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「生猛科學」首聚:保證在地、保證生猛,宇宙史上第一次熱炒店科學開講!

Peggy Lo
・2013/08/06 ・6925字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

文 / 羅佩琪、廖英凱

轟隆轟隆,是火車正行經高雄車站;
匡噹匡噹,是酒酣耳熟之際你我觥籌交錯;
窸窸窣窣,是轉頭向隔壁剛認識的高醫心理系同學求救剛才沒聽明白的睡遊疑問……

「熱炒店」,一個充滿熱鬧與喧囂、台灣獨有Taiwan Only的空間,如果碰上「科學開講」,將碰撞出什麼樣獨特的激情氛圍與知識火花?帶著這個問題的想像與期待,以南臺灣熱炒店為駐點的PanSci生猛科學誕生!有別於剛滿一周年、已累計十二場的北部科學聚會「M.I.C.微型點子對撞機」,生猛科學只邀請在地的科學家,討論在地的科學議題。


七月十九日晚上,兩位絕對「在地」又「生猛」的講者登陸生猛科學,領銜主演了熱炒店開講的第一集,與大家一起吃喝熱炒話科學:

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蔡宇哲老師:高雄人,高醫大心理學系助理教授、PanSci《我睡故我在》專欄作者
邱郁文老師:高雄人,海生館助理研究員

馬上來看看PanSci定期聚會跨越濁水溪的第一仗,兩位講者分別祭出什麼樣的生猛步數囉!

蔡宇哲老師-「今晚,可以不要嗎?」

http://www.youtube.com/watch?v=tCu9rBalECI

身為先鋒講者,蔡老師一上台就不負眾望地撂下狠話:「生猛科學的第一集,今天講的內容保證超生猛!」但瞄到台下兩位掛著稚嫩臉龐、未滿十八歲的高中生聽眾,蔡老師立馬加註:「嗯,如果等下真的談了什麼生猛的東西,一切……都跟科學有關啦!」(招牌蔡式燦笑XD)

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活跳跳生猛案例 #01
雲與荒臺豈夢思──你記得我們的一切,卻忘了那晚的激情

「嘿寶貝,你昨晚真是太生猛、太厲害了。」
「你凌晨一點的時候來一次,凌晨兩點半的時候又來一次……這,實在太令我難忘了。」

這段巫山雲雨後情人溫存的枕邊細語,卻讓2007年正值芳齡十九歲的Chelsea Harold不寒而慄。因為,她已經換了第三個男朋友,卻還是聽到同樣的台詞;更可怕的是她連昨晚的一個片段、一分一秒,都不記得。[1]

聽起來有點驚悚,但這正是英國女孩Chelsea的煩惱。不喜與男友發生親密關係的她,卻不斷被男友稱讚晚上在床上的功夫了得;在求助醫生的諮詢與治療後,才發現自己其實是罕見的「睡眠性交症(sexsomnia)」患者。

在臨床個案報告中,睡夢中會與人翻雲覆雨的「睡眠性交症」不只發生在女性上,甚至男性發生的機率更高──差別是,當患者是男性,通常會伴隨性侵害的官司,例如這位倒楣的英國男性Darren Greenwood。[2]

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活跳跳生猛案例 #02
但見淚痕濕,不知心恨誰──為何要打枕邊人?

蔡老師用一個頗驚人的受試者睡眠狀態側拍影片為例,進入夢鄉的受試者突然爬起身,用力拍打、踢腿(編按:好似身邊有某種惡魔要入侵自己般奮力抵抗……),暴力強度之高,若該受試者旁邊睡的是他的妻子,這位摯愛可能已命在旦夕。如你所預料,根據腦波記錄的生理訊號,受試者自始皆處於睡眠狀態,就連出現如此可怖的暴力行為時,他都是「在睡覺」。

早在1962年,法國科學家Michel Jouvet做過一個相關的實驗:把貓的橋腦(pons)破壞後,貓將會在某些睡眠時段出現攻擊行為,或毛豎起等恫嚇式動作。[3][4]

究竟,這種「睡夢中的暴力」與「睡眠時的性交」是怎麼回事?根本原因是相同的嗎?

夜來幽夢忽還鄉──睡眠「不是」同質的行為

要分析上面兩起生猛又離奇的案例,必須從睡眠的「階段變化」談起。睡眠並不是同質行為,八小時的睡眠其實富含了各種階段變化。1953年,Nathaniel Kleitman和Eugene Aserinsky[5]發現人在某些睡眠階段時,眼球會快速轉動,約轉十分鐘後會停止一小時,之後再轉、再停、再轉、再停……不斷重複這個循環;遂將眼球轉動的睡眠區間稱之為「速眼動睡眠(Rapid eye movement sleep, REM sleep)」,反之稱作「非速眼動睡眠(Non-REM sleep, NREM sleep)」。

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非速眼動、速眼動睡眠帶來的差異,除了眼球整晚忙碌地轉、停交替外,也表現在生理功能的變化。非速眼動睡眠比較像普遍認知的睡眠模式,心跳、呼吸、血壓都很規律,肌肉張力降低;速眼動睡眠則反之,它的重要特徵則是各項生理功能多不規律,肌肉張力則完全消失,身體會像死屍般癱著無法動彈。


了解「速眼動睡眠」與「非速眼動睡眠」是兩種不同的睡眠階段後,帶著這兩種狀態的基本認知,我們可以一步步、仔細推敲兩宗離奇案例的根本原因:

揭密第一步 >> 「速眼動睡眠行為異常」讓夢境成真!?

根據研究,「作夢」大多發生在速眼動睡眠時。第二個案例影片中受試者的暴力行為,就發生在受試者速眼動睡眠時的做夢情境──他在做夢,只是他將「夢境內容演出來了」。

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至於,為什麼會把夢境演出來呢?與上述速眼動睡眠「肌肉張力消失」的正常狀態相反,受試者在速眼動睡眠時肌肉張力並沒有消失,因此,當他夢到在跟別人打拳,他的手就開始揮舞;夢到在打橄欖球,他的腳就開始狂奔。這種行為稱為「速眼動睡眠行為異常(REM sleep behavior disorder, RBD)」,更直白的說──就是忠實地,把夢境中的自己搬演到真實世界了。

揭密第二步 >> Chelsea的煩惱,真相藏在「非速眼動睡眠」中!

與上述情形不同,Chelsea的睡眠性交困擾與「作夢」無關,而發生在不大作夢的非速眼動睡眠階段,臨床上稱之為「睡遊(sleep walking)」,以往俗稱的「夢遊」其實是誤解,因為這時候的行為不是在作夢時發生的。它被歸屬於「非速眼動睡中異常(NREM parasomnia)」的一種,會讓人們在在睡眠時,去執行某些生存基本行為:

閒晃:代表熟悉環境、尋找資源的需求。
吃東西:代表進食、攝取能量的需求。
性愛:代表繁衍的需求。
攻擊:代表被攻擊時,防禦及反擊的需求,嚴重時甚至有睡遊殺人現象。

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這正好可以呼應許多人對睡遊者的認知:碰到睡遊者,輕輕引導他回床上,不可大力的搖動,或抓住他的肩膀大叫「醒醒啊!醒醒啊!」──箇中原因不是怕三魂七魄會飛走,而是怕睡遊狀態者誤認為你在攻擊他,進而啟動他的防衛反擊機制。

揭密第三步 >> 大腦不同狀態的共存,是誘發上述兩種情形的關鍵

若我們的大腦能順利切換於「清醒」、「速眼動睡眠」、「非速眼動睡眠」三種狀態間,理論上是不會出現上述兩種睡夢中的特殊行為的。有研究指出,人類的大腦與生理狀態並非完全獨立,會有部分共存:

介於「清醒」與「速眼動睡眠」狀態時(REM sleep),肌肉張力尚未消失,但已可進入作夢的狀態,故會出現與夢境內容有關的異常行為;介於「清醒」與「非速眼動睡眠」狀態時(NREM sleep),肌肉張力仍可運作,將在沒有作夢的情況下促成睡遊,進行閒晃、進食、性交、攻擊等生存基本行為。

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養備而動時:如何避免發生睡遊、夢中暴力行為?

「遺傳因子」與「誘發因子」都可能促成上述兩種睡眠異常行為,前者我們無法改變,但後者則掌控於己:作息規律、睡眠充足、適度紓壓、控制飲酒都是簡單而重要的具體做法。

不負PanSci當家睡眠大使封號,蔡老師在演講的最後,再次誠摯呼籲大家擁抱正常睡眠的好習慣,針對P編刁難的提問也直率的回答-

P編:「如果你自己的學生在你的課上睡著,身為睡眠專家的您會……?」
蔡老師:「那,就讓他睡吧。」(編按:太帥氣的回答啦XD [6])

邱郁文老師:「湧泉傳奇──柴山腳下的老高雄」

http://www.youtube.com/watch?v=2RRuqX1izcM

「大家說對不對?(麥克風給觀眾)……請說對!」
「答案是一二三哪一個?(悄悄話)……等下我問選擇題,答案都在第一個!」(全場笑翻XD)

在8:2的國台語交雜比例下,邱郁文老師「在地團康式」的演講帶來了笑聲洗禮轟炸;請在地的科學家、講在地的科學事──生猛科學的初衷與精隨,邱老師用他的柴山傳奇講古,為我們下了最好的註解。

岡山大舞台戲院,我細數著地板上的燒酒螺

點閱桌上的熱炒菜餚,邱老師云:「今天的餐桌上還缺了一道菜……燒酒螺呢!?」在高雄長大的邱老師回憶,國小月考考完時,爸爸總會帶他去岡山最近即將被拆的大舞台戲院看電影當獎賞,而戲院裡「地板上燒酒螺殼的數量」正是電影賣座程度的精確指標──學名為:燒酒海蜷( Batillaria zonalis )的燒酒螺,的的確確是老高雄的文化記憶之一。

但仔細思考:燒酒螺既然曾經如此普遍,那……牠們都住在哪些地方呢?

綜覽台灣早期西部海岸,台北是火山地形的岩礁,過淡水河後是礫灘,苗栗則以沙洲、礫石、藻礁為主,往南一路到大鵬灣舉目皆是潟湖、沙灘、泥灘地;幾乎可以說,台中以南300公里左右的西海岸都是燒酒螺的適宜棲地。但民國五十至六十年間,這些海岸逐漸被開發,依據海岸的深淺,將淺者填補成海埔新生地、深者則開發為行船的漁港或商港、介於兩者之間者則成為魚塭……隨著文明及經濟的發展,貝類的棲地逐漸消失,燒酒螺數量也隨之銳減。[7]

捷運北機房、岡山文化中心,兩地共譜一段意外驚奇

目前服務於海洋生物博物館展示組的邱老師,就是負責將這些正在消失的貝類進行典藏工作,他到全台各地搜尋貝類的屍體,試圖為撿來的貝殼作最後的發聲、還原牠們身上的歷史故事;而今天的主題湧泉傳奇,就得從邱老師經歷的其中兩段典藏工作說起。

緣起捷運北機房

某天在岡山省道上,邱老師前方的砂石車一邊開、一邊掉下稀稀落落的土,正要開罵並拍照舉發時,邱老師定睛一看!發現不得了,掉下來的不是土,居然是邱老師的摯愛──貝殼:

經過一番明查暗訪,邱老師得知這一車車來自高雄捷運北機房的貝殼,通通是高捷在挖紅線與橘線時從地底下挖到的化石;在進一步用威士比與工地主任交換情報後,邱老師開始逐步拼湊出「出土捷運站」與「貝類化石當年的生長環境」對照:

與海距離:越靠近高雄港,挖掘到的貝類化石與海洋越有關,如曾挖到棲息於海面下十幾米深的鳳螺。
各捷運站:往內進到哈瑪星站,挖掘到貝類的棲地屬於外灘的沙灘;再往東到美麗島站,則屬於河口貝類化石、紅樹林貝類;沿紅線往北到巨蛋站,開始發現淡水環境的貝類,再往北到岡山就全屬於淡水貝類了。

岡山文化中心再續前緣

一樣是無意間的發現,邱老師在岡山文化中心上挖掘出另一批貝殼化石,將其定名為「小溪貝塚」,並確認貝塚年代大約落在三百到一千年前。

發揮「還原生物生長環境」的專長(編按:有多專長?邱老師最喜歡的遊戲,就是用朋友隨意採集的化石,精確反推出每個化石的出土位置,例如:「這應該是蘭嶼東邊某公里外的某某島上的某地形上撿到的。」……噢天,有神快拜啊Orz),經由還原小溪貝塚,邱老師推出三百年前高雄的細部樣貌:

上下排:上排為貝類,下排為推估還原的棲地。
● 左一:現在去澎湖還可吃到的貝種,適合住礫灘,對應三百年前的高雄應屬旗津、五福四路具備此地形。
● 左二:燒酒螺在三百年前的小溪貝塚就以「敲破」、「吸」的方式被食用。
● 右二、右一:分別為紅樹林、類金門沙灘地形所孕育的貝類。

進一步比對「三百到一千年前的小溪貝塚」與「一萬到十萬年前的捷運站出土化石群」,兩者的組成其實是一樣的……兩地的貝殼化石共同提供了一個驚人的地殼變動證據、也是血淚的事實:高雄在三百到十萬年前都處在海平面以下;直至近幾十年都市化過程,才逐開發利用這塊濕地,壓縮並壓迫原本濕地生物的居住環境,造成燒酒螺等貝類近乎絕跡或數目驟減。

稜田螺出沒的內惟,你的水從何處來?──從貝類化石到湧泉

訴說著小溪貝塚的典藏、還原工作,邱老師也回憶起當年寫博士論文的經歷,當時邱老師以「台灣產田螺科生物」為題,此科生物僅有三種物種,分別為石田螺(Sinotaia quadrata)、中國圓田螺(Cipangopaludina chinensis)和稜田螺(Cipangopaludina miyagii)。前兩者都有順利找到標本,但1941年已在日本貝類學報發表的稜田螺雖已知道棲地在內惟一帶,但在論文結束前卻遍尋不著──這是高雄人邱老師心底很深的惋惜。(編按:數年後,透過在地阿伯的協助,邱老師最終取得了「半隻」標本……這是後話了。)

但也因為這個拉扯的研究過程,讓邱老師開始注意並思考:田螺,一個依水、傍濕地而居的生物,如何生長在內惟呢?或是說,內惟的水是從哪裡來的呢?

答案正是今天演講後半段的主角:「湧泉」。這個幾乎已不被高雄人提及的水源,曾經也是孕育出高雄文明的功臣之一,但人類卻在經濟繁盛後棄置、甚至遺忘它。

到底什麼是「湧泉」?

湧泉,是指含水層(aquifer)裸露於地面層,水源從地底流至地表之處;更具體的說,就是地下水跟地面交界噴泉的地方。順向坡、斷層線山腳、火山碎屑岩和安山岩層層相疊的火山山腳都有發生湧泉的可能。

內惟的湧泉光景

「愛喫內惟的芋,不願行內惟的路。」回到擁有稜田螺的內惟,從古文獻詩歌即可一窺曾經的湧泉盛貌。阡陌縱橫、泉水盈溢的內惟,除了成為孕育貝類的良好棲地外,也是水芋田、水稻田的聚集地,人類聚落也就自然地在此出現,並依著水源的掌控與分配,出現了收租與商業行為。文明,就此加速發展。

湧泉之於高雄的重要,也可從諸多流傳的風水故事略知一二,曾有人將柴山地圖類比為一隻蟠龍,盤龍的兩隻眼睛正位於柴山著名的「龍巖冽泉」,其出水之壯觀曾讓清朝詩人寫下「玉磯噴雪碎,石乳撒花濺。蟹眼千尋濼,龍澌百丈淵。」的詩句頌揚;相傳也曾有迷信的政權為防龍泉出龍子,蓋了「國基鞏固」的亭子鎮住天子之氣。先不論風水之說係真或假,大量流傳的湧泉故事說明了湧泉確實曾在高雄的歷史中佔上一席。

為什麼湧泉會被遺忘?我們該遺忘它嗎?

從日治時期開始發展、至民國70年代臻於完善的「自來水建設」逐漸替代了湧泉的功能,但是,自然水源流瀉而出的湧泉特性,並未因供水角色的改變而停歇,因此政府做出決策:將湧泉引入地下道。

對照日本,有許多的湧泉被列為百大名水,或當成產業悉心經營;高雄的湧泉卻從地面噴泉後約六公尺即被導引至下水道系統,與汙水、髒水一起被排入大海……這對水源清澈,甚至孕育出拉氏青溪蟹、台灣米蝦、鱸鰻等濕地生物的湧泉來說,真是情何以堪哪!湧泉讓人類文明開始形成,從農業、商業,再到混合產業,但進步到建設自來水後,我們就選擇捨棄並遺忘了它。

演講的最後,邱老師呼籲,高雄的鐵路至今不斷在進行地下化,工程過程中一路不斷挖到湧泉,希望高雄市政府可以正視湧泉的歷史角色、水質特色,不要再讓湧泉只能在暗無天日的地下道苟活,將它再次引回地面,或許未來的某天,湧泉將再次拾起它失落的的角色,伴著高雄營造出一個全新的文化風貌呢。


與所有PanSci活動保有同樣的優良傳統:生猛科學第一集的兩位講者在完成演講後,才面臨真正的挑戰──因為現場觀眾夥伴們又提問到欲罷不能啦XD!伴隨著筷子聲、炒菜聲、以及「乎乾啦」的乾杯聲,精彩提問紛呈盡出,節錄幾則,且看蔡老師、邱老師如何高明接招:

Q:目前高雄市政府對湧泉的態度如何?
A:農業局、觀光局大抵來說支持我的想法,文化局全力配合,但水利局……則是全力積極鋪水泥中。雖有都發局統籌,但顯然四個局處要先打一架,才有進到下一階段意見整合的空間。

Q:水利局反對的理由是?
A:主以「地方排洪」為反對基礎,但其實湧泉的水本身是通透的,是我們把原可通透的部分水泥化,逼迫這些水處於「滲不出來、也下不去」的狀態,這是違背生態原則的。

Q:屏東五溝水的湧泉之前也有聽說過抗爭,現況又如何呢?
A:屏東縣政府正在全力的……施工,縣政府認為施工後再做復育才是能一直服務人民的做法。(主持人P編下了一個PH值超低的註解:「果然是永續經營啊!」……)

Q:同樣是睡眠中以暴力行為,區分成因是「睡遊」或「速眼動睡眠行為異常」的意義?
A:兩者在臨床上用藥不同,了解成因方可選擇應抑制速眼動或非速眼動的睡眠。

Q:所謂的「鬼壓床」是不是就是將從速眼動睡眠進入清醒時,肌肉張力仍處於消失、但已有意識的狀態?
A:賓果!就是這樣,所以鬼壓床多發生在剛要醒或剛入睡的時候。

Q:請問蔡老師,「睡眠學習法」是真的嗎?
A:當然……是假的啊!但這太複雜了,你必須要來參加生猛科學二我才告訴你。(編按:謝謝蔡老師幫我們節省時間之餘,還順便幫生猛科學繼續拉客XD)


從生猛的睡眠故事,到在地的湧泉傳奇,從聽了臉紅心跳加速,到對社會、政府產生反思;第一次的熱炒店生猛科學開講,大家還滿意PanSci準備的菜單嗎?:P

畢竟是第一集,活動週邊還有一點點手忙腳亂(例如蔡老師丟的梗,機智如P編居然沒接到XD),歡迎當天在場見證生猛科學誕生的夥伴到「生猛科學專屬社團」提出建議回饋,幫助PanSci把九月將登場的「生猛科學第二集」變的更精彩、更好玩、也更好吃XD;至於還沒到過現場,看完這篇覺得很羨(ㄜˋ)慕(ㄌㄜ˙)的朋友們……準備好台啤,我們相約九月份南台灣的熱炒店見囉!


註:

[1] 由於不斷否認男友的稱讚,男友誤以為Chelsea是嫌棄他的性能力,終致兩人分手;Chelsea的三任男友皆因類似的原因而離開。
[2] Darren Greenwood向法官證明其患有睡眠性交症,並獲法官採信,宣判無罪。
[3] Jouvet M. Arch Ital Biol. 1962; 100:125-206.
[4] Patrick M. Fuller, Clifford B. Saper and Jun Lu. The Journal of Physiology. 2007; 584: 735-741.
[5] Aserinsky E, Kleitman N. J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 2003; 15(4):454-5.
[6] 更完整版的回答,請參看Z編2012年10月寫的蔡宇哲老師專訪文
[7] 西部少數留存的螺類棲地是「台江國家公園」,因黑面琵鷺的保護傘作用,許多濕地生物連帶的被保護下來。

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非典型的人生迷茫組,對資訊整理有詭異的渴望與執著。

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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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孩子長不高?中醫師提醒注意轉骨期「三大關鍵」!
careonline_96
・2025/04/25 ・2836字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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圖 / 照護線上

「曾經遇過一位唸國二的男生,身高僅約 150 公分,不過他來就診的原因是常常感到胸口悶痛。」張若偉中醫師表示,「經過診察後,我發現他有胃食道逆流的問題。」

因為孩子不太會表達,所以問題也就一直沒有解決。張若偉中醫師說,當時幫他從調整腸胃功能下手,經過調養後不但胸口悶痛改善了,身高也慢慢進步,目前已達 165 公分,讓家長又驚又喜。

轉骨期「三大關鍵」:營養、運動習慣、睡眠品質

影響小朋友身高與體格發育的因素,大致可以分為先天因素與後天因素。張若偉中醫師說,其中,遺傳是最重要的先天因素,也就是從父母繼承來的基因。至於後天因素,則包括營養、運動習慣、睡眠品質等。若孩子有一些先天性疾病,或在發育過程中出現內分泌異常,也可能對身高產生影響。

值得一提的是,後天因素中有一項是每個人都能掌握的關鍵,那就是「睡眠」。張若偉中醫師強調,睡眠對於身高非常重要,因為入睡之後,腦下垂體會分泌生長激素,而生長激素正是促進骨骼與身體發育的重要因子。因此,充足且良好的睡眠會大大提升孩子長高的機會。

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建議要在晚上十點前就寢,並能睡滿 8 個小時。張若偉中醫師說,如果因為學業壓力、玩遊戲、滑手機而經常熬夜,影響睡眠品質,可能對身高發育造成不利影響。

如果孩子有鼻子過敏、氣喘、異位性皮膚炎等問題,都可能破壞睡眠品質,進而影響身高發育。張若偉中醫師提醒,如果有相關問題,通常需要及早處理,有助提升孩子的發育潛力。

注意警訊,把握黃金成長期
圖 / 照護線上

盡早發現,盡早治療

青春期是非常重要的成長期,身高快速增加,因此我們特別強調「轉骨」的重要性。張若偉中醫師說,男生的青春期大概從 11 歲開始,女生的青春期大概從 10 歲開始。男生會逐漸出現喉結、聲音變粗等,女生會出現乳房發育與月經來潮等。

家長一定要密切觀察孩子的發育狀況,如果 6 歲以上的男生或女生,一年長高不到 4 公分,或身高落在兒童生長曲線圖中第三百分位以下就要帶孩子去兒童內分泌科就診,進行評估與諮詢。及早尋求醫療專業評估,就有機會更好地把握孩子的黃金成長期。若拖到骨頭的生長板癒合,便無法繼續長高。

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對於孩子的轉骨發育,中藥與針灸可以提供輔助,張若偉中醫師說,中藥材含有成長所需的營養成分如鈣、磷、鋅、鐵、蛋白質等,在發育時期也常使用幫助補腎、健脾益氣、活血行氣、促進骨骼發育的藥材。

補腎類藥材:包括杜仲、肉蓯蓉、菟絲子、巴戟天等。

健脾益氣的藥材:包括黃耆、茯苓、黨參、白朮等。

活血行氣的藥材:包括當歸、川芎、丹參、川七、柴胡等。

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促進鈣質吸收的藥材:包括補骨脂、龍骨、牡蠣、阿膠等。

幫助骨骼細胞分裂的藥材:包括熟地、赤芍、續斷、木瓜等。

轉骨過程輔助藥材、針灸
圖 / 照護線上

轉骨期黃金關鍵!中藥 + 針灸助攻骨骼發育

在針灸方面,會以大腿、小腿的穴道為主,例如足三里、三陰焦、太衝、湧泉、承山、委中等。張若偉中醫師說,一般是每週針灸 1-2 次,若不敢接受針灸,可以利用原子筆的鈍端按摩刺激,並搭配中藥服用。

在飲食調養方面,需要特別注意幾個關鍵營養素的攝取。張若偉中醫師說,首先,蛋白質的攝取非常重要,因為蛋白質是身體成長與組織修復的基本原料。此外,鈣、鋅、鐵等礦物質,對於骨骼成長也有幫助,這些都會影響孩子的整體發育與身高成長。

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轉骨過程日常調養
圖 / 照護線上

「建議以天然食物為主來營養來源,在日常飲食中獲得營養,對身體而言會更自然、穩定。」

張若偉中醫師說,「雞蛋、豆腐、瘦肉、魚肉是優質蛋白的來源;牛奶、優格、起司皆富含鈣質,幫助骨骼發展;小魚乾、海藻含有豐富鈣與碘。口味上盡量以清淡為主,避免過多的糖、調味與油炸。均衡飲食對於孩子的生長發育非常重要!」

在日常生活方面,建議維持正常作息、不要熬夜,在晚上十點前就寢,睡足 8 個小時。張若偉中醫師說,規律運動有助於成長發育,如游泳、慢跑等,能夠促進血液循環,也能安全地刺激骨骼發育。要盡量避免運動傷害,或過度訓練,以免傷及骨骼發育區域,而影響骨骼正常生長。

筆記重點整理

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  • 影響小朋友身高與體格發育的因素,大致可以分為先天因素與後天因素。其中,遺傳是最重要的先天因素,至於後天因素,則包括營養、運動習慣、睡眠品質等。
  • 青春期是非常重要的成長期,身高快速增加。男生的青春期大概從 11 歲開始,女生的青春期大概從10歲開始。男生會逐漸出現喉結、聲音變粗等,女生會出現乳房發育與月經來潮等。
  • 家長一定要密切觀察孩子的發育狀況,如果 6 歲以上的男生或女生,一年長高不到 4 公分,或身高落在兒童生長曲線圖中第三百分位以下就要帶孩子去兒童內分泌科就診,進行評估與諮詢。及早尋求醫療專業評估,就有機會更好地把握孩子的黃金成長期。若等到骨頭的生長板癒合,便無法繼續長高。
  • 對於孩子的轉骨發育中藥與針灸可以提供輔助,中藥材含有成長所需的營養成分如鈣、磷、鋅、鐵、蛋白質等,在發育時期也常使用幫助補腎、健脾益氣、活血行氣、促進骨骼發育的藥材。在針灸方面,會以大腿、小腿的穴道為主,例如足三里、三陰焦、太衝、湧泉、承山、委中等。
  • 在日常生活方面,建議維持正常作息、不要熬夜,在晚上十點前就寢,睡足 8 個小時。規律運動有助於成長發育,如游泳、慢跑等,能夠促進血液循環,也能安全地刺激骨骼發育。
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有效減重三部曲!快來量身製訂你的減肥計畫——《大自然就是要你胖!》
天下文化_96
・2024/06/27 ・3334字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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可持之以恆的減重計畫

有效減重的第一步是刺激脂肪燃燒。由於我們只在需要額外能量時才會燃燒脂肪,因此需要減少來自飲食的能量。所有以減重為目標的飲食法都會限制熱量,然而,最成功的飲食法必須也能關閉生存開關,因為這能減少覓食反應,有助於緩和飢餓感。正是因為如此,主要著重在熱量限制、但允許糖類和高升糖碳水化合物的飲食法,一旦結束熱量限制,就會注定失敗。也因為如此,飲食中即使沒有特別限制熱量,僅限制糖和高升糖碳水化合物的攝取,也有減輕體重的效果。這樣的飲食法是透過微調生存開關,減少飢餓感,讓人自然而然限制熱量的攝取。此外,調低開關可更有效的燃燒脂肪,因為正如前面所提的,生存開關的作用之一,就是阻止脂肪燃燒(請參閱第三章)。

第二步是阻止新陳代謝速率變慢。當體重減輕時,身體會降低新陳代謝速率做為補償,以維持現有體重。正如前面提過的,長期超重者的能量工廠運作效率會降低,因為身體將超重視為新的常態。在這種情況下,身體會降低新陳代謝來因應體重減輕,因此原本可保持穩定體重的攝食量,這時卻會導致體重增加。這幾乎是所有節食法功敗垂成的主因。

為了克服這個問題,我們必須調整生存開關,避免能量工廠遭受進一步的傷害,同時刺激新的能量工廠建立,增加能量產出。

目前,建立新能量工廠的最佳方法是運動,而且正如前面所提的,是特定類型的運動。這裡的運動主要是為了刺激能量工廠,而不是燃燒熱量。雖然運動也能燃燒熱量,帶來好處,但想要燃燒脂肪,最好的方法還是透過飲食限制、減少可用熱量。的確,如果生存開關一直處於活躍狀態,運動時燃燒掉的熱量,很容易因為休息時新陳代謝變慢而補償回來。這是飢餓的動物補償覓食時能量損耗的方式,也是哈扎人可以走上一整天尋找食物,卻不會增加整體能量消耗的原因,因為透過食用大量蜂蜜啟動生存開關後,他們的身體會在休息時減少能量消耗,補償活動耗去的能量。

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想要燃燒脂肪,最好的方法還是透過飲食限制、減少可用熱量。圖/envato

低醣飲食、生酮飲食有助於減肥嗎?

若希望維持減重後的體重,我建議最好從低醣飲食或生酮飲食開始。原因是這些飲食嚴格限制添加糖,而添加糖是飲食中主要的果糖來源;另外也限制高升糖碳水化合物,這是飲食中主要的葡萄糖來源,身體會將葡萄糖轉化為果糖。

這些飲食法可減弱生存開關,讓飢餓感自然降低,而原本受生存開關保護的脂肪,也會變得可以燃燒。這樣的飲食也能讓你的身體系統「重新開機」,擺脫過去慣於吃高果糖食物的狀態,不再快速吸收和代謝果糖(參見第八章)。偶爾吃點甜食時,也更能抵抗糖的作用。

這樣的飲食還能減少肝醣儲存。之前提過,身體會同時儲存脂肪和碳水化合物,其中碳水化合物是以肝醣的形式儲存。在斷食期間,身體首先燃燒的是肝醣,因為身體偏好以葡萄糖做為燃料。如果我們成天吃碳水化合物,腹部儲存的脂肪會繼續保留。但若減少攝取碳水化合物,尤其是高升糖或含有果糖的碳水化合物,就可減少儲存的肝醣,進而增加脂肪燃燒。因此限制碳水化合物,對於減重十分有效。

睡飽也可以幫助減肥?

身體對肝醣的偏好,也有助於解釋為什麼睡眠八小時以上有很大的幫助,以及為什麼早上運動(早餐前)比晚上運動更能有效減肥。睡覺時,大部分的肝醣儲備會燃燒掉,因此我們醒來,是處於脂肪燃燒模式。若是在晚上運動,燃燒的主要是白天累積的肝醣。

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睡覺時,大部分的儲備肝醣會燃燒掉,因此睡飽八小時對減重大有幫助。圖/envato

低醣飲食控制血壓、血糖

最後,正如我們在低果糖和低鹽飲食研究中發現的,低醣飲食可能促進粒線體生長。實行低醣和生酮飲食有些注意事項。首先,這會增加低血糖的風險。如果感到出汗或頭暈,可能需要檢查血糖或吃一塊水果(儘管這是一種碳水化合物)。

其次,低醣飲食中的某些食物仍會啟動生存開關,例如含鹽量高和富含鮮味的食物(如紅肉和帶殼海鮮)。前面提過,含鹽量高的食物會刺激葡萄糖轉化為果糖,進而啟動生存開關。但採行低醣飲食時,可轉化為果糖的葡萄糖相對較少,因此即使攝取高鹽食物,也不太可能產生果糖,不致於因此增加體重。然而,鮮味豐富的食物仍然很有可能導致體重增加。另外,要考慮減少或戒除飲酒,因為酒精也能活化生存開關。

低醣飲食也能降低血壓,因為生存開關變弱了。若是正在服用降血壓藥物,必須仔細監測血壓,因為可能需要減少劑量。

同時減少鹽和碳水化合物的攝取,也可能導致低血壓,若是感到頭暈,除了檢查血糖,可能還得檢查血壓。因此,我建議在實施低醣飲食幾週後,再開始減少每天攝取的鹹味食物及其他可活化生存開關的食物。

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此外,我建議每天至少喝八杯水,確保身體獲得足夠的水分,還要監測有害的低密度脂蛋白膽固醇濃度,以及血液中的尿酸濃度。低醣飲食有時會導致低密度脂蛋白膽固醇顯著增加,若出現這種情況,必須減少飽和脂肪的攝取量。如前一章提過的,生酮飲食也可能導致尿酸濃度升高,而目前還不清楚尿酸增加的生理效應,不過這可能是身體為了維持血糖濃度(尿酸會激發胰島素抗性)和血壓的補償作用。然而,高尿酸也會對能量工廠造成氧化壓力,若是尿酸濃度大幅上升(例如高於八毫克/分升),可能需要與醫師討論,權衡治療的風險和潛在益處(請參閱上一章)。

減肥時也需要適時補充水分。圖/envato

雖然有些人可以長年維持低醣飲食,但對大多數人來說,這種飲食法很難持續超過幾個月。部分原因是,我們天生就渴望飲食中有較多的碳水化合物。因此,我建議採用其他的替代方案來減肥。

若是不想採行低醣飲食,可以考慮地中海飲食法,或是我的開關飲食法,但必須更嚴格的限制會活化生存開關的食物,也就是嚴格限制高升糖碳水化合物的攝取,特別是白米飯、馬鈴薯、麵包、薯條和早餐麥片。如果這還是太具挑戰性,可以稍作調整,每天有一餐可吃高升糖碳水化合物(也許是半份),記得要細嚼慢嚥,花一個小時用餐。其他餐飲中則只能攝取低升糖碳水化合物,並完全限制會啟動生存開關的食物,例如高鹽或鮮味豐富的食物和酒。你可以挑幾天進行 168 斷食法,透過間歇性斷食加強熱量限制,同時刺激能量工廠生長。(這裡有個重點:有證據顯示禁食會損害日常表現,尤其是兒童。無論如何我都不建議孩子採行間歇性斷食,請牢記在心。)開關飲食法的減重效果較慢,但對許多人來說,可能比較容易忍受。

無論你選擇哪一種飲食法,每週有三、四天必須運動,每次至少持續一小時,重點是保持在第二區運動。(世界衛生組織等團體建議,除了輕度運動,每週進行 75 至 150 分鐘的高強度鍛鍊,可能帶來額外的好處。不過就我們的目的而言,這是附加選項,因為第二區運動對於能量工廠的增加和脂肪燃燒,具有最好的效果。)此外,可以考慮記錄你的步行距離和時間,觀察自己的自然步態是否改善,這意味著體內的能量工廠變得更健康。最後,如上一章我對開關飲食法的建議,每天要喝大量的水,並吃一盎司(約 30 公克)黑巧克力。

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最後一點:我不建議透過長期禁食來減肥(雖然我認為這是大自然的現象,所以我也可能是錯的)。前面曾提過巴比里禁食了一年,雖然如此,巴比里開始禁食幾個月後,實驗室檢驗發現他的血糖濃度非常低,只有約 30 毫克/分升,有時會降至 20 毫克/分升。這樣低的葡萄糖濃度如果突然發生在你我身上,我們會陷入昏迷,而且有永久性腦損傷或死亡的風險。

——本文摘自《大自然就是要你胖!》,2024 年 06 月,天下文化出版,未經同意請勿轉載。

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。