科學家與媒體都覺得彼此難溝通？「新興科技媒體中心」來架橋

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！

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）。

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？

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。

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。

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。

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）。

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！

放鬆的大腦會探索新奇的點子；忙碌的大腦只會尋找最熟悉的概念，那些概念通常也最乏味。若要發揮彈性思維，需要抵抗持續的外在侵擾，主動尋找離線的獨處時光。

放緩步調，重新思考說話與表達

我有幸和史蒂芬．霍金共事過幾年。過去五十年左右，霍金罹患漸凍症，那種病會攻擊掌控隨意肌的神經元。由於他幾乎沒有能力行動，他是透過滑鼠點擊，從電腦螢幕上選字溝通，那是很乏味繁瑣的流程。一開始，螢幕上顯示游標從一個字母移到另一個字母。他選好一個字母後，再按一次滑鼠，就可以從建議的字串中選字，或是再重複先前的流程選擇第二個字母，依此類推，直到他挑選到想要的單字或拼完整個單字。

我們剛開始合作時，他是以拇指點擊滑鼠。後來，隨著漸凍症日益惡化，他的眼鏡內建了運動感測器，他只要抽動右臉頰的肌肉，就能點擊滑鼠。如果你看過霍金在電視上接受訪問，覺得他回答問題很快，那是一種錯覺。他其實提早拿到問題，花了幾天或幾週才完成所有的回應。採訪者提問時，他只要點擊滑鼠，就可以啟動電腦朗讀他的回應，或是由音效編輯器事後加上。

我和霍金共事時，他只能以每分鐘約六個單字的速度編寫句子。所以，即使他只是簡單回應我的話，我通常必須等好幾分鐘才知道。一開始我不耐煩地坐在那裡枯等回應時，腦袋不時會陷入放空的狀況。某天，我從他肩膀的後方望向他的電腦螢幕時，看到他正在構思的句子。於是我開始思考，他是怎麼構想回應的。等他完成句子時，我已經有好幾分鐘的時間可以思考他想表達的想法。

那次經驗讓我突然有所領悟。在正常對話中，我們往往是在幾秒內回應對方的話，所以對話的一來一往幾乎是自動的，是來自大腦的表面。在我和霍金的對話中，對話從幾秒回應拉長成幾分鐘，那有很大的助益。那讓我更深入地思考他的話語，也讓我的想法與反應以一般對話做不到的方式，滲透到大腦深處。因此，那種緩慢步調讓我有機會深思，那是平常的匆忙溝通做不到的。

平常的匆忙溝通不僅影響當面對話而已。我們回應簡訊、電郵、在網路連結之間跳來跳去也是如此匆忙。我們從自動化和科技獲得的協助比以前還多，但我們也變得比以前更忙碌。我們接收大量資訊的轟炸，需要做一堆決定，完成代辦清單上的任務，達成工作上的要求。現今的成年人每天短時間（亦即三十秒左右）查看智慧型手機的平均次數是三十四次，至於更長時間的通話、玩遊戲等等，那就更不用說了。五十八％的成年人至少每小時會查看一次手機，十八到二十四歲的年輕人平均每天收發一百一十條簡訊。

科技造成的精神失調症

科技的影響可以是正面的。現在我們與親友的關係更緊密相連了，我們可以輕易透過手機或平板電腦隨時連上電視節目、新聞網站、遊戲和其他應用程式，但別人也預期他們可以隨時隨地找到我們。由於我們可以在家裡工作，與雇主的關係比以前更緊密，雇主也預期我們幾乎任何時間都在工作或隨時待命。連我們和親友的密切聯繫也有缺點，因為那可能讓人上癮，欲罷不能。

在一項研究中，研究人員要求受試者兩天別發簡訊。事後他們表示，無法發簡訊給親近的人感覺很「煩躁」、「焦慮」、「心煩意亂」。在另一項研究中，研究人員阻止 iPhone 用戶接聽響起的手機，結果發現他們出現焦慮現象，心率和血壓都升高了。另一項研究顯示，七十三％的智慧型手機用戶找不到手機時會感到恐慌。還有一項研究顯示，很多人明知道自己不該看手機，還是會忍不住看一下。

這些都是典型的上癮徵兆，而且這種症狀日益惡化，變得很常見。精神科醫生已經開始為這種現象命名，例如 iPhone 分離症、手機離身恐慌症（nomophobia，亦即 no-mobile-phone-phobia），或是更普遍的科技精神失調症（iDisorders）。

大腦期待未知刺激，引起巨大的慾望

成癮現象之所以出現，是因為那些習以為常的訊息轟炸可能改變大腦的功能。那個機制和化學成癮很像。事實上，我們查看喜愛的社群網站或電郵時，那種「不曉得會看到什麼」的感覺，會讓大腦產生期待。當我們看到感興趣的東西時，腦中的獎勵迴路會出現一點波動。過了一段時間，你已經受到那種刺激的制約，只要不接受刺激就會感到無聊。在此同時，手機發出的嗶聲、颼颼聲或豎琴聲不斷地提醒我們，手機裡可能有獎勵等著我們。

這是不是讓你想到賭場中的吃角子老虎機？精神病學家兼網路與科技成癮中心的創辦人大衛．格林菲爾德（David Greenfield）表示：「網路是全球最大的吃角子老虎機，智慧型手機是全球最小的吃角子老虎機。」電玩（包括手機上的簡單遊戲）更糟糕，套用一項研究的說法：「打電玩時，確實可以看到腦中的多巴胺大增，尤其是控制獎勵與學習的區域。多巴胺的增量相當驚人，與靜脈注射安非他命相當。」

專注會抑制大腦，無所事事反而成就大事

我們沉迷於持續的活動時，就會缺乏閒暇時間，也因此大腦幾乎沒有時間處於預設狀態。儘管有些人認為「無所事事」毫無助益，但缺乏休息對健康有害，因為空閒時間可以讓大腦的預設網路消化最近體驗或學到的東西，使我們的整合性思考流程和多元的點子能夠協調，不受大腦執行功能的審查，也讓我們仔細琢磨內在的渴望，思考我們還有哪些未竟的目標。

這些內在對話為持續進行的第一人稱人生敘事提供素材，幫我們培育及強化自我意識。這也幫我們把歧異的資訊連結在一起，觸發新的聯想；幫我們稍微抽離手邊的議題和問題，以改變我們看待那些議題的方式；或產生新點子。那讓我們「由下而上」的彈性思維網路有機會為難題尋找意想不到的創新解決方案。

瑪麗．雪萊創作出科學怪人的那個夜晚，如果她有手機，她可能不是躺下來休息，讓思緒到處神遊，而是刷手機解悶。手機上的眾多誘惑可能會吸引她的關注，壓抑了創新點子的浮現。

意識大腦處於專注狀態時，彈性思維的聯想流程無法大舉發揮。放鬆的大腦會探索新奇的點子；忙碌的大腦只會尋找最熟悉的概念，那些概念通常也最乏味。可惜的是，如今隨著預設網路日益遭到忽視，我們愈來愈沒有時間放空，去做長時間的內在對話。因此，我們愈來愈沒有機會去串接隨機的聯想，以促成新點子和新領悟。

這實在很諷刺，科技進步使彈性思維變得更重要，但也導致我們更沒有機會去運用彈性思維。所以，在這個步調迅速的時代，若要發揮彈性思維，需要抵抗持續的外在侵擾，主動尋找離線的獨處時光。過去幾年，這個問題變得非常緊迫，以致於「生態心理學」（ecopsychology）這個新領域突然興起。

陷入困境時，不妨放空一下吧

生態心理學家正在收集科學證據以佐證其論點，但他們提出的許多建議其實不是什麼新鮮事。例如，他們主張，想要刻意騰出安靜的時間，一種做法是離線，去做慢跑或淋浴之類的活動以擺脫俗事。散步也有幫助，但你需要把手機放在家裡。

那種散步可以啟動預設模式，也有助於恢復「由上而下」的執行功能。散步完後再回歸忙碌的現實狀態時，你會感到神清氣爽。不過，只有在安靜的地區散步才有那個效果。吵雜的城市街區充滿了吸引你注意的刺激，例如你需要避免撞到別人或是被呼嘯而過的車子撞到。不過，如果說散步或跑步有釋放大腦的效果，早上剛睡醒時，直接躺在床上幾分鐘也有同樣的效果。

別去想那天的日程安排或待辦清單，而是把握那個安靜的狀態，在你起床面對世界以前，盯著天花板，享受床鋪的舒適感，放鬆一下。

在工作中，當你陷入困境，無法解決某個複雜的議題時，與其逼自己絞盡腦汁苦思，不妨安排一些放空的任務，讓大腦休息。腦中惦記著購物清單這種微不足道的東西，可能會妨礙彈性思維，你可以試著清除腦中掛念的事物及該做的事情。成功清除腦中雜念後，你可以完成簡單的工作，同時釋放彈性思維去尋找突破性的解決方案。即使是每個小時暫停下來去茶水間一趟也有幫助，那種空檔讓靈活的大腦有機會處理及質疑剛剛那個小時專注創造出來的東西。

拖延也有助於解決問題

令人驚訝的是，拖延也有幫助。研究顯示，拖延和創造力之間有正相關，因為你延緩有意識的解題及決策意圖時，也為潛意識的思索騰出了時間。

達文西非常重視潛意識的流程，他創作《最後的晚餐》（The Last Supper）時，有時會突然拋下創作，休息一段時間。付錢請他來畫圖的神職人員不解，為什麼他放著該做的事情不做。誠如藝術史學家喬爾喬．瓦薩里（Giorgio Vasari）所言：「會院的院長不斷地懇求達文西完成畫作，因為他看到達文西有時一陷入沉思，半天就過去了，他覺得很奇怪。他希望達文西像那些整理園圃的勞動者那樣，永遠不要擱下畫筆。」

但是達文西「跟他談了很多藝術，說服他相信最偉大的天才有時在減少工作下，反而完成得更多。」下次你望向窗外時，切記，你不是在偷懶

──你是讓藝術天賦有機會發揮。

如果你以前沒有休息放空的習慣，請騰出時間那樣做，那可能會帶來意想不到的效果。

本文摘自《放空的科學：讓你的理性思維休息，換彈性思維開工，啟動大腦暗能量激發新奇創意》，漫遊者文化出版。