Loading [MathJax]/extensions/tex2jax.js

0

1
0

文字

分享

0
1
0

趕著上班怎麼辦?來學學一心多用的訣竅──《大腦先生的一天》

PanSci_96
・2017/05/24 ・2676字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 434 ・四年級

  • 【科科愛看書】從睜開眼睛就事事不順心?你的大腦到底為什麼要跟你過不去?還不都因為你根本就不了解它!《大腦先生的一天》用 24 小時為你揭密腦袋到底都在忙些什麼,從日常生活開始,教你重新掌握它的喜惡與需求,讓你趁此機會好好修理腦洞、治療腦殘,搖身一變成為大腦達人。

做早餐。打包好午餐。餵寵物。打扮好小孩。打扮好另一半。打扮好自己。查看電子郵件。解決全球飢荒。喝更多咖啡。沉思。穿好衣服。別忘了準備混合奶(half-and-half)。安排下午的計畫。

專心做事不是錯,只是大腦不一樣

早晨錯過就沒有了,也絕不會是隨便往某個方向前進的時間。早晨反而是一心多用(multitask)的時間,而有些人就是比其他人更拿手「多工」這檔事……。

早上到了,忙著打扮、吃早餐、準備東西……早晨就是一心多用的時間,此時能多工多好~圖/By viviandnguyen_ @ flickr, CC BY-SA 2.0

事實上,真的有醫學專有名詞可以形容那些無法一心多用的人,叫作「策略應用失調」(strategy application disorder)。這是一種額葉功能失常的症狀,而根據保羅.伯格斯(Paul Burgess)2000 年發表在《心理學研究》(Psychological Research)期刊裡的研究,患有這種功能失常的人會表現出「沒有組織、不專心,做決定或安排計畫時會出現困難,日常生活中都是如此,儘管他們在一般神經心理測驗的表現都達到普通水準。」

花點時間消化這個資訊。你人生中那個親愛的人表現一切正常,但只要沒辦法一次做一件事以上,可能就代表對方有個和你長得不一樣的大腦。你心愛的人可能先天就被設定會摺衣服、確定有將寵物天竺鼠從戶外的籠子帶進屋內,或者會考慮到天氣變化,但並沒有被設定能同時做這些事。你不會嘲笑有腦震盪的人,也不應該嘲笑你那只會「一心一用」(monotask)的心愛之人,因為如果你這麼做,就會讓你成為一個壞心的人。

而和這些人完全相反的另一群人,最近被認定是「超級工作者」(supertasker)。根據猶他大學心理學家大衛.史特雷耶(David Strayer)2014 年的研究報告,就像一心一用人的大腦和多數人的大腦都不一樣,超級工作者的大腦也是:所有人中恰好只有 2% 的人是超級工作者,這些人腦內的前扣帶迴皮質(anterior cingulate cortex)和後額端前額葉皮質(posterior frontopolar prefrontal cortex)可以讓他們一次做很多事。其餘 98% 的人可能在智商或其他拿手絕活方面,都有相當於超級工作者的腦力,但一旦想把工作甲加進工作乙時,就會花更多時間,而且相較於專注在工作甲、再徹底切換至工作乙時,表現更糟。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
只有 2% 的人是超級工作者,這些人腦內的前扣帶迴皮質和後額端前額葉皮質讓他們能一次做很多事。圖/By Ryan Ritchie @ flickr, CC BY-SA 2.0

一心多用可以同時做很多事?其實並沒有

成功一心多用的訣竅,可能並不像你所認為的,是將腦袋分成兩個區塊,分別負責監控和完成費力差事。

絕竅其實是切換大腦對於不同工作的注意力,切換的速度快到「看起來像是」一次在做兩件事。

先聚焦在工作甲,然後再將聚光燈轉至工作乙,在兩者之間快速轉換,快到看起來像是可以同時將燈光打在兩件事上。心理學家稱之為「工作切換」(task switching)。

一心多用是指切換大腦對於不同工作的注意力,切換的速度快到「看起來像是」一次在做兩件事。先聚焦在工作甲,然後再將聚光燈轉至工作乙,在兩者之間快速轉換,快到看起來像是可以同時將燈光打在兩件事上。圖/By Pulpolux !!! @ flickr, CC BY-NC 2.0

當從一件費力工作切換至另一項,會需要一點時間適應──你會付出時間和/或精確方面的代價,而且兩件工作都會受到影響。當然,除非你本身就是個超級工作者。現在仍爭論不休的是,你到底能不能真的改變大腦,讓你從一般工作者變成超級工作者,不過確實有些法則能讓你假裝是個超級工作者。以下四件事可以用來改善一心多用的能力:

1. 如果你能讓原本需要大量認知功能的工作,變得比較不需要用到那麼多認知功能,就可以在結合不同工作時,付出較低的代價。這的確有道理:如果打包午餐可以無意識自動完成,你就能邊打包,邊煎蛋捲;如果你得要想著打包午餐,就會搶走放在煎蛋捲上的心力。讓任何費力工作變得更自動化,就能減少專注在這些事情上的需求,因此就會有更多專注力能分給第二件(和第三件、第四件……)工作。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2. 選擇使用到腦中離得很遠區域的工作一起做,比方說,一件需要運動功能的工作,像是翻蛋捲,和需要認知功能的工作,像是記起哪個小孩喜歡吃哪種零食。如果兩個工作在大腦內的區域離得夠遠,幾乎就像是根本沒有同時在做兩件事。

3. 在腦中練習「固定」工作。舉例來說,如果你能記得在哪個時間點離開煎蛋捲的工作,就能學會回到同樣的時間點繼續,而不用付出可能需要再次適應的「切換代價」。試著練習在切換到其他工作前說「我在切洋蔥」或「我回來後要加起司」,晚點切換回煎蛋捲的工作時,就會比較容易繼續進行。

4. 將告訴你「何時」要切換的監控工作外包出去。如果你在打包午餐時,擔心什麼時候該翻蛋捲,打包這件事就會受到影響。解決的訣竅就叫「工作提示」(task cuing):設定好廚房計時器,提醒自己什麼時候可以翻蛋捲(意即提示什麼時候該切換工作)。如果你要讓患有策略應用失調的另一半加快速度,工作提示可能會像是持續不斷的旁白,提醒著對方在任何時刻該做什麼。試試看,你心愛的人會對你感激不盡。

想一心多用,你可以做做這些測驗

如果你很樂意多下點功夫,改善一心多用的能力,上網搜尋「task switching」(工作切換),找找像是路徑描繪測驗(Trail Making Test)、威斯康辛卡片測驗(Wisconsin Card Sorting Task)、色字測驗(Stroop Color and Word Test)等遊戲。基本上,這些遊戲會讓你在抑制分心的同時,迫使你在不同的習慣中靈活切換。工作切換的練習有助於靈活的一心多用。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
路徑描繪測驗。圖/By The original uploader was Kristaa68 at English Wikipedia, Public Domain, wikimedia commons
威斯康辛卡片測驗。圖/By PEBL developers, Public Domain, wikimedia commons

 

 

 

本文摘自《大腦先生的一天:從起床開始的思緒與工作,腦力如何幫助我們做好(或搞砸)每件事?》,大寫出版。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
PanSci_96
1262 篇文章 ・ 2420 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

2
1

文字

分享

0
2
1
ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。