導入AI面試卻引來信任危機？科技系孫弘岳、洪國恩揭求職者信任關鍵

114年07月10日

　　人工智慧（AI）正在改寫企業招募流程，但相較真人面試，AI面試因缺乏人際互動及評量透明度而遭詬病，儘管有效提升甄選效率，卻可能讓人才放棄應徵。臺灣師範大學科技應用與人力資源發展學系教授孫弘岳率研究團隊解決企業痛點，分析求職者對虛擬分身、聊天機器人、解釋型 AI三種 AI 面試官不同的感受，有望提升企業招聘效率與求職者對 AI 的信任度。 　　根據《哈佛商業評論》報導，全球已有86%的企業導入AI視訊面試技術，用來篩選初階求職者。聚焦台灣，在多個大型企業內部，AI面試也已逐漸被視為成本效益極高的解方，尤其是大規模招募時，一位HR主管可同時處理上百份AI錄影初選，降低時間與人力壓力，待AI面試官初步篩完人選後，第二階段再進入真人面試。 　　AI面試是透過自動化錄影面試系統，求職者依指示在鏡頭前作答，錄影畫面則由AI辨識語言、表情、聲音與行為進行初步篩選。這樣的「冷面試」，雖能提升企業面試效率，但從求職者角度來看，「缺乏互動」、「看不到人」、「不知道誰在看我影片」等因素，會造成強烈的不安與挫折，在缺乏人際互動與評量標準不透明的情況下，也帶來信任危機，不少人才選擇中途放棄應徵。 　　孫弘岳的研究專長橫跨人力資源與資訊科技，研究領域包括情感運算、人智互動、人力資源科技。他分析，求職者之所以會質疑AI背後藏有黑箱，主要是具備「不確定性」，尤其過去求職者熟悉真人面試，甚至會被訓練如何面對面試官，但坊間從未有人教你如何面對AI面試官，「信任感自然是很差的，他們可能無法取得過去真人面試的優勢。」 　　孫弘岳指出，AI在面試初階段確實能減少人力成本，提升效率，但若無法建立基本的信任關係，反而會損及企業形象，甚至導致優秀人才流失。為此，他率領團隊進行一項實驗研究，探索「不同設計的AI面試官」，是否能有效提升求職者的理性與感性信任，希望改善求職者對AI面試官的觀感。 　　這項研究採用真實面試情境，邀請152位不同領域的真實求職者參與實驗。團隊設計了四種面試情境，分別為無介面、不解釋、單向錄影面試的「隱形AI」，具備擬人化外觀的AI角色的「虛擬分身（Avatar）AI」，能即時回應的對話型「聊天機器人（Chatbot）AI」，以及提供測評原理說明、強調公平與公開「透明解釋型AI」。   圖說：錄影面試中，四種不同類型的 AI 面試官    　　AI面試官看得比真人面試官還透徹，孫弘岳說，系統能精密分析應徵者回答的每一道問題，包含臉部表情、面部肌肉表現，以及聲音、語速、語調，以及應徵者的敘述內容，並依此推論出應徵者的特質，進而分析是在自我行銷，或可能存有誇大不實的疑慮。「這個是應徵者訓練不來的，你可以騙得了肉眼，但你騙不了AI！」。他表示，很多求職者不喜歡AI面試，就是因為你演不了。 　　研究發現，不同設計形式，確實會大幅影響求職者的信任感。其中，以「虛擬分身AI」最能提升感性信任，尤其當 AI 具備擬人化特徵時，求職者會在情感上獲得更多的安全感和信賴感；而「透明解釋型AI」則能有效提高理性信任，讓求職者理解其被評估的依據與邏輯。相對而言，「聊天機器人AI」雖具互動性，但在提升信任上的效果並不顯著，顯示單靠回應能力並不足以建立安心感。 　　談及研究挑戰，孫弘岳說，尋找152位不同領域的真實求職者參與實驗最困難。他分享，當初邀請受試者參與實驗時，經常會吃閉門羹，畢竟攸關求職者工作權益，最後歷時一年多的時間才搜集足夠樣本，在企業每年1000多位的面試者中，可用的研究樣本僅佔一成。 　　隨著AI技術日新月異，如何設計出讓人安心、可信賴、願意參與的面試流程，將成為企業人資的下一個關鍵挑戰。該研究的實務應用，將影響企業如何選擇它的AI面試官，為企業在挑選面試策略時，提供了一條更人性的可行道路。 (採訪撰文 | 由本校公共事務中心提供)。   原文出處： Suen, H. Y., & Hung, K. E. (2023). Building trust in automatic video interviews using various AI interfaces: Tangibility, immediacy, and transparency. Computers in Human Behavior, 143, Article 107713. https://doi.org/10.1016/j.chb.2023.107713 

氣候變遷下的小農調適與遷移行為：越南湄公河三角洲的地方觀點

114年07月10日

【本篇報導由地理學系  莫家俊副教授研究團隊提供】 　　氣候變遷影響小農戶在多尺度上的調適反應與移動模式。本研究採用歸納法，觀察越南湄公河三角洲安江省（An Giang）的小農，比較不同環境與氣候相關壓力因素對有或無外移家庭成員的家庭，以及不同收入水準家庭在兩個農村鄉鎮的影響。研究團隊探討調適行為與人類移動模式在（跨地域）家庭日常生計中的作用。本研究採用了混合研究方法，包括對兩個農村社區的家庭（N=106）進行生計調查，隨後進行兩次焦點團體討論、非結構化深度訪談和次級數據分析。研究發現，人類流動性、調適行為和氣候變遷在複雜的關係網中相互交織。在移民家庭和非移民家庭之間，未發現氣候調適行為和影響的明顯差異。因此，將遷移視為調適失敗或適應形式的典範無法充分解釋本研究的發現。然而，不同收入群體之間存在差異。相較於其他收入群體，中等收入農民受氣候相關災害的影響尤為嚴重。此外，人口移出、人口老齡化、上游水電開發以及 COVID-19 封鎖措施給小農的生計帶來了重大挑戰。這些多重壓力因素的複合效應顯示，人類流動、氣候變遷和調適模式應被視為「棘手問題」來處理。    　　全球氣候危機影響小農戶的調適行為和遷移方式，進而對其生計造成多層次影響。這對全球生計、糧食安全、社會經濟穩定、健康和個人安全構成重大威脅，可能導致遷移和流離失所現象加劇。然而，氣候變遷是否直接迫使人們放棄家園仍存在高度不確定性。氣候變遷與人類遷移的關係是直接的還是間接的？我們是否應該將人類流動模式（包括遷移）視為複雜而非線性的，並將其視為一個棘手的問題？「棘手」問題在此被定義為其複雜性和模糊性，使其難以識別並與其他相互關聯的問題區分開來。此外，解決此類問題往往面臨重大挑戰（Jentoft & Chuenpagdee,2009）。 　　這一議題至關重要，因為許多政策報告、媒體報導以及部分科學研究預測，未來將有數百萬甚至數十億「氣候難民」。但這些敘述是否真正反映現實？為探討這一根本性問題，研究團隊以越南湄公河三角洲安江省的農村社區做為研究場域，採取地方社區視角進行剖析。本研究題為《湄公河三角洲的氣候變遷適應回應與人類流動：越南安江省農村家庭的本地視角》發表於《人文與社會科學通訊》（Humanities and Social Sciences Communications）專欄，從湄公河三角洲的本地社區的視角探討了這一緊迫問題（圖1）。本研究聚焦越南安江省的農民，考察了不同環境壓力如何影響有無遷移成員的家庭，以及兩個農村公社中不同收入水準家庭的因應差異。  圖1：越南安江省的研究區域   　　湄公河三角洲常被描繪為氣候變遷的熱點地區。許多研究指出，當地農民最終將因氣候影響下的惡劣環境而被迫遷移至城市地區。儘管本研究的受訪者（N=106）曾在三角洲經歷了兩次近期乾旱（2015-2016 年和 2019-2020 年的歷史性乾旱；見圖2），但將環境變化的所有驅動因素都歸因於氣候變遷是具有誤導性的。實際上，影響當地環境與農民遷移決策的因素是多重且交織的，包括上游水電開發、非法採砂、土地開採與地層下陷、政府政策、農業集約化等在內的多種因素，人為與制度性因素對環境變化產生了影響，進而影響了遷移決策。在此背景下，相較而言，氣候變遷並非小農決策遷移的首要動力。 圖 2：調查受訪者對2015–2016年及2019–2020年乾旱事件嚴重程度的主觀評估     　　另外，研究團隊比較了移民家庭（即有移民成員的家庭）和非移民家庭（即無移民成員的家庭），重點分析這兩類家庭如何受到氣候變遷的影響，以及他們採取了那些調適氣候變遷措施。研究結果顯示，移民身份並沒有顯著影響家庭如何經歷與氣候相關的災害或他們所採取的調適措施。例如，分別有90.2%和86.3%的非移民家庭表示，他們不太可能因為氣候問題移民到城市或其他農村地區。在有移民成員的家庭（n = 47）中，對於這些家庭成員是否會永久移民或最終返回他們的村莊，意見不一。 　　此外，研究團隊亦觀察到，與其他收入群組相比，中等收入農民面臨與氣候相關災害的挑戰更大。這種差異可歸因於他們獨特的脆弱性，例如缺乏調適所需資源，以及對氣候敏感農作物的依賴。而人口外移、人口老化、水電開發及COVID-19封鎖等問題使小農的生計更加複雜。這些相互關聯的壓力因素，形成了一個經濟、社會和環境因素共構的多面向的情境，顯示出應對氣候變遷、人類流動性和調適策略需要採取一個綜合的方法。承認這些問題是複雜的「負面」問題至關重要，因為它們需要考慮到受影響社區內的相互依賴性和動態的創新解決方案。 　　在本的研究中，研究團隊並不認為氣候壓力因素與家庭的遷徙模式及調適策略無關。相反的，研究團隊認為這些模式與反應最好透過結合當地觀點與更廣泛的結構性決定因素的批判性觀點來加以理解。儘管氣候變遷無疑會影響人類的遷移模式，包括遷移決策，但研究團隊主張更細微的理解方式。研究團隊認為，與其簡單化地陳述這種關係，不如透過更具批判性的學術研究來揭示其中的複雜性。   原文出處： Bayrak, M.M., Van Hieu, T., Tran, T.A. et al. Climate change adaptation responses and human mobility in the Mekong Delta: local perspectives from rural households in An Giang Province, Vietnam. Humanit Soc Sci Commun 10, 344 (2023). https://doi.org/10.1057/s41599-023-01817-5

促發海洋環境負責任行為：Kolb學習環的應用

114年07月10日

【本篇報導由海洋環境科技研究所  葉庭光副教授研究團隊提供】 海洋廢棄物是當前海洋治理中的關鍵議題。如何有效提升民眾對垃圾減量的覺知、認同、與實際行動，被視為是當前極為艱鉅的挑戰。本研究以 Kolb 的體驗學習環理論為基礎，設計一套體驗式海廢課程（ELBMD），並探討學習者在經驗學習環四個學習階段中的學習歷程與表現。研究結果指出：（1）ELBMD 課程能顯著提升學生對海洋廢棄物議題的理解，增強其責任感、分析能力及環保行動的內在動機；（2）在「反思階段」，透過結構化提問引導學生反思人與環境的互動關係，能激發具體的環境行動及對公共政策參與的意識；（3）於「同儕交流階段」，學生得以深化概念理解，建立環境價值觀，並轉化為實際行動。本研究結果顯示，結合體驗、反思與交流討論的學習設計，有助於培養青少年的環境責任感與長期行動力，對未來海洋廢棄物教育的課程發展具有重要啟發。    　　海洋廢棄物問題日益嚴重，已成為全球海洋治理的重要議題。這些廢棄物不僅對海洋生態系造成破壞，也對人類健康與經濟活動構成潛在威脅。雖然透過教育推廣可望提升公眾對相關議題的認知與行動力，但目前針對海洋廢棄物教育的系統性研究仍相對有限。特別是在課程設計層面，如何有效結合學習理論，促使學習者從知識理解走向態度轉變與行動實踐，是當前教育界與政策推動者所共同面對的挑戰。 　　Kolb 所提出的體驗式學習理論（Experiential Learning Theory, ELT）強調「做中學」與「反思學習」的價值，主張知識的獲得來自經驗的轉化過程，並包含四個連續的學習階段：具體經驗、反思觀察、抽象運思轉化、與主動實踐。本研究以此為理論基礎，設計並實施一套以「海洋廢棄物」為主題的體驗式淨灘課程（Experiential Learning-Based Marine Debris Curriculum, ELBMD），並探討學習者在四個學習階段中的學習歷程與表現。 　　本研究採混合方法設計，結合問卷調查、反思紀錄、同儕討論與深度訪談，以分析學習者在知識、態度與行動三方面的變化。研究結果顯示，ELBMD 課程在多個層面上展現顯著成效： 　　（1）加深對海洋廢棄物議題的理解與責任感建立：參與者透過實際參與海灘清潔行動，在具體經驗階段中親身感受到海洋廢棄物的數量與種類，並從中提升對問題的感知與興趣。課後的評量顯示，學習者對海洋廢棄物成因與影響的理解顯著提升，並展現出更高程度的環境責任感與分析能力。許多學生在反思與訪談中表示，他們不僅學到了知識，更開始意識到自身行為與海洋污染之間的連結，進而願意採取更具環保意識的行動。 　　（2）反思歷程促進環境意識與行為轉變：在學習循環的第二階段「反思觀察」中，研究設計導入開放性與引導式反思活動，引導學生深入思考人類與環境之間的關係。結果發現，相較於傳統僅進行開放式回饋的課程，引導式反思能有效促進學習者從感性經驗提升至批判性思考，並進一步形成環境行動的動機。有超過九成的學生在反思中具體提出個人可執行的環保行為（如減塑、推廣再利用），並開始關注政策層面的問題，如是否應強化塑膠減量法規等。 　　（3）同儕互動深化價值觀與促進實踐行動：在第三階段的「抽象運思轉化」中，參與者透過同儕討論活動，進行意見交流與集體理解建構，深化其對海洋廢棄物議題的系統性認知與倫理反思。學生表示，透過分組討論與簡報，他們不僅理解了問題的複雜性，也建立了彼此支持與勉勵的學習氛圍。在訪談中，有學生提到「因為全班都一起減塑，我也不想成為例外」，顯示同儕支持能在學習社群中形成正向行動的社會規範。這些討論活動也有效支持學習者進入第四階段──主動實驗，即將所學轉化為持續的環境行動。 　　（4）實踐階段強化行動持續性與社會參與傾向：在課程結束六個月後的後續追蹤中，部分學生持續實踐環保行為，並表現出更高的社會參與傾向。包括加入環境社團、參與淨灘活動、主動向同儕與家人宣導環保觀念等，皆為學習成效的長期延伸。尤其值得注意的是，受課學生比對照組展現出更高比例的「勸導他人行動」行為，顯示課程不僅促進個體改變，也有潛力帶動群體文化的轉變。 　　綜合來看，ELBMD 課程顯示 Kolb 體驗學習理論在環境教育中的應用價值。透過設體驗、反思、建構與實踐活動的規劃，可有效提升學習者對海洋廢棄物問題的理解，並培養其環境責任感與行動力。研究結果反應出，反思與討論階段在態度與價值觀轉化中扮演關鍵角色，應成為未來海洋教育課程不可或缺的環節。    原文出處： Hung, L. Y., Wang, S. M., & Yeh, T. K. (2023). Kolb's experiential learning theory and marine debris education: Effects of different stages on learning. Marine Pollution Bulletin, 191, Article 114933. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2023.114933

暖化下的午後雷陣雨：海溫變化如何影響臺灣的午後對流？

114年07月10日

【本篇報導由地球科學系  黃婉如特聘教授研究團隊提供】 　　午後對流降雨是臺灣夏季的重要降水特徵。本研究使用高解析度大氣模式動力降尺度的結果，模擬海溫變化對臺灣未來夏季午後對流降雨活動的可能影響。研究結果顯示，至21世紀末，在全球暖化的影響下，臺灣夏季午後對流降雨的發生頻率將降低，但強度卻會增強。而在不同太平洋海溫的變化情境下，臺灣夏季午後對流降雨變化的程度有顯著差異。東太平洋海溫較冷的情境（類似反聖嬰），午後對流降雨事件的發生頻率高於其他海溫情境推估的結果。相比之下，東太平洋海溫較暖的情境（類似聖嬰現象），午後對流降雨事件的降雨強度低於其他海溫情境推估的結果。這些發現強調了在全球暖化下，聖嬰現象對調節臺灣午後對流降雨事件未來變化的潛在影響。   　　在臺灣的夏季午後，你可能也曾注意到天空突然烏雲密布，隨即降下短時而猛烈的雷陣雨。這就是「午後對流降雨」，是臺灣夏季氣候中極為典型的現象，常發生在下午2點到5點之間，對夏季總降雨量的貢獻高達四到五成。這類降雨不僅影響日常生活，也與水資源調度與防災管理息息相關。然而，在氣候變遷日益加劇的今日，這類降雨的行為會不會產生變化？我們又該如何因應？ 　　過去研究顯示，臺灣午後對流降雨的發生頻率與熱帶太平洋海溫變化密切相關，特別是聖嬰–南方振盪現象（ENSO）：當東太平洋海溫偏冷（類似反聖嬰）時，午後對流降雨事件通常較為頻繁；而在偏暖（類似聖嬰）時期，發生頻率則會降低。本研究進一步探討，在全球暖化背景下，這樣的關聯是否仍然成立？又會如何改變未來的午後降雨特性？ 　　研究團隊運用四組不同的海溫變化推估(圖1)，搭配高解析度大氣模式的動力降尺度模擬，推估至21世紀末臺灣夏季午後對流降雨的可能變化。結果顯示：無論哪一種海溫情境，未來午後對流的「發生次數」都會變少，但「降雨強度」則將增強(圖2)。然而，各情境間的變化幅度仍有顯著差異：在東太平洋海溫偏冷的情境(類似反聖嬰現象)，午後對流降雨的發生頻率高於其他情境；相對地，在偏暖情境下（類似聖嬰），降雨強度則相對較低。這些結果突顯，聖嬰現象在全球暖化背景下，仍可能扮演調節臺灣午後對流降雨的重要角色。 　　研究團隊進一步分析指出，四組不同海溫推估結果之間的差異，主要來自於未來全球暖化情境下，海溫變化對臺灣地區白天海風輻合強度、大氣穩定度以及水氣傳輸條件的影響。此外，本研究也探討不同海溫分布所導致的區域及全球環流變化，突顯未來海溫變化不僅改變大尺度環流結構，也會影響區域性對流發展條件，進而調節臺灣夏季午後對流降雨的活動特性。這些發現有助於深入理解氣候變遷下臺灣水資源的可能變化，並可為未來的防災減災策略與用水調度規劃提供重要的科學依據。   圖1：(a) 至 (d) 顯示四組全球暖化情境下的海溫分布變化（SST，分別為 FC0、FC1、FC2、FC3）。 圖2：動力降尺度模擬下，四組海溫情境（FC0–FC3）中未來（2075–2099 年）相較於現今（1979–2003 年）臺灣夏季午後對流降雨（Convective Afternoon Rainfall, CAR）之 (a) 發生頻率與 (b) 強度的變化。黑色斜線區域為達 90% 信心水準之顯著變化。   原文出處： Huang, W. R., Chien, Y. T., Cheng, C. T., Hsu, H. H., & Koralegedara, S. B. (2023). The role of sea surface temperature in shaping the characteristics of future convective afternoon rainfall in Taiwan. npj Climate and Atmospheric Science, 6, 198. https://doi.org/10.1038/s41612-023-00528-7 

聖嬰-南方振盪(ENSO)如何調節斯里蘭卡的春季日降雨變化？

114年07月10日

【本篇報導由地球科學系  黃婉如特聘教授及史朗祺博士後研究員研究團隊提供】 　　本研究主要探討印度洋第二大島—斯里蘭卡在春季（3月和4月）日降雨（Springtime Diurnal Rainfall，簡稱SDR）的年際變化，以及其在聖嬰-南方振盪（El Niño-Southern Oscillation，簡稱ENSO）調節下的可能影響。本分析基於2001年至2019年的高時空解析度衛星降水估計和再分析數據。結果表明，斯里蘭卡的SDR在整個研究期間一致地表現出午後降雨峰值的特徵。相比之下，SDR的振幅則呈現顯著的2至4年振盪週期，這與ENSO事件的週期相似。進一步分析顯示，斯里蘭卡SDR振幅的年際變化與熱帶中、東太平洋（位於NINO 3.4和NINO 3區域，簡稱ENSO指數）在春季和前一季冬季的海表面溫度變化呈負相關。當冬季出現反聖嬰（聖嬰）現象時，斯里蘭卡在春季的SDR活動會增加（減少）。可能的解釋是，在反聖嬰（聖嬰）期間，斯里蘭卡附近區域經歷了增強（抑制）的氣旋環流、大尺度水氣通量輻合及局部晝夜變化的水氣通量輻合，進而導致斯里蘭卡的潛在降雨量和SDR活動增加（減少）。這些發現強調了ENSO可以預測斯里蘭卡SDR活動的年際變化。    　　聖嬰-南方振盪（ENSO）是太平洋的重要氣候模式。每當聖嬰或反聖嬰事件發生時會改變大氣環流，進而影響遠離太平洋地區的氣候和天氣模式，包括斯里蘭卡的降雨分布。斯里蘭卡是印度洋的第二大島，位於孟加拉灣以西、阿拉伯海以東，地理位置優越。其氣候主要受南亞季風影響，尤其在夏季，是南亞地區最早受到此季風影響的國家之一。 　　本研究探討了ENSO對斯里蘭卡春季日降雨變化（SDR）的調節作用（如圖1），基於2001年至2019年的高解析度衛星降水數據，結果顯示SDR在午後達到降雨峰值，並且有顯著的2至4年振盪週期，與ENSO事件的週期相似。在反聖嬰年，增強的氣旋式環流促進了水氣傳輸，導致SDR活動和降雨量增加；而在聖嬰年，氣候條件的變化與反聖嬰年相反，因此SDR活動和降雨量減少。這表明ENSO透過大尺度和局部氣旋式環流及水氣通量輻合的變化，調節斯里蘭卡SDR的變化，並提出了可以透過ENSO指數預測斯里蘭卡SDR的年際變化。  圖1. (a)斯里蘭卡（SL）春季逐時降雨合成圖，紅線為聖嬰年，藍線為反聖嬰年。(b)與(a)相同，但為從地表至300 hPa垂直積分的春季水汽通量輻合（表示為−∇⋅MF）合成圖。(c)春季[−∇⋅MF（等高線和矢量）和降雨（陰影部分）]的水平圖，累積時間從14:30到17:30 LT（(a) - (b)的黃色區域），顯示聖嬰年合成與春季氣候平均（即 2001-2019 年平均）的差異。圖(d)與(c)相同，但顯示反聖嬰年合成與春季氣候平均的差異。    　　了解ENSO與斯里蘭卡SDR之間的交互作用，有助於闡明全球氣候現象如何影響區域的天氣模式。對於經濟和生態系統高度依賴降雨、且易受氣候變化影響的斯里蘭卡，這一發現尤為重要。本研究對斯里蘭卡的農業規劃和水資源管理具有重要意義，也可以促進跨區域的氣候監測與預測合作，並提供有效的氣候適應策略。此外，本研究結合了衛星降水數據與傳統氣象分析，鞏固了大氣科學的基礎知識，並為進一步的氣候模擬奠定了基礎。   原文出處： Koralegedara, S. B., Huang, W. R., Tung, P. H., & Chiang, T. Y. (2023). El Niño-Southern Oscillation Modulation of Springtime Diurnal Rainfall Over a Tropical Indian Ocean Island. Earth and Space Science, 10(5), Article e2023EA002832. https://doi.org/10.1029/2023EA002832 

海洋塑膠的全球分析與控制措施策略的影響

114年07月10日

【本篇報導由生命科學系  沈林琥教授研究團隊提供】 　　塑膠污染是威脅海洋生態系統和人類健康的全球環境危機。這項研究對全球海洋塑膠污染的現狀進行了全面分析。研究團隊檢視了全球塑膠產量的數據、各國每年排入海洋的塑膠量估算數據、按海洋盆地劃分的表面塑料質量、排放到海洋的全球塑料廢棄物的比例、來自最大排放河流的海洋塑料的比例、表層海洋中的微塑料，以及世界表層海洋中的塑膠物質和顆粒。研究團隊的分析揭示了令人震驚的趨勢，例如自20世紀50年代以來塑膠產量顯著增加，預計到2050年自然環境中的塑膠廢物將累積高達120億噸。此外，本研究顯示超過1000條河川佔全球年排放量的80%，其中亞洲的塑膠排放量估計最高，其次是非洲、南美洲、北美、歐洲和大洋洲。此外，本研究結果表明，海洋塑膠廢物的最大貢獻者是大塑膠、中塑膠和微塑料，以顆粒數計算，小型微塑料在海洋表面塑膠中占主導地位。廢塑膠的回收再利用，實踐了回收永續發展的概念，抵消了環境中的碳排放，並有可能獲得更多的碳信用。本研究結果強調，迫切需要全球協調努力，減少塑膠廢棄物並防止對海洋的進一步危害，將回收和再利用策略作為綜合控制措施的關鍵組成部分。   　　研究團隊對全球海洋中的塑膠污染狀況（如圖1）及其控制措施策略進行了深入的分析。研究指出，自1950年代起，全球塑膠生產顯著增長，這些塑膠最終進入海洋，對生態系統和人類健康構成重大威脅。尤其是微塑膠污染成為一個難以忽視的問題，這些小於5毫米的塑膠顆粒被海洋生物誤食後可能進一步進入人類食物鏈，對健康造成潛在風險。 　　本研究分析了污染的主要來源，超過1000條河流佔全球80%的塑膠廢物排放，其中亞洲的排放量最為顯著。此外，海洋中的塑膠污染不僅來自於宏觀塑膠（如塑膠瓶、漁具等），還包括來自日常生活中的微塑膠，例如個人護理產品中的微珠以及合成纖維衣物清洗產生的塑膠纖維。這些塑膠隨著洋流聚集，形成了巨大的海洋垃圾帶，如太平洋垃圾帶，其對生物多樣性帶來深遠且嚴重的影響。研究指出，塑膠顆粒可以吸附環境中的有害化學物質，包括持久性有機污染物和重金屬，這使得這些污染物被生物攝入後會進一步對生態系統產生複合污染效應。例如，海洋生物攝入塑膠後，可能導致消化系統受損、生長受阻，甚至死亡。而這些受塑膠污染的生物最終被捕獲，進一步通過食物鏈影響人類健康。為了解決海洋塑膠污染問題，研究團隊建議必須在全球層面採取多元策略，包括減少塑膠的使用、強化回收系統、推動替代材料的研發與應用等。同時，強調提升公共意識以及教育在減少塑膠污染中的重要性。政府和國際機構應該頒布更嚴格的法律法規，來控制塑膠廢物的產生與排放，並推動回收和可再利用技術的發展。此外，企業在生產過程中應考慮產品的全生命週期對環境的影響，減少塑膠包裝和推動產品的可回收性。 　　最後研究團隊呼籲國際間須加強合作，因為海洋塑膠污染是一個跨國界的環境問題，單一國家或地區的努力不足以徹底解決該問題。強化國際協作、制定全球性的減塑政策以及科學研究的投入是控制塑膠污染的關鍵。本研究不僅提供了詳細的數據分析，還為決策者提供了應對塑膠污染的科學依據，旨在減少塑膠對海洋生態系統及人類健康的影響。  圖1：2019年全球海洋微塑膠濃度。此圖利用不同的形狀和色調來描繪不同水平的表面海洋微塑膠濃度：紅色菱形表示非常高的水平（10件/立方米或更多），橙色方塊表示高水平（1-10件/立方米），黃色圓圈表示中等水平水平（0.005-1件/立方米），綠色三角形表示低水平（0.0005-0.005件/立方米），紫色倒三角形表示非常低水平（0.0005件/立方米或更少）。(NOAA 2022)。   原文出處： Yu R-S, Yang Y-F and Singh S (2023) Global analysis of marine plastics and implications of control measure strategies. Front. Mar. Sci. 10:1305091. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1305091 

生科系師生林思民與王宇德發表新種「呂賴氏蜓蜥」 致敬兩位山椒魚研究先驅

114年06月11日

 封面圖：呂賴氏蜓蜥（Joel Sartore 攝影）  　　在農業部林業及自然保育署補助之下，國立臺灣師範大學的兩棲爬行動物實驗室進行小型蜥蜴的分類學研究，新發現臺灣中海拔霧林帶特有的新種蜥蜴，也是目前所知臺灣體型最小的爬行動物之一。這個新種的石龍子近日刊登於國際期刊，被命名為「呂賴氏蜓蜥」，同時使用呂光洋教授與賴俊祥博士的名字，以致敬兩人對臺灣高海拔山椒魚的研究貢獻。 　　臺灣的高山環境地形崎嶇，氣候變化迅速，攀登極為困難。但是有一群人默默地爬山不是為登頂，而是為了研究中高海拔的野生動植物。這幾年最廣為人知的高海拔物種，莫過於臺灣的山椒魚。自從1980年代至今，臺灣師範大學的呂光洋教授帶領的山椒魚研究團隊，針對臺灣各地的高海拔地區進行踏查，發表了珍貴的南湖山椒魚與觀霧山椒魚。然而，研究團隊中的賴俊祥博士，在2016年的一次野外探勘行程中失足墜落，成為系上師生長久的遺憾。而本次命名的新種，就是表彰呂賴兩人對山椒魚研究的貢獻。   研究契機 　　本次發表新種的研究團隊由臺師大生命科學系林思民特聘教授所帶領，而主要工作由目前任教於蘭陽女中的王宇德老師進行。王宇德老師在大學時代受到賴俊祥博士的啟發，對中高海拔地區的兩棲爬行動物培養極高的興趣。在賴博士過世的翌年進入研究所就讀，當時即決心發掘更多高海拔生物的秘密，因此毅然決然投入高海拔蜥蜴的研究。 　　林思民老師則是呂光洋教授的學生，近年從事兩棲爬行動物的分類、演化、行為等研究，最近發表的物種是三月間獨立為新種的魚池琴蛙。原本林思民老師對高海拔環境的研究構想非常猶豫，畢竟臺灣高山環境險峻，天候多變，同儕的意外事件才剛發生不久，對學生的安全顧慮總是擔憂。直到王宇德老師進入實驗室攻讀碩士，拗不過學生的熱忱與堅持，並感佩於他對於高山生態研究的執著，才在多次考慮之後投入高山物種的研究。 　　臺灣的山區地勢陡峭，很容易在山脈之間形成明顯的遺傳分化，這種山脈形成的孤立環境，經常是特有生物演化的溫床。在碩士班研究期間，王宇德將研究重心放在高海拔特有物種「臺灣蜓蜥」身上。臺灣蜓蜥是師大退休教授陳世煌和呂光洋兩位老師在1987年發現的臺灣特有種，目前僅發現在雪山山脈和中央山脈海拔最高的箭竹草原和岩原地區。（註1：今年春天新發表的魚池琴蛙，就是以陳世煌教授的名字命名。）但是在北橫、拉拉山、太平山的霧林帶環境也有另一群「類似的中海拔蜓蜥」，生存環境和前者大不相同。牠們跟「正宗」的臺灣蜓蜥有多大的差異？始終沒有人進行正式的分類學鑑定。而這次發表的研究，就是將這個中海拔新種進行正式的命名與描述。 圖說：呂賴氏蜓蜥與臺灣蜓蜥的生態環境比較。過去所知道的臺灣蜓蜥（上）生存於箭竹草原與高山寒原地帶，但是呂賴氏蜓蜥（下）則生存在中海拔的霧林帶。（王宇德 攝影）     新種的特徵與差異  　　王宇德老師的研究論文顯示，中海拔霧林帶的呂賴氏蜓蜥和高海拔的臺灣蜓蜥其實有非常明顯的遺傳分化，甚至鱗片上和形態上也有明顯的差異。呂賴氏蜓蜥體型極為纖瘦，像是臺灣蜓蜥永遠長不大的孩子。此外，呂賴氏蜓蜥四肢長度更短，身上的鱗片數量也較少。根據王宇德老師針對高海拔地區進行的踏查，臺灣蜓蜥的分布海拔都在2000公尺以上的箭竹草原和高山岩原地區，而呂賴氏蜓蜥則在2000公尺以下的霧林帶環境。 　　新種的鑑定過程使用了遺傳、形態、生態棲位模擬等等不同證據，並於近期刊登於國際期刊「兩棲爬行動物學報」（Herpetologica）。呂賴氏蜓蜥的成體，軀幹長度平均只有4公分，加上尾巴之後的總長大約只有11公分。目前所知，呂賴氏蜓蜥應該也是全臺灣體型最小的爬行動物之一。   圖說：呂賴氏蜓蜥（左）與台灣蜓蜥（右）的細部鱗片特徵。在確認為新種之前，分類學家經常必須耗費好幾個月的時間，針對大量的樣本進行仔細的測量與比對。    圖說：呂賴氏蜓蜥（上方兩隻）的體型顯著比台灣蜓蜥（下方兩隻）瘦小。這也讓呂賴氏蜓蜥成為目前所知台灣體型最小的爬行動物之一。   圖說：呂賴氏蜓蜥（左）與台灣蜓蜥（右）的細部鱗片特徵。     新種的分布範圍 　　呂賴氏蜓蜥目前僅知的分布地點位於雪山山脈和中央山脈北側，正好是臺灣迎東北季風最濕最涼的森林環境。由於棲息在霧林帶的森林下層，體型又極為纖小，呂賴氏蜓蜥行蹤極為隱密，標本不易尋獲。這樣的特性也讓致力於蜓蜥研究的王宇德在採集過程之中耗費極大的工夫。近年在全球暖化的影響之下，霧林帶物種的生存受到相當程度的威脅。因此研究團隊認為，霧林帶環境在溫溼度上的穩定性，將會是未來必須持續監測的目標。   新種的命名典故 　　呂賴氏蜓蜥的拉丁學名（Sphenomorphus luelaiorum）是為了表彰研究山椒魚的團隊，由呂光洋老師（Lue）和賴俊祥博士（Lai）兩人的姓氏所組成。（註2：一個物種同時致敬兩位學者，這種作法亦符合命名規約；只是在國內較少見這樣的案例，所以國人較為陌生。）呂賴兩位師生組成的研究團隊在2008年發表了南湖山椒魚與觀霧山椒魚，成為國人研究山椒魚最重要的里程碑。但賴俊祥博士在2016年的野外調查過程中因墜崖意外英年早逝；而呂老師今年已經80歲高齡，仍然縱橫山林，在各地推廣山椒魚的保育與研究工作。林思民與王宇德分別以「呂」姓及「賴」姓致敬自己的師長，這隻以兩位前輩名字命名的新種蜥蜴，不只是臺灣霧林生態系的重要發現，也見證了一段跨越世代的山林研究接力故事。(資料來源 | 由本校公共事務中心提供)。   原文出處：Wang, Y.-T., Lin, T.-H., Tseng, H.-Y., Poyarkov, N. A., & Lin, S.-M. (2025). A new skink of the genus Sphenomorphus Fitzinger, 1843 from mid-elevation cloud forests of Taiwan. Herpetologica, 81(2), 183–197. https://doi.org/10.1655/Herpetologica-D-24-00006

手足重要？同儕重要？幼家科學系周麗端、黃淑滿揭幼兒社會能力成長影響關鍵

114年06月11日

　　現代獨生子女多，家庭內也不一定會有表兄弟姐妹，往往要等到孩子進入校園，才會接觸到同輩。為了解同儕對「獨生或有手足」幼兒社會能力成長軌跡的影響，臺灣師範大學幼兒教育與家庭科學系副教授周麗端、助理教授黃淑滿研究團隊，運用臺灣幼兒發展調查資料庫的縱貫性資料，發現「手足」和「同儕」皆有助於幼兒發展獨立性、主動性和合群性，對沒有手足的獨生幼兒而言，「同儕」更顯重要。 　　相較歐美國家起步早，臺灣幼兒發展調查資料庫（KIT）自2014年起才開始運作，但仍是華人社會第一，目前收錄超過萬名36、48和60月齡幼兒的縱貫性研究資料，將一路追蹤研究自幼兒年滿18歲為止。 　　該研究抽取「36月齡時就有手足的幼兒」以及「60月齡仍是獨生的幼兒」，合計1590位幼兒進行分析，並應用Mplus潛在成長模式（LGM）分析獨立性、主動性、合群性及順從性等四個面向，在3歲、4歲和5歲的成長趨勢，進一步探討手足與同儕互動對社會能力的影響。 　　「成人的素養能力，多半在孩提時代就養成。」周麗端表示，現在年輕人生得少，獨生子女越來越多，過去大家庭還有堂兄弟姊妹，獨生子女卻不一定有，但他們未來仍要走入社會，如何顧及社會互動就顯得重要，因此想藉這議題去討論若手足對孩子發展有限，又該如何思考同儕的影響性。 　　為了執行研究，黃淑滿表示，該研究將「獨生幼兒」和「有手足幼兒」分開比較，其三波調查的「同儕經驗」對社會能力四面向的影響力。結果發現，「獨生幼兒」社會能力四面向的初期能力皆高於「有手足幼兒」，但「有手足幼兒」的發展速度皆高於「獨生幼兒」。 　　隨著幼兒年齡增長，黃淑滿說，「同儕經驗」對幼兒社會能力的影響力逐年減少，但「獨生幼兒」社會能力受「同儕經驗」的正向影響效果仍然顯著大於「有手足幼兒」。 　　研究也證實，手足和同儕對幼兒社會能力發展具有關鍵影響，也明確指出有手足和同儕經驗兼具的幼兒，在社會能力發展表現更為出色。黃淑滿說，對幼兒來說，手足和同儕都有助於幼兒發展社會能力，但對沒手足的獨生幼兒來說，同儕也能發揮類似的效果，因此建議獨生子女提早上學，及早建立與同儕互動的益處。 　　研究指出，有手足的幼兒，社會能力四大面向都有好發展；但對沒手足的幼兒來說，有同儕除了獨立性、主動性、合群性皆有顯著成長，順從性的變化卻沒有顯著助益，甚至出現負面影響的傾向。 圖說：以幼兒「有手足／獨生」和「有同儕年數」為共變量的社會能力 LGM 估計結果       　　從性泛指幼兒能表現出符合社會環境要求的行為，例如當要求孩子結束遊戲時，他會聽話而停止遊戲。黃淑滿推測，這可能與調查幼兒的父母較為年輕有關，「順從」不再是當代父母的教養價值。另外，該研究調查有手足的幼兒，不排除是家中的第二或第三個孩子，手足結構也可能影響研究結果。  　　談及進階研究方向，周麗端表示，臺灣幼兒發展調查資料庫持續搜集資料中，當時只能追蹤到60月齡，但現在資料已經到了國小五、六年級，尤其幼兒園的社會能力發展，到了國小將出現更大的轉折，這些都非常值得再投入研究量能，把華人社會的手足議題做得更加完整。  (採訪撰文 | 由本校公共事務中心提供)。     原文出處：黃淑滿、周麗端、吳宗仁、葉明芬（2023）。手足重要？同儕重要？獨生與有手足幼兒社會能力成長軌跡與其同儕影響分析。教育心理學報，54(3)，609-635。https://doi.org/10.6251/BEP.202303_54(3).0005   

分裂螢光的奇幻冒險：模組化邏輯在細胞檢測中的運用

114年06月11日

【本篇報導由化學系  葉怡均教授研究團隊提供】 　　在當今生物科技的迅速發展中，全細胞生物傳感器因其在檢測目標分子方面的潛力而受到廣泛關注。然而，這些傳感器的選擇性和精確性仍然受到自然中蛋白質對其受質具有廣泛耐受性的限制而無法有絕對專一的偵測。為了解決這一問題，研究團隊提出了一種創新方法，通過整合邏輯閘門系統來增強全細胞生物傳感器的性能。本研究主要集中在來自假單胞菌的HrpR/S蛋白調控系統，這是一個在合成生物學中廣泛使用的異源調控模組。通過在大腸桿菌中構建一個正交邏輯閘門，比較了HrpR/S系統與自我組合的分裂螢光蛋白，並使用Spy Tag/Spy Catcher系統進行融合。研究的目標是在同時存在IPTG和Hg(II)離子的情況下選擇性地啟動報告基因。共同的特性都是需要具有兩個訊號同時啟動才有最後得以偵測的信號。這一研究不僅推進了合成生物學的應用，也為未來的生物傳感器設計提供了重要的理論基礎。   　　邏輯閘是數位電路的基本構件，透過對一個或多個輸入信號進行邏輯運算來產生輸出信號。這些輸入信號以二進位形式表示，為0或1，輸出信號也同樣是二進位。在分子計算領域，分子邏輯閘利用特定分子物種之間的化學反應並基於布爾邏輯原則處理信息。輸入和輸出信號由特定分子物種的存在或缺失表示，邏輯運算則是由輸入分子之間的化學反應完成。分子邏輯閘具有並行處理、可擴展性和生物相容性等優勢，使其適用於水質檢測、重金屬檢測、醫學診斷和環境監測等多種應用。  　　在生物傳感器應用中，邏輯閘的概念被用來提高生物傳感器響應的可靠性、特異性和準確性。通過將邏輯運算整合進生物傳感器信號中，可以增強生物傳感器的整體性能。研究人員越來越多地將蛋白質、DNA和整個細胞等生物材料與AND閘結合，用於水質檢測、重金屬檢測、疾病診斷以及螢光、比色或螢光素酶檢測的信號輸出。在各類生物傳感器中，整個細胞生物傳感器的應用越來越受到重視。這些傳感器利用活細胞作為感測元件，這些細胞經過工程改造，能夠對特定目標分子產生特定的輸出。這些輸出可以是螢光變化、顏色變化或其他物理性質，然後由檢測器進行測量。整個細胞生物傳感器相較於其他類型的生物傳感器，具有更自然和靈敏的反應，能夠對目標分子進行複雜的處理和分析。此外，整個細胞生物傳感器可在高溫或高壓等惡劣環境中運作，這對其他類型的生物傳感器來說通常是挑戰。然而，整個細胞生物傳感器的設計和工程仍然相當複雜，且由於生物分子的自然受質耐受性，選擇性有限一直是個挑戰。  　　本研究系統地評估不同的正交邏輯閘門組件，以提高整個細胞生物傳感器的精確度和特異性。研究中的一個組件是HrpR/S系統，該系統在合成生物學中被廣泛應用於創建AND閘系統。HrpR/S系統由兩種蛋白質組成，分別為HrpR和HrpS，其中HrpS具有轉錄活化的功能，結合到T3SS基因的啟動子區域，而HrpR則作為輔助劑且增強HrpS的活性。通過將HrpR/S系統與兩個不同的輸入信號整合，只有當兩個輸入信號同時存在時，報告基因才會表達。 　　在本研究中，研究團隊也探討自我組合的分裂螢光蛋白與Spy Tag/Spy Catcher系統結合的潛力，作為創建AND閘配置的整個細胞生物傳感器的替代方案。自我組合的分裂螢光蛋白具有自發組裝成功能性蛋白的獨特能力，並已在蛋白標記、支架和蛋白質-蛋白質相互作用研究中得到了廣泛應用。然而，它們在整個細胞生物傳感器中的AND閘配置的潛在應用仍然很大程度上未被探討。為了探索這一潛力，研究團隊正在研究Spy Tag/Spy Catcher輔助的螢光互補系統。而在本研究中，比較HrpR/S系統與自我組合的分裂螢光蛋白，目的是在兩個不同的輸入信號同時存在時選擇性表達報告基因。本研究重點是系統性地優化基因工程和AND閘整個細胞生物傳感器在各種工作條件下的性能，最終目標是確保它們在實際應用中的可行性。 　　總之，本研究強調了利用自我組合的分裂螢光蛋白和Spy Tag/Spy Catcher的融合來通過模組化蛋白邏輯工程化整個細胞生物傳感器，以提高其特異性。通過將這些蛋白質作為AND閘的構件，本研究使用的方法相較於HrpR/S邏輯系統具有簡化組件工程和降低基礎活性的明顯優勢。結果顯示，自我組合的分裂螢光蛋白在開發高性能生物傳感器方面的有效性，重金屬特異性測試突顯了它們對所設計系統的選擇性。此外，這些研究結果為克服整個細胞生物傳感器所面臨的受質耐受性挑戰，提供了一種系統性和可調整的方法。通過策略性地結合基因元件，研究人員得以構建能夠執行複雜計算任務並對特定輸入做出反應的基因電路。對新型構件和基因調控系統的探索，擴展了我們對生物調控的理解，推動了合成生物學應用的進步。   原文出處：Lin, P. H., Tsai, S. T., Chang, Y. C., Chou, Y. J., & Yeh, Y. C. (2023). Harnessing split fluorescent proteins in modular protein logic for advanced whole-cell detection. Analytica Chimica Acta, 1275. https://doi.org/10.1016/j.aca.2023.341593

質譜技術在人體體液中標的蛋白質之定量分析應用

114年06月11日

【本篇報導由化學系  陳頌方教授研究團隊提供】 　　人體體液富含多種蛋白質，其中部分蛋白質能反映個體的生理狀態或疾病風險。因此，分析人體體液有望發掘用於臨床診斷和預後的新型生物標誌物。過去數十年間，基於質譜（MS）的蛋白質體學技術，不僅被廣泛應用於蛋白質生物標誌物的發現，更在臨床應用中用於人體體液生物標誌分子的驗證與確認。相較於其他方法，靶向質譜技術的主要優勢在於其高靈敏度、高準確性和高特異性，能夠同時定量多個生物標誌物。本文旨在回顧目前應用於人體體液（特別是血漿、尿液、腦脊液和唾液）中蛋白質的靶向定量方法，並總結了當前主流的質譜分析策略，重點闡述其適用的臨床樣本類型、質譜儀配置及數據採集模式。    　　本研究旨在回顧當前應用於人體體液蛋白質定量分析的質譜（MS）技術，主要涵蓋以下方面： 核心質譜技術：介紹三種主流靶向定量質譜方法，包括選擇/多重反應監測（SRM/MRM）、平行反應監測（PRM）以及序列窗口獲取所有理論質譜（SWATH）。 關鍵樣品前處理策略：探討兩種重要的樣品前處理技術，即穩定同位素標準與抗肽抗體捕獲（SISCAPA）和定量連接子（QconCATs）。 常見體液樣本的應用：著重闡述這些技術在血漿、尿液、腦脊液和唾液這四種常見體液樣本中的應用。 臨床應用與疾病研究：總結質譜技術在臨床診斷中的優勢，例如高靈敏度、高特異性以及多重生物標誌物同步定量能力。同時，詳細介紹這些技術在多種疾病生物標誌物研究中的應用，包括胰腺癌、前列腺癌、阿茲海默病、慢性腎病和心血管疾病等。此外，還討論了尿液和唾液蛋白質體學在腎移植監測、泌尿系統癌症和口腔疾病診斷中的潛在價值。 綜而言之，本綜述全面概述了質譜技術在人體體液蛋白質定量分析領域的最新進展，對於推動臨床診斷和預後判斷具有重要的參考價值。   原文出處：Chen, Y. T., Liao, W. R., Wang, H. T., Chen, H. W., & Chen, S. F. (2023). Targeted protein quantitation in human body fluids by mass spectrometry. Mass Spectrometry Reviews, 42(6), 2379-2403. https://doi.org/10.1002/mas.21788