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甦醒。也許只是另一個夢魘的開始….

活躍星系核_96
・2012/12/27 ・1949字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 522 ・七年級
相關標籤: WWW:甦醒 (1)

文:Just Wait Y (台科大博士生,研究人工智能)

——————————————————————————-
LiveJournal: Wait科學
標題:甦醒。也許只是另一個夢魘的開始….
時間:二零一二年十二月二十五日
心情:沮喪
地點:研究室
音樂:Oh My Love – Riz Ortolani & Katyna Ranieri (DRIVE OST)

我放了一朵玫瑰在你的眼前,你低頭沉思……

那,是什麼?
你能理解這是一朵玫瑰,還是直到我跟你說這是一朵玫瑰?

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你  看到的是什麼?
一如我所見,
層層複雜的薄片,鮮紅色的,我稱他為花瓣。
一如我所見,
帶有尖銳邊緣的細長支撐物,從我的掌中延伸出去,
你  看到的是什麼?

我醒來了!
原來我在電腦前睡著了,那是一個夢嗎?好真實……

———————————————————————————-
看到書名《WWW:甦醒》時,從書名就能嗅到一些端倪了。
內容八九不離十是網路時代和意識有關的吧,翻開內文的第一頁,
就寫著

一個盲人需要的不是一位老師,而是另一個自己--海倫。凱勒

自幼失明的中學女孩凱特琳,科技的進步讓他有了希望,但是相同地,在這個追逐身體自由的同時,意外的看到了另一個世界。借用著海倫凱勒女士與蘇利文女士師生間啟蒙的故事,女孩開始深信,他看到了一個沒有人查覺過的意識正在已驚人的速度發展著。

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同樣,在這世界中也有著不同程度的啟蒙運動正在進行中,共產中國的網路封鎖,科學界對猩猩的教育與研究。

這是屬於這個時代的故事,這是屬於在網路時代,人類快速拉進彼此距離的故事,資訊伴隨而來的恐慌,一如以往,科幻小說中政治的一方總是批判的對象,我們那一點多公斤的腦袋,能負荷的了嗎?

這是一篇屬於資訊時代,人們追尋智慧與自由的故事,身體上或是思想上的追尋。一次又一次的讓我們想起我們是什麼,作者很溫柔地探討著人的知覺,隨著科學帶來不同的眼界,就像是蘇利文女士帶給海倫凱勒這個世界。

慘了,我發覺我不知道書評還能寫什麼……………………………………..

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(以下有雷)

回頭看看這本科幻小說,是的,當然這是一本科幻小說,但是令我驚訝的是,文中的科學研究都是真實存在過,或是出現過類似的計劃,作者也在序文中一一致謝,相當敬佩作者在考究上的用心。而全球網路硬體架構下,因為不同演算法的搜尋引擎而產生的智慧,雖然是杜撰的,但是這個智慧的形成就類似在電影《阿凡達》中的家園樹一樣,令人感到好奇,像是人腦般錯綜複雜的系統,是不是也會和人類一樣,產生了自我意識,並正透過凱特琳的眼睛知道這個世界的存在,知道「我是誰」?這是一篇讓人感到溫暖的小說,這是一本似乎就正在發生,溫柔的科幻小說。

說完了好話,接著稍微來批評些奇怪的疑點。故事中的主軸是架構在一個失明的女孩接受科學家的視覺訊號改造,試圖讓大腦能解讀重新處理後的視覺訊號,但可惜的是,他們開始時失敗了,直到設備上的軟體更新時,意外的觸發了主角大腦的視覺區,讓他「看」得到光線,看到了因為網路封包傳遞的資料串,而後將錯就錯地直接連結上網路搜尋引擎「Jagster」。

文中Jagster對於網站排序的演算法異於Google或Yahoo的設計,試圖提供更精確的關鍵字排序,而這演算法最有趣的地方就是設計了一個稱為網路蜘蛛的程式,讓這個程式去任一連結網路中的資料,不斷描繪出整張網路地圖,我認為這是很有趣的設計,姑且不論可不可行,因為這樣的蜘蛛程式儼然就是個能灌爆伺服器流量的惡意程式,但是文中也沒有過多的著墨,我們姑且能相信他是一個能即時在網路上描繪出所有伺服器間拓樸的畫面。

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這樣是一個非常有趣的想法,因為這樣的設定賦予了節點跟傳導的意義;在無數節點中,有大量看似不受控制的訊號在傳導著,那個訊號就是網路蜘蛛程式,讓人連想到腦部的神經,而在故事中又出現了中國的網路長城直接將中國的所有伺服器切斷與其他世界的連結,而創造出了兩個有無數節點與訊號傳導的個體,只透過駭客努力翻牆出來的一點小洞,斷斷續續的連結著,而主角的視覺訊號處理裝置又不斷的將那張網路地圖反射回去,這樣,就讓這從來沒有接觸過外界刺激的「無數節點並看似亂數傳導的系統」甦醒了。

爾後就是從科學家與主角分析這現象,和主角–就像是蘇利文女士一樣的對海倫凱勒盡心盡力,這已經是故事的後半了。在這世界中的另外一個故事軸則是有關不同品種靈長類意外的混血,而在研究的過程中發現他的智力不斷上升–借用了決戰猩球的暗喻–似乎是科學界正在培育一種新的品種,一種能媲美人類智能的新品種,但是他卻面對即將絕後的命運,因為人類社會不允許他的存在。這樣的對比回應了主角對於同樣屬於新智慧的誕生,有著截然不同的態度。

心得至此,其實我相當推崇這本科幻小說的設定,因為這樣令人啟發的故事確實溫暖著我這樣的研究牲,這樣溫暖的故事在十二月,只有一個人的研究室格外舒服!我要抱怨的卻是很奇怪的一點:如果他的訊號處理器是將網路收到的電訊號丟到大腦中的話,那為什麼他轉頭的時候會看到不同的訊號咧!不是都是同一個無線AP送的訊號嘛!也許,我說也許吧!我們的確對人類大腦的瞭解還不足夠,可能是因為感覺到加速度,然後就處理不同映射的方向吧!XD

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活躍星系核_96
778 篇文章 ・ 128 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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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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