潔蝦這類小型甲殼類動物或許可幫助養殖動物維持健康。   實驗中調查了四個清潔蝦品種減少寄生蟲Cryptocaryon irritans、Neobenedenia girellae 和Zeylanicobdella arugamensis 的能力,並認為Lysmata vittata可作為在水產養殖條件下進一步測試的候選物種。後續研究中以模擬水產養殖條件下,將30隻L. vittata 放入裝有石斑魚(Epinephelus lanceolatus )的500公升養殖池中,發現L. vittata可清除寄生蟲N. girellae的卵,並降低87%的感染率。【延伸閱讀】愛爾蘭鮭魚養殖場已成功開發出對抗海蝨和阿米巴原蟲感染症的新工具   然而將大量清潔物種引入海水養殖業可能會對當地生態系統造成壓力,應審慎評估擴大使用的利害關係。相關研究發表於<Scientific Reports>與<Aquaculture Environment Interactions>
2019年後影響超市的六大趨勢
2019/01/23
20世紀時超級市場的出現改變了傳統零售業的規則,不但因大量進貨壓低了產品價格,同時也簡化了消費者取得各類食物的途徑。現今隨著我國市場經濟迅速發展和人民消費水準不斷提高,消費者意識逐漸趨於複雜,在多樣化的選擇面前,這些個性化特質得以充分展現;且農產品加工、保鮮、物流等技術更朝向數位化、自動化提升,未來技術創新與消費者喜好將促使現有的商業模式進一步發生變化。以下為2019年超市六大發展趨勢預測: 1. 電子商務   根據IGD公司研究,至2023年十大全球線上食品雜貨市場預計總銷售額將達到近2,000億元,年增長率為20%。受益於科技的進步,結合實體店面與電子商務可提升消費者購物的便利性,更能滿足其消費需求。然而,若需與新鮮農產品結合,則更有挑戰性,為了支持業務規模擴張與壓低成本,須強化投資人工智慧與自動化倉儲技術等,才能順利促成線上與線下的結合。 2. 實體店數位化   接下來的一年中,預計實體店面將會逐漸掌握消費者購物偏好與習慣,設計使其更容易找到目標物的購物流程與設施。實體店的大空間比起線上商城更具優勢,許多商店已經逐漸利用這些空間,例如義大利的il Viaggiator Goloso的貨架上的電子標籤能夠顯示線上產品評論與分數,提供消費者參考。此外,實體店未來可能透過購物車上的設備或是手機應用程式引導消費者走向容易提起購買慾的區域,而貨架上的傳感器能夠追蹤客戶放入購物車的物品,並在其離開商店時以移動式支付系統收費。 3. 個性化體驗   消費者數據對長期追蹤消費者需求以發展個性化購物非常重要,只要準確地衡量企業的客戶洞察力,就能得到市場先機;故了解客戶的消費內容、時間、地點和購買方式,提升預測消費者購物偏好和行為的前瞻性,快速制定有影響力的決策更能推動市場增長。透過消費者數據、人工智慧與機器學習,零售商能更加有效地定位產品與服務,幫助供應商實行優惠券和抽獎等推銷作業前的市場推估。 4. 社交商務興起   電子商務可能帶來新的購物方式,社交商務很可能會在2019年出現,透過社交商務,零售商和供應商能夠提供更加針對性的行銷方式,以及讓線上購物變成更具社交性、即時性和便捷性的方式。新技術的使用意味著人們不再需要進入線上商城購買商品,只要在觀看商品圖片或影片時就能及時將該品項加入虛擬購物車中,這可能會重新塑造商品的買賣方式。 5. 供應鏈技術   社交媒體的發達使得消費者更能追蹤有關產品安全的相關消息,只要一點小問題就可能對品牌造成非常大的損傷,傳統供應鏈將會因此受到更大的壓力。同時,消費者對新鮮度的要求與減少食物浪費的壓力將會使得加工生產線需要準確了解進貨與維持安全的儲存量,超市也需要提升產品交易成功的效率。另外,超市和專門雜貨店可能減少現場營運成本,將更大比例的區塊用於展示商品;或是維持相同的規模,但變成實體與虛擬商店間的連結,客戶可於現場看到購買商品的樣子,線上提供的商品也可以透過互動式螢幕進行呈現或被購買。【延伸閱讀】以行動應用程式整合人工智慧香蕉病蟲害辨識系統讓蕉農獲得更全面的預警資訊 6. 可追溯性數據   數據儲存、計算、分析技術的進步也逐漸改變消費者對產品可追溯性的期望,越來越多中產階級對於食品安全、食物採購與篩選方式感到好奇,未來產品資訊或許除了來源外,還可能會擴及到營養與口味等其他更加細微的訊息。而且許多零售商(如家樂福)已開始採用區塊鏈技術,以QR code為消費者提供食品來源的詳細資訊,預期2019年將繼續快速發展。

網站導覽
活動資訊
訂閱RSS
電子報訂閱