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剛搬家就有蟲蟲危機?不速之蟲原來是玉米象──《害蟲偵探事件簿》

PanSci_96
・2017/05/30 ・2860字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 491 ・五年級

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  • 【科科愛看書】你以為只有骯髒的地方才會有害蟲?這種想法實在太天真了,翻開《害蟲偵探事件簿》就會發現,原來蟲蟲危機無處不在,就連新建成的潔淨建築也不例外。那我們到底該怎麼辦?不用擔心,跟著害蟲偵探一起辦案,就像有了金鐘罩鐵布衫,把害蟲通通擋在你家之外!

救命啊!新家被蟲蟲入侵了

大概是某一年的四月底吧,總之有一天早晨,住在神奈川日吉的朋友打電話到我橫濱的辦公室。他語氣沉痛地表示,剛蓋好的住家裡到處都是小黑蟲,妻子、孩子跟他自己都快崩潰了。

「拜託你幫幫我。」朋友說完這句話便掛掉了電話。

我頂著剛睡醒的一頭亂髮,立刻衝出辦公室前往他家。到了現場一看,他與家人正在院子裡嚇得直打哆嗦。

我馬上巡視新蓋好的建築物,只見地板、牆壁、天花板、廁所、浴室都看得到爬來爬去的玉米象。這棟新居蓋在由農地填土而成的人工建地上,誰也想不到怎麼會有這麼多玉米象?但答案就在腳下。檢查地板下方時,發現施工過後的木屑散落一地,裡面有些木片還有玉米象咬出的細小溝痕及孔洞……。

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玉米象一如其名,以啃噬穀物而聞名,其分布範圍遍及世界各地。這類昆蟲是米、麥、玉米等穀物的重要害蟲,主要有玉米象、米象(Sitophilus oryzae)、穀象(Sitophilus granarius)等。還沒發現穀象正式落腳於日本的確切證據。

玉米象是眾多穀類的敵人!圖/draculina_ak @ Flickr

飛啊飛啊~到處是玉米象

大量出現在新居的是玉米象(Sitophilus zeamais (Motschulsky))成蟲,體長約 2.3 到 3.5 公釐,具有象鼻狀的口吻。體色呈黑褐色、有光澤。前胸背板前方的幅圍狹窄,前翅有四個黃褐色的不明顯斑紋(照片 1)。幼蟲體長約 3 公釐,體色呈乳白色,各節有許多橫皺,體態肥滿,化蛹的體型則會稍微瘦一點。

照片1:啃食小麥的玉米象(Sitophilus zeamais (Motschulsky))。圖/《害蟲偵探事件簿》

可能發育的溫度範圍在 20~30 ℃,在氣溫 25 ℃、濕度 70%的環境下,從卵發育為成蟲的所需期間平均 32 天。據報告指出,在自然狀態下,夏季的發育所需期間約 35 天。

成蟲的食性除了義大利麵以外,也習慣在固體上穿孔及產卵,並以麵粉及米食粉類等食材為餌食。幼蟲是典型的「種子害蟲」,會在穀物種子裡發育,也會在義大利麵條裡、乾麵或蕃薯乾切片等食材裡繁殖。

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玉米象雌蟲會用象鼻狀的口吻(照片 2)在穀粒開一個小孔,在裡面各產一顆卵,再用分泌物將洞口封起來(egg plug)。

照片2:玉米象雌蟲的口吻(頭部)。圖/《害蟲偵探事件簿》

孵化的幼蟲會啃食穀類及其加工產品、義大利麵等食材的內部,成長到四齡幼蟲後即在原處化蛹。羽化的成蟲會在穀粒內部待數天,等到覆蓋身體表面的角質層(cuticle)硬化後,便咬破穀粒鑽出來(照片3)。成蟲具有飛行能力。

照片3:從義大利麵條裡羽化,正要鑽出來的玉米象。圖/《害蟲偵探事件簿》

至於一年長成次數,室內可達到四世代,野外的自然條件下約二到三世代。玉米象會以成蟲形態越冬,來到野外後,會棲息在倉庫的屋簷下或附近的石頭、木片下方。此物種分布範圍遍及全世界,是儲存穀物的重大害蟲。

米象對上玉米象:來啊,來單挑飛行能力

在日本的玉米象中有一近似種稱為米象(Sitophilus oryzae (Linnaeus))。成蟲的體長約 2.1 到 2.3 公釐,比玉米象略小,同樣具有象鼻狀的口吻,體色呈紅褐色到黑褐色,前胸背板的兩側邊緣大致呈平行。前翅的黃褐色斑紋比玉米象清晰。必須直接觀察生殖器才能判定其蟲正確的性別。

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在氣溫 25℃、濕度 75% 的環境下,發育所需期間平均 35 天。在自然條件下的發育期間比玉米象稍微長一些,氣溫 25℃ 的環境下,平均壽命可達到四個月,而食性與玉米象極為相似。

玉米象與米象的最大差異在於成蟲對寒冷的忍受程度。米象的成蟲在冬季的自然條件下會滅絕,僅有幼蟲能在穀粒裡越冬。生長適溫比玉米象高,約 30℃ 到 33℃,國內分布範圍最北達到宮城、秋田附近。抗寒力佳的玉米象甚至能在北海道旭川附近越冬。

玉米象與米象還有一項最大差異,有的米象沒有飛行能力,尤其是日本種的米象,生來不具飛行能力。分布範圍與玉米象類一樣遍及全世界,日本國內以玉米象居多,但是從整個世界來看,以米象略佔優勢。

真相只有一個,兇手就來自──

某間食品倉庫公司與我聯繫,說倉庫裡保存的伊朗人專用玉米食材裡有「玉米象」。我立刻前往現場調查,確實在玉米袋包裝裡發現了許多看似玉米象的蟲子。承辦人問我:「這些蟲子是從哪來的?」為了進一步確認,我便將相關證物帶回去詳細檢驗。

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經過鑑定後,確認這些侵入的蟲子不是玉米象,而是米象。但是找不到證據顯示它們究竟從何而來。困難之際幸得神助,當我向本書的監修者林晃史博士請教,他竟說道:「你仔細觀察看看,這米象會不會飛?」

我再次調查了帶回來的米象樣本,確定它具有飛行能力,倉庫的承辦人也證實:「它們的確在倉庫裡飛來飛去。」換句話說,由於日本國內的米象種類不具飛行能力,會飛的米象極有可能是從出口國或者流通據點等場所侵入。

木屑掰掰,蟲蟲不再來

話說回來在朋友的新居爬來爬去的玉米象,主要是把放置在地板下的木屑當成越冬場所,才會大量孳生。後來把所有木屑回收、室內各個角落全部清洗得乾乾淨淨,從此再也沒有發生蟲害,朋友一家人總算能安心居住。這次案件算是不幸中的大幸,地板下的木屑同樣是白蟻的棲息場所,但幸好這次白蟻並未入住。我建議朋友一定要向建設公司強調這一點。

木屑提供了玉米象越冬的環境。圖/steve lodefink @ Flickr

儘管如此,又得話當年了。在我們小時候,常常會在米粒裡看見玉米象,牠不會咬人,跟米一起煮來吃也不會中毒,更不是傳播疾病的媒介。但是對現代人來說,只覺得看起來很噁心、並因此產生恐懼。我趕到朋友家時,也不禁莫名其妙,為什麼人們對蟲子如此畏懼?

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不過,小時候一旦發現儲藏的米裡有玉米象,就會被大人叫去幫忙,要把米擺在戶外曝曬,並且看守一整天,防止麻雀來偷吃。小孩子玩遊戲的計畫也因此泡湯。只有那個時候,我們才恨透這些討厭的小蟲子,還替它取了名字,叫作「吃米蟲」。

順帶一提,朋友住家一案對我而言十分難忘。當時我剛投身除蟲工作,正猶豫著是否以此為終身志業,就在摸索未來的過程中遇到這件案子,總算讓我大致確定這一行「行得通」。一般人眼中的「害蟲」,對我可是「財蟲」。


 

 

本文摘自《害蟲偵探事件簿:50 年防蟲專家如何偵破食品中的蟲蟲危機》臉譜出版

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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!

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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?

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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。

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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。

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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)。

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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!

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米缸裡的小飛象
何翰蓁
・2013/07/01 ・1523字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 416 ・四年級

米象只有 0.2-0.3 公分長,比米粒還小。

米蟲正式的名字應該是米象,有個像象鼻長長的喙(rostrum)向前伸出,而且還會飛。米象在分類上被歸為米象屬(Sitophilus),米象屬的三個種:穀象(S. granarius L.),米象(S. oryzae L.)和玉米象(S. zeamais Mots.),都是惡名昭彰的害蟲,每年吃掉不少人類辛苦生產出來的糧食。

這場對決早已在米蟲與人之間進行了超過一萬年,這群迄今還站在擂台上的對手,實在讓人不得不敬佩。打從人類出現後,人蟲大戰應該從沒斷過,但是在眾多前前後後加入戰場的敵手中,如果要憑證據來說誰是最早出現在人類生活裡的搗蛋鬼,米象可是第一個有留下”入侵人類生活”證據的蟲兒。日本研究團隊在九州的種子島(Tanegashima Island)縄文時代(Jōmon period)後期遺址找到米象存在的證據[1]。不過被找到的不是它們的遺體,而是它們留在陶器碎片裡的壓痕。大概它們當年的數量不少,經過陶胚時被黏住,或是在陶土裡躲藏,不小心變成陶器的一部份。經過時間的長河,屍首早已分解殆盡,只留下印入陶器的身影。過去認為米蟲是跟著新石器時代的農業耕作到處傳播的,不過東亞估計是在 7000 年前才趕上這波農耕風潮[2],這群研究人員找到的這個一萬年前的證據,就證實了米蟲的出現不是跟著農耕行為來的,而可能是附近森林的住戶,只是後來發現人類家裡的食物好豐富才搬進米缸或倉庫裡的。

陶片上印下的米蟲倩影。照片出自 PLoS One 原研究( doi:10.1371/journal.pone.0014785)。

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這場戰爭繼續持續到現在,家裡的米缸有時會出現這些小小的米蟲。它們一胎生下大約四隻小蟲,好像不多,但是配合每天一胎的能力就很可怕了。媽媽在米粒上打好了洞產卵,小蟲出生後把米粒啃空,我們就失去了一個香噴噴的飯粒。忙碌的現代人看到米象繁生大概會是一句咒罵接著手工除蟲,而泛科學的讀者們大概會有強大的好奇心,想仔細看看這米象到底長得怎麼樣。希望下面這些照片希望能滿足你的好奇心,這些照片是用掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)拍的,應該比你拿放大鏡仔細端詳半天還清楚一些。我不是昆蟲專家,希望貼出這些照片可以引起專家的興趣,告訴我這些有趣的構造是什麼。

米象的側面。可以看到單邊的三隻腳,一個長長的喙(rostrum),和兩根觸角。放大 40 倍。

翅鞘上毛狀突起的放大圖。放大 1010 倍。

米象頭部兩根觸角,上面還有毛狀突起。放大 495 倍。

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米象的頭部放大,中間是複眼,下面是觸角的基部。放大 200 倍。

米象的複眼。放大 1100 倍。

米象頭側波浪狀突起。放大 1800 倍。

米象的腹面。放大 40 倍。

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米象的吻端。放大 500 倍。

  1. Obata H, Manabe A, Nakamura N, Onishi T, Senba Y (2011) A New Light on the Evolution and Propagation of Prehistoric Grain Pests: The World’s Oldest Maize Weevils Found in Jomon Potteries, Japan. PLoS ONE 6(3): e14785. doi:10.1371/journal.pone.0014785
  2. Neolithic. Wikipedia.
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