Loading [MathJax]/extensions/tex2jax.js

0

0
1

文字

分享

0
0
1

吃大蒜可以預防心血管疾病?

陳俊堯
・2007/10/18 ・250字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 459 ・五年級

吃大蒜可以預防心血管疾病?大蒜裡的多硫化物(polysulfides)在體內會轉為H2S;H2S,已經被證實在體內扮演二級傳訊者(secondary messenger)的角色,可以讓血管擴張,阻止血小板活化。所以,每天來兩片大蒜吧!

圖片來源: Dèsirèe Tonus@flickr

資料來源:Garlic Boosts Hydrogen Sulfide To Relax Arteries. Science Daily / October 17, 2007

研究文獻:

  • John W. Elrod, John W. Calvert, Joanna Morrison, Jeannette E. Doeller, David W. Kraus, Ling Tao, Xiangying Jiao, Rosario Scalia, Levente Kiss, Csaba Szabo, Hideo Kimura, Chi-Wing Chow, and David J. Lefer. 2007.
  • Hydrogen sulfide attenuates myocardial ischemia-reperfusion injury by preservation of mitochondrial function. PNAS 2007 104: 15560-15565

文章來源:30.6kj

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
陳俊堯
109 篇文章 ・ 22 位粉絲
慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。

0

1
0

文字

分享

0
1
0
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

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
大蒜的保健傳說
科學松鼠會_96
・2013/06/05 ・1715字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 549 ・八年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

圖片來源: Dèsirèe Tonus@flickr

不管是中國還是外國,大蒜除了食用,都有著許多傳說中的藥用。光是那種刺鼻的氣味,就能讓人產生「藥」的感覺來。這些傳說中的用途,包括了降低膽固醇、防治心臟病、降血壓、抗癌等等。除了直接吃蒜,各種蒜的「保健品」也應運而生,比如大蒜粉、大蒜油、大蒜藥片、大蒜提取物、大蒜膠囊等等。關於這些功效的傳說,也吸引了許多科學家的目光。

降低膽固醇是比較廣為人知的一種。一些流行病學調查以及初步的實驗支持這種「功效」,於是美國「補充與替代醫學中心」資助了一項臨床試驗來評估其有效性與安全性。192位膽固醇比較高的志願者被隨機分成4組,分別每天吃鮮大蒜、大蒜粉保健品、大蒜提取物、安慰劑,大蒜粉和提取物的量大約相當於4克鮮大蒜。每週吃6天,連吃6個月之後,檢測膽固醇的變化,發現四組之間沒有實質差別。這項研究的質量要高於其他那些「有效」的研究,所以在大蒜是否降低降膽固醇的問題上,它的結論也就更加可靠。

當然,正如這篇論文的作者所說,這項研究只是說明大蒜沒有降低膽固醇。至於是否有其他的作用,並沒有進行檢測,也就不好說。對與大蒜,更吸引人的功效是「抗癌」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

世界上許多地方進行過許多癌症與飲食結構的調查,不少結果顯示大蒜可能對消化道相關的癌症有一定幫助。比如在中國,1970年代在山東的調查發現, 棲霞的癌症死亡率是蒼山的12倍。這兩個縣相距只有300公里,地理環境、生活習俗都比較相近。不同的是,蒼山是大蒜之鄉,人均每年吃掉6公斤大蒜 ,而棲霞只有0.5公斤。此外,蒼山的大蒜含硒比較多。於是,有人猜測大蒜和硒有助於抗癌。有兩項「病例-對照」研究也支持了這一猜想:吃蒜多的人胃癌的發生率要低一些。

此外還有一些動物實驗也支持「大蒜抗癌」的假設。但是,這些證據都還是不足以「證實」它。比如棲霞盛產蘋果,總不能因此說吃蘋果多是棲霞癌症多發的原因。衛生部資助齊魯醫院等機構進行了一項大型研究去驗證這一假設。在棲霞找了288個村,招募了5000多名志願者,隨機分為兩組,一組每天吃200毫 克人工合成的大蒜素,並隔天吃100微克硒,另一組則吃安慰劑。連續吃兩年之後,在以後的5年中跟蹤這些人的癌症發生狀況。結果是:對於女性,兩組沒有明顯差異;對於男性,吃大蒜素和硒的那組總的癌症和胃癌的發生率都要低一些。

日本也有多一項總共三十多個志願者的小規模實驗,顯示大蒜提取物可能對結直腸腺瘤的發生有一定抑制作用。不過北京大學和北京腫瘤醫院等機構進行的一項大型研究則不支持這個結論。那項研究在山東的另一個胃癌高發區臨朐縣進行,從13個村子中招募了3365位志願者,分別進行短期幽門螺旋桿菌治療(兩週)、長期補充多種維生素(7.3年)、長期服用大蒜補充劑(7.3年)以及安慰劑處理。最後結果是:短期幽門螺旋桿菌治療能降低胃癌前病變的出現,而維生素和大蒜補充劑都沒有效果。

面對這些互不一致,甚至互相矛盾的研究結果,美國國家癌症研究所(NCI)的態度是「不推薦任何膳食補充劑預防癌症,但認為大蒜是一種具有潛在抗癌特性的蔬菜」。對於大多數人來說,除了把大蒜弄在皮膚上會很不舒服之外,吃起來是安全的。大蒜有抗凝血的作用。這對於一般人來說也不是什麼問題。但如果在手術前後,或者拔牙之前,以及對那些容易流血並且止血困難的人,這種「副作用」就值得注意了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過,大蒜中的大蒜素等成分也會與一些藥物發生反應。比較重要的是治療愛滋病的藥物,大蒜可能加速其代謝從而降低藥效。這可能這與多數人關係不大, 而它與避孕藥的反應或許就更值得注意一些。避孕藥的劑量是按照正常的代謝速度來設計的,大蒜可能加速其分解,從而降低避孕效果。雖然這種反應對身體沒什麼 危害,但對於依靠藥物避孕的人,因為吃大蒜而導致避孕失敗,或許也哭笑不得。所以,對那些只依靠藥物避孕的人,暫時不吃蒜是謹慎的做法。

總的來說,蒜作為一種蔬菜或者調料都是不錯的。世衛組織推薦:一般成年人每天吃2到5克鮮大蒜,對於健康具有積極作用。2到5克鮮蒜,大致相當於一瓣,其中含有2到5毫克大蒜素。如果接受不了鮮蒜的氣味,那麼0.4到1.2克大蒜粉、2到4毫克大蒜油、0.3到1克大蒜提取物,也大致相當。

 

轉載自科學松鼠會,作者。本文已發表於《瞭望東方週刊》

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
科學松鼠會_96
112 篇文章 ・ 6 位粉絲
科學松鼠會是中國一個致力於在大眾文化層面傳播科學的非營利機構,成立於2008年4月。松鼠會匯聚了當代最優秀的一批華語青年科學傳播者,旨在「剝開科學的堅果,幫助人們領略科學之美妙」。願景:讓科學流行起來;價值觀:嚴謹有容,獨立客觀

0

112
0

文字

分享

0
112
0
比目魚是兩隻左眼還是右眼?晚餐桌上聊科普
小牛頓電子書_96
・2012/10/16 ・930字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 417 ・四年級

撰稿/圖片與資料來源:小牛頓編輯部

看過了千奇百怪奇異果:晚餐桌上聊科普(系列1)之後,是否激盪出更多食品科學的問題呢?說不定小朋友晚上回家吃飯就會問問父母許多餐桌上的為什麼。觀察是科學的重要環節之一,而生活當中處處都是觀察的題材。讓我們看看還有哪些知識吧!

大蒜有益健康,但如何消除嘴裡的大蒜臭呢?

大蒜之所以散發刺鼻味道,是因為裡頭含有「硫化丙烯基」成分,不僅會刺激鼻子,還會刺激淚腺,不過它對人體健康很有貢獻喔!不只能活潑內臟機能、幫助維他命吸收,還能抵抗病菌!

大蒜富含抗氧化物質,能促進免疫系統,此外還能降膽固醇,預防心血管疾病,還有研究指出大蒜裡頭有可以抗癌的化合物,可以說是好處多多。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

雖然臭了些,不過消除大蒜味的方法很多,像是牛奶中的蛋白質會和導致蒜味的硫化物結合,而芹菜也會釋放能分解硫化物的物質消除蒜味哦!

比目魚的眼睛是左眼還是右眼?

臺灣的砂質海濱,有一種扁扁的魚,講到這邊或許有人就知道我要說的是「比目魚」,但仔細觀察,雖然魚眼都在同一面,但是其實有的是兩隻左眼,有的是兩隻右眼,那又有什麼不同呢?

把魚沒有眼睛的那面貼在桌上,(魚嘴和腮蓋位在眼睛下方,別放反了@@),如果魚頭向左,有兩隻左眼的就是比目魚,在分類上多半屬於左鰈科;如果魚頭向右,有兩隻右眼的,多半是屬於右鰈科的鰈魚。可以說是同目不同科呢!

秋日旬菜 蓮藕與蓮子

夏天賞蓮,到了秋天,就是吃蓮子跟蓮藕最好的季節了。台南白河、嘉義水上,都是赫赫有名的產地。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

蓮藕跟蓮子是採自蓮的哪一個部位呢?蓮子是要等蓮花謝了以後,蓮蓬露出(長得就像是洗澡用的蓮蓬頭),才能採收。而蓮藕是蓮的地下莖,是生長在水底的。這就是為什麼當我們看到現採蓮藕跟蓮子時,蓮藕的身上會覆滿泥土而蓮子不會了,因為只有蓮藕是從水中泥土裡挖出來的呢!

最後,不妨考一考餐桌旁的小朋友,為什麼蓮藕中間有一個一個洞呢?

以上資料節錄編修自小牛頓出版品,透過Facebook粉絲團的近況分享,小牛頓電子書每天都會有新知或貼近親子的科普分享給大家。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----