小時候的自然科學課都有做過一個小實驗，
就是把鐵沙放在一張白紙上，然後放上一塊磁鐵，結果原本散佈在紙上的鐵沙就開始凝聚，形成有規則的線條。這些線條就是受到磁鐵的磁場所吸引，沿著磁場的方向排列出柱狀的結，隨著磁鐵方位的不同，有的平躺，有的則是直立於紙上。
近年在國際漸漸竄紅的比利時設計師凡德威（Jolan van der Wiel）利用了這個原理，將「鐵磁流體（Ferrofluid）」參雜了凝固劑，先用強力磁鐵塑形，再讓它慢慢凝固成為可用來當做家具的結構。
太有創意了！生活中的小科學也可以應用到藝術設計上呢！
下面是凡德威描述他創作的方法：
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？
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！
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）。
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？
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。
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。
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。
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：
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）。
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！
討論功能關閉中。
現代人很難想像沒有提款機的生活，但提款機其實是從 1970 年代才開始流行。世界上第一台提款機是約翰．雪伯巴倫（John Shepherd-Barron）所發明的，安裝在大倫敦區的恩非市（Enfield）。
如今，隨處可見的自動櫃員機讓民眾可以一天 24 小時便利存提款，不須到銀行排隊。但在方便的背後，提款機其實要執行許多困難的把關工作，才能維持服務品質；像是提款機必須檢核使用者的身分、卡片的真偽，還要調閱你的帳戶資訊，才能執行正確的交易，同時更要保護提款機裡的鈔票，以免被歹徒盜取。
提款卡背後的磁條，看起來是一條實心的黑色長條，實際上卻是由上百萬個微小的磁鐵所組成，每個小磁鐵各有不同的極性，經由兩組磁頭讀取後，解讀為二進位碼資料。第一組磁頭先確認卡片真偽，接著第二組磁頭才會讀取帳號和密碼，並比對你輸入的數字。
密碼確認後，櫃員機會自動連結到銀行網路，接收傳回來的訊號，再針對機器內部的出鈔系統下達一連串指令，然後由提款機完成剩下的存提款交易。如果提款人不小心忘了把鈔票拿走，新型的櫃員機會在一段時間後把鈔票回收，以免用戶蒙受損失。
提款機經常成為罪犯覬覦的目標，有幾種常見的詐騙手段可以輕易偷取你的卡片資料，其中最常見的是卡片側錄器，安裝在提款機上就能偷偷記下提款人的帳號資訊。通常歹徒還會搭配隱藏式攝影機，將之鎖在櫃員機上方，或安裝在附近，用以拍攝輸入密碼時的手部動作。另一種越來越常見的詐騙手法是盜卡陷阱，利用特殊裝置讓卡片卡在機器裡出不來，等提款人離去後歹徒就可以取走卡片。為了避免成為受害者，警方建議民眾使用提款機時要提高警覺，隨時注意是否有不尋常的狀況，並盡量使用固定的提款機，就能識破詐騙手法。輸入密碼時也一定要設法遮蔽，並小心在提款機附近出沒的可疑人士。
本文節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第 23 期（2016 年 08 月號）
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想像以下這個情境：經過了一週的辛苦工作，你接受同事的邀約來到了酒吧，想在 Friday night 輕鬆一下。入座之後，你發現吧台上有位女子獨自一人。她身材姣好、面容清秀，不像是會來到酒吧的氣質，她肯定是遇上了什麼困難。她一個人在這裡喝悶酒，你的好同事們當然也都注意到了。而年過三十又沒有交往對象的你理所當然地擁有優先權，就在眾人的慫恿下，你鼓起勇氣緩緩地走向吧台。
「兩瓶啤酒！」你對酒保這麼說，希望輕鬆一點的飲料能帶來放鬆的氣氛。她向你看了一眼，似乎對陌生人的接近有點意外，但並沒有展現排斥的神情。你也就順勢地坐到她的身旁。接過啤酒後，你拿了開瓶器豪氣地開瓶。不料！這啤酒外表看似冰山，其內在卻是座火山！源源不絕的泡沫自瓶口不斷湧出，流滿了桌子，灑滿了褲子。在混亂之中她嚇得跳離你三步之遙，你慌張地看向酒保卻又壓抑不住心中的羞憤，回頭看看那群損友早已笑得人仰馬翻，你認為這一定是他們早已安排好的惡作劇……。
啤酒開瓶時，大量的二氧化碳泡沫湧出瓶口是偶爾會碰上的情形（而且是在未經搖晃的情況下）。這種現象的產生，是啤酒在釀造時，其主要的原料－麥，遭受到真菌感染所致，而這些貼附在大麥表面的真菌，其表面富有疏水蛋白。在釀造的過程中，這些疏水蛋白會吸附發酵時所產生的二氧化碳。當啤酒中含有過多的二氧化碳，開瓶時就會有大量的泡沫湧出。釀酒廠為了因應這種現象，會加入啤酒花萃取物（hops extract）作為抗泡沫因子（antifoaming agent），它們運作的原理是能較二氧化碳優先與真菌表面的疏水蛋白結合，被搶走位置的二氧化碳也就不會在啤酒中留下那麼多了。
以使用啤酒花萃取物為基礎，位於比利時的食品科學家近日更開發了除去泡沫的新技術－利用磁鐵。他們發現，在啤酒釀造時施加磁場，能將這些作為抗泡沫因子的啤酒花萃取物化分為更小的粒子，如此一來便能有效地提升與疏水蛋白的結合（分子更小、表面積增加的原理），也更能夠避免啤酒泡沫失控。
研究團隊將於下個月份的《食品工程期刊》（Journal of Food Engineering）中發表此研究結果。當這個方法真正運用在釀造啤酒時，其極佳的效率可令製酒商減少啤酒花萃取物的添加，而這對於降低成本相當具有潛力。研究團隊表示，在未來的研究中，希望能達到在工業生產的尺度下，單以施加磁場就能夠減少泡沫形成的結果。
所以說囉，當下次再遇到啤酒噴發的情形，切記：莫急、慌莫、莫害怕。保持鎮定，將溢出的啤酒清理乾淨後，你大可以從容地分享啤酒暴走的原理。如此一來不但展現了氣度，避免錯怪朋友，更能夠散發身為一個科學青年的無窮魅力。
參考資料：
