玩電玩，可補腦，你相信嗎！？

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！

本系列以往藉由講解真實案件，來分享鑑識科學；這篇則摘要免費電玩的虛構情境，鼓勵讀者親自體驗辦案。2023 年 1 月的《國際法醫期刊》（International Journal of Legal Medicine），介紹了一款德國漢堡開放線上大學（Hamburg Open Online University）的遊戲，名叫「Adventure Legal Medicine」（非官方中譯：法醫歷險）。論文詳述開發過程與教學功能，還強調玩家不管有無醫學知識，皆能輕易上手。^[1]

＝＝＝＝＝＝＝＝＝微劇情，防雷線＝＝＝＝＝＝＝＝＝

（想避開遊戲情境簡介的讀者，請跳過圖片後的第一段，謝謝。）

情境設定

依照學習的領域，此遊戲有下列 5 個故事情境，可供選擇：

1. 估計死亡時間（time of death estimation）：有人死在公寓裡。玩家必須選取正確的驗屍工具，例如：直腸體溫計（rectal thermometer）或神經反射錘（reflex hammer），來推估死亡時間。^{[1, 2]}
2. 體外驗屍檢查（external post-mortem examination）：河岸上死者的某些身體部位，藏有非自然死亡的線索。^[1]像是顱骨和手肘擦傷等，都有待玩家一探究竟。^[2]
3. 鑑識人類學（forensic anthropology）：森林裡，散落著人類骨骸。觀察並測量骨頭，以推估年紀、性別和身高。將結果拿去跟失蹤人口的檔案比對，玩家或許就能找出死者的身份。^[1]
4. DNA親子鑑定（DNA analysis/paternity test）：不知從哪迸出 4 個人，想繼承情境 2 那名死者的巨額財產。^[1]玩家得從唾液樣本，分析他們的 DNA，判斷誰才是真有血親關係的子嗣。^{[1, 2]}
5. 解剖、酒精與藥物（autopsy/alcohol and drug influence）：玩家幫車禍死者體外驗屍；解剖以檢查器官；並進行毒物學分析。最後，判讀以上檢查所得的結果。^[1]

開發過程

這個遊戲是鑑識病理學家、鑑識人類學家、心理學家、醫科學生、遊戲工程師和插畫藝術家，共同合作的結晶。類似於商業開發的線上遊戲，產品正式釋出之前，得先找人來封閉測試。2 名分別為 25 和 49 歲的男性；以及 21、25 與 54 歲的 3 名女性，率先嘗試情境 1 和 2 的前期測試版。研發團隊根據他們的感想與建議，改進遊戲，並設計情境 3。接著，請 40 名醫學系的學生，操作情境 1 至 3 的測試版。另外，其他不同教育程度的學生，作為一般大眾的樣本，也受邀試玩。最終統合大家的評論後，團隊設計出情境 4 和 5 的遊戲。^[1]

嚴肅遊戲

德國研發團隊將產品定位成「嚴肅遊戲」（serious game），以教學而非娛樂為主要目的，而且在視覺上多採灰階，來保持中性。^[1]筆者試玩了一小部份，又觀賞攻略影片，覺得繪圖和音效雖不華麗，但頗為用心。由於遊戲全程都有電子版的課本唾手可得，玩家本身無須具備專業知識。每個階段結束後，還能透過小測驗，了解學習成效。對相關科系而言，也可用於輔助教學或自學。從 2020 年 1 月在 Google Play 上架以來，有數千人下載，並獲得平均 4.5 星的評價；可惜不曉得線上網頁版的使用人次。^[1]下面是此遊戲的基本資料、連結與攻略，歡迎讀者分享闖關心得。

Adventure Legal Medicine

• 名稱：Adventure Legal Medicine^[1]（英文別名：Forensic Medicine Adventure；德文名稱：Abenteuer Rechtsmedizin）^[2]
• 對象：醫學相關科系的學生及一般愛好者。^[1]
• 語言：英文和德文。^[1]英文版的故事敘述，用字不難；但基於辦案的情境，勢必會出現骨骼、基因等，鑑識科學常見的專有名詞。
• 行動裝置版：僅支援Android系統的平板電腦和手機；沒有 iOS 的版本。請點超連結下載，或上Google Play搜尋「Abenteuer Rechtsmedizin」。^[1]
• 線上網頁版：http://elearning.uke.de/HOOU/RechtsmedizinSeriousGame/ （完全載入後，可以按下方代表德文的「DE」，將語言改為英文「EN」。）^[1]

1. Anders S, Steen A, Müller T, et al. (2023) ‘Adventure Legal Medicine: a free online serious game for supplementary use in undergraduate medical education’. International Journal of Legal Medicine, 137, 545–549.
2. SLY MobileGaming (15 JAN 2021) ‘Forensic Medicine Adventure Abenteuer Rechtsmedizin | Point and Click Game Walkthrough’. YouTube.

有在玩遊戲的人應該對《星海爭霸》這款即時戰略遊戲並不陌生。《星海爭霸》帶給了我們可以說是遊戲史上最完整的世界（宇宙）觀之一，從裡面科幻、空想的軍事單位到物理、萬物的原則，都有詳細的故事和背景。

當然，這樣的遊戲中當然少不了跟現實科學相關的元素（或漏洞）。

遊戲中的種族之一——蟲族，是一種能藉由吸收其他物種來強化自己的進化部隊，與其說他們是噁心原始，不如說他們是相當進化的生物，將生存發揮到了極致：誰的基因有用，我就用誰。 儘管整個《星海爭霸》的故事背景是設定在一個外星系，但未來的人類竟然都能在那邊生存了，那我想拿地球稍微比較一下應該不算過分吧！那就把蟲族的的部隊中的兩大菁英：蟑螂和刺蛇，拿出來用地球上的眼光來看吧！

超強「蟑螂」，本體基本上是蛞蝓？

作為整個軍團的核心之一，蟑螂的重要性可以說是無法比擬，理所當然，他們的背景資料也是相當的豐富。從資料庫中，我們可以知道許多關於蟑螂的二三事，讓我們可以好好分析這個物種：

1. 蟑螂的中心能力是來自一種會分泌的酸性黏液、還能快速自我治療的蛞蝓。
2. 這種蛞蝓是可以從土壤吸收養分治療傷口與受損的組織，並組成外殼。
3. 擁有高度特化的條紋導管，所產生的酵素可以將蟑螂的強酸唾液化為武器。蟑螂利用導管周圍的肌肉，激射出酵素與唾液的混合液。
4. 有些理論相信蟑螂並非對自己的強酸體液免疫。即使在體內不斷受到強酸腐蝕的情況下，蟑螂強勁的恢復能力仍可保持體內組織結構性的完整。

真實世界的蛞蝓們

《星海爭霸》中的蟑螂竟然是一個圍繞著蛞蝓打轉的物種！但是真實世界的蛞蝓真的能辦到嗎？先不討論外星蛞蝓，我們先來看一下地球上的蛞蝓。

蛞蝓的黏液與人類的鼻涕很像，由水、多醣體和一些蛋白質所構成，除了保護蛞蝓不會脫水外，也提供蛞蝓「變速」功能，在不同地形、坡度、生存情況（如遇到危險）下，牠會調整黏液的成分、產量來改變移動能力。至於蛞蝓的外皮，或著是稱為外套模，是與蝸牛相比退化了許多的殼，簡單的鈣質外套模是蛞蝓儲存鹽分的器官和連結器官的介質。

所以說在地球上你要找到一種能夠吐酸和組成硬殼的蛞蝓，基本上是不可能，因為光自己就受不了了。

但是看看《星海》中蟑螂的介紹：

「蟑螂並非對自己的強酸體液免疫。即使在體內不斷受到強酸腐蝕的情況下，蟑螂強勁的恢復能力仍可保持體內組織結構性的完整」

所以要從蛞蝓變成蟑螂一個最大的門檻在於要有超強的「自我恢復力」。

另外一種蛞蝓的表親：海蛞蝓，某種程度上在化學物質的利用上更勝陸地上的好朋友。海蛞蝓在受到攻擊的時候，第一階段會釋放出墨汁與蛋白質混和的煙霧彈，如果掠食者還是不罷休，海蛞蝓會進入第二階段：釋出一種使掠食者反胃的化學物質，讓他們失去食慾。這種物質是一種生物的次級代謝產物，和植物的防捕食化學機制類似，海綿也會產生類似的物質。所以如果把蟑螂的酸性攻擊當作次級代謝產物的一部分，還蠻合理的，因為他不影響生物本身的生存和生長，沒有它或許蟑螂還活得更好。

• 香蕉蛞蝓黏液的秘密

能噴酸液的節肢動物—鞭蠍

現在我們跳脫蛞蝓和超強恢復力不談，現實地球上還有什麼會噴酸液的生物，能來和《星海》中的蟑螂比較一下呢？

其實地球上還有一種能噴射酸液的節肢動物——鞭蠍（Whip scorpion, Thelyphonus doriae）。牠外表看似蠍子（但牠其實不是蠍子），除了又圓又大的螯，和比蠍子還要更像外星人的外型外，鞭蠍最吸引人的地方大概就是那個鞭狀的尾巴。鞭蠍的體內沒有毒腺，但在尾部的地方有一個混和乙酸和辛酸的腺體，當鞭蠍被打擾的時候，牠腺體四周的高壓會將這些酸液噴出，這些聞起來像醋的液體雖然對大型動物無害，也不會腐蝕你的相機鏡頭，但足以使牠擊退掠食者，甚至給一些更小型的節肢動物送終。

如果要找一個蟑螂在地球上的遠親，我想鞭蠍大概毫無爭議，只差把金鋼狼的基因加進去了。

蟲族大砲「刺蛇」

至於蟲族的玻璃大砲——刺蛇，又是另外一種進化方式了，而且某種程度上看起來更無害。

1. 在刺蛇的蟲殼盔甲下裝載了上百發的穿甲脊刺，能朝著從地面或空中接近的敵人發射。
2. 刺蛇那非凡的肌序（4000 條肌肉，而人類只有大約 600 多條）讓牠們可以用令人震驚的速度射出針脊刺，輕易地穿透 2 公分厚的實心新型鋼鐵板，就連在最遠距離也不例外。
3. 一種毛蟲狀、軀幹擁有細密刺毛包覆的草食生物叫「怠惰蟲」是刺蛇們演化的來源，這些刺毛擁有中度麻痺作用，用於抵擋攻擊。

看起來刺蛇其實是隻帶刺的毛毛蟲囉？

其實要在現實世界中找到帶刺的動物其實不少，如海膽、刺蝟……，還有許多隱性的帶刺動物如刺絲胞動物門的生物，但我第一個想到最接近的物種是豪豬。

看同樣有刺的豪豬，怎麼抵禦敵人？

豪豬（或稱箭豬，但不是刺蝟）除了滿身的刺外其實圓滾滾、還蠻可愛的，但他不是豬，而是齧齒目（也就是老鼠的近親）。豪豬分為新大陸及舊大陸種：舊大陸種的豪豬，刺是長在一個類似甲殼的身體部位上；而新大陸種的刺則是像頭髮一樣，直接與皮肉相連。 當牠們遇到危險時會背對威脅，並把身上的刺「豎起」 （注意不是射出喔），目的並不是攻擊或獵殺，而是讓掠食者攻擊後感到強烈的痛楚，知難而退。

牠身上的刺平均直徑有 0.5 公分，大概像原子筆的筆芯那麼粗，而且前頭有些微的倒鉤，所以一但被箭豬的刺刺到，不但難以拔下來，每次動作還會加深傷口，甚至引發細菌感染。

• 豪豬與牠身上的刺

但是重點來了，豪豬並不會射出刺。 這些由角蛋白（類似我們的指甲）構成的刺並不會主動出擊，而是因為豪豬一受到驚嚇或威脅，身上會起類似雞皮疙瘩的反應，皮下的豎毛肌會將刺豎起，由於刺的根部脆弱，稍微一碰到就很容易脫落，進而使攻擊者「中鏢」。

說到肌肉在自體防衛上的表現，還有會噴出毒液的眼鏡蛇，牠的毒腺也是經由肌肉擠壓，由毒牙中空部分噴出，所以說到噴射出物體，肌肉可說是功不可沒。

所以我們能發現，藉由肌肉射出脊刺的刺蛇，其實相當接近現實的生物了。想像一下，有一天你皮下肌肉變得十分發達，只要起雞皮疙瘩，就會觸動皮膚表層的毛飛出去，這大概就是刺蛇攻擊的方式了。也就是說刺蛇可能相當於經過改造、能力加強的豪豬，牠們一直處於戰鬥狀態，擁有取之不盡、用之不絕的「疙瘩力量」，讓牠們隨時可以射出脊刺來攻擊敵人。

刺蛇的咬合力大輸地表生物

另外一個我還蠻在意的設定是 ：

「刺蛇的厚顎也是演化自怠惰蟲，利用進化來提高雙顎功能後，牠的咬合力有 450 公斤，能夠輕易咬斷肉體、骨骼和新型鋼鐵。」

太多嗎？不，太少了。對比人類僅有 40 公斤的咬合力是強很多沒錯，但是 450 公斤在動物界上只是「還可以」的等級，一票動物如北極熊、老虎、鱷龜、鬣狗等，不僅咬合力跟他不相上下，甚至更強大。

咬合力箇中翹楚如大白鯊、河馬和鱷魚家族，可是遙遙領先刺蛇數倍以上，以鹹水鱷來說，咬合力可達 3000 多公斤。所以你說刺蛇能夠在克普魯星區咬穿新型鋼鐵，我真不知道該說新型鋼鐵中看不重用，還是地球上的猛獸們其實太強大了。搞了半天，或許待在地球上也沒有比較美好，身在強敵中不知強啊。

恐怖的蟲族看似強大，但是在其兇猛的外表底下，我們還是可以在地球上找到一些牠們的影子，讓人不禁想問，如果你是蟲族主宰，你想同化誰？

參考資料：

1. Aaron, The Vinegaroon and its Acidic Defensive Spray, Next Gen Scientist, 2014.9.8
2. 23 most strongest animal bites in the world of PSI, Tail and Fur, 2016.11.27
3. 謝伯娟，〈無殼蝸牛──蛞蝓與半蛞蝓〉，環境資訊中心，2005 年 8 月 9 日。
4. Spitting cobra, Wikipedia
5. 豪豬，維基百科
6. Starcraft Wiki