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2018-10-01運用音頻差異樂器也能成為檢驗儀器 442 期

Author 作者編輯部

【本刊訊】或許在未來的某一天，識別出有問題的藥品、診斷腎臟是否有問題及追蹤健康狀況的方法，就如同吹奏樂器般簡單。近日，ACS Omega一研究指出，一種價格與成本低廉、設計及製作靈感源於一種古老的非洲樂器「卡林巴琴（mbira，又稱拇指鋼琴）」的手持式工具，可以區分出不同密度的液體，且能幫助藥師與消費者辨別出偽造及受汙染的藥品。根據統計，在中低收入的國家之中，假藥與受汙染的藥品佔所有藥物的10.5％左右。

加州大學河濱分校（University of California, Riverside）生物工程師格佛羅（William Grover）與他8歲的兒子，利用房子周遭的廢料加上卡林巴琴的靈感，製造出這個感應器，且製作過程只花費半個小時。製作感應器時，格佛羅保留了卡林巴琴的木製發聲設計部份，將琴身外部原來裝有液體並能發出不同音高的空心U型金屬管部分置換掉。

裝置的檢測原理為：當U型管內裝滿黏性液體時，將管子拔掉時會發出較低音頻的聲音；而裝有較稀釋的液體時則會發出高音頻的聲響。由於純粹利用雙耳難以辨識細微的音頻差異，故使用者可以將感應器所記錄的聲音檔案上傳至分析聲音頻率的網站進行處理，藉此利用已知樣品的密度與未知液體的密度進行比較。

格佛羅的研究團隊測試該裝置是否可以區分出甘油（glycerol，一種常添加於咳嗽藥物中的糖漿）與另一種類似於甘油，但有毒的糖漿──二甘醇（diethylene glycol）進行比對。結果發現，當裝置裝有甘油時，它所發出的聲音頻率比裝有二甘醇時低約10赫茲。

另外，裝置也能夠用來測量流體的比重（specific gravity），如可以在診所內使用該項裝置測試尿液樣本的比重，進而找出尿液的濃度為多少，以查證患者是否有脫水或是其他腎臟問題。更神奇的是，釀酒商也可以測試發酵酒精產品的比重，以追蹤含糖量的下降與酒精含量的增加。近期，加州大學河濱分校另一名工程師，將該裝置拿到南印度家鄉給他的祖父母使用，後續當地居民也開始使用了這項裝置，並發現該裝置也能拿來測試乳牛所製造牛奶的脂肪含量，以後續追蹤牛隻的健康狀況。

或許未來該裝置設計技術提升並能大量量產後，可在各項領域幫助人們追蹤及關注各項的健康狀態。