2006世界盃：禁慾？還是不禁慾？

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！

F 編按：本文編譯自 Live Science

是不是常聽人家講「運動天賦」？這種天賦到底是什麼？運動員哪裡跟我們不一樣？這個問題現在科學家或許可以給你一個答案。近年透過腦科學研究發現，運動員的大腦與普通人的大腦存在顯著差異，這些差異塑造了他們在比賽中的敏捷反應、精確動作及卓越判斷能力。

所以現在運動選手不只比體力，還要比腦力了嗎？這些差異具體差在哪裡？

快速反應：視覺處理能力

在團隊運動如足球或籃球中，快速處理視覺資訊並作出決策對勝負至關重要。一項 2013 年發表於《Scientific Reports》的研究發現，職業運動員比起業餘運動員或一般人更擅長處理動態視覺場景，例如追蹤快速移動的物體。這種能力能夠幫助運動員在瞬間解讀賽場上的複雜資訊，並迅速做出反應。

視覺處理能力的測試還可用於判斷運動員是否適合回歸賽場，例如在傷後復健階段，確保運動員在完全恢復判斷能力之前不會貿然上場。

肌肉記憶：動作的自動化編程

對於體操選手或跳水運動員而言，肌肉記憶是完成複雜動作的關鍵。2023 年《Journal of Neuroscience》的一項研究表示，大腦如何通過訓練快速「壓縮」和「解壓縮」動作資訊，最終將動作序列整合成一個流暢的過程。這種訓練過程使運動員能夠無需刻意思考，便能完美執行複雜動作。

肌肉記憶的形成依賴於大腦皮層神經元的網絡活動，這種神經編程能力也同樣適用於訓練有素的音樂家或舞蹈家。

預測能力：球場上的決策利器

運動員擁有卓越的預測能力，例如棒球擊球手能根據投手的動作，快速判斷球的速度與方向。2022 年發表於《Cerebral Cortex》的研究發現，當擊球手預測投手的投球軌跡時，大腦左腹側顳葉皮質的神經元活動會根據預測結果而改變。

這種高效的預測能力源來於運動員在比賽中，學會透過關聯視覺線索與物體運動軌跡的技能。研究還發現，潛水選手等專業運動員的大腦中與動態運動解讀相關的區域，如上顳溝（STS），比普通人更厚，這也反映了運動訓練對大腦結構的塑造。

平衡與空間感：身體控制的高峰

對體操選手來說，擁有非凡的平衡感與空間感知能力，兩者缺一不可，而這在科學上被稱為「本體感覺」（proprioception）。位於小腦的神經網絡讓運動員能迅速調整身體姿態，即使在空中失誤也能及時修正動作。

然而，當這套「安全網」失靈時，可能導致嚴重後果。如 2020 年東京奧運中，體操選手西蒙·拜爾斯（Simone Biles）因「扭轉失靈」而一度無法控制動作，凸顯了平衡能力在高風險運動中的重要性。

注意力與認知靈活性：多任務處理的關鍵

團隊運動要求運動員能快速在不同思維模式間切換，例如足球選手需在控球時預測對手動作並調整策略。2022 年《國際運動與運動心理學期刊》的一項研究顯示，運動員，特別是參與高強度間歇訓練的選手，擁有更強的認知靈活性和注意力分配能力。

研究也指出，這些能力的提升可能與長期訓練相關，但確切機制仍需進一步研究。

抗衰老的秘密：運動對老年大腦的保護

這些運動訓練對大腦的影響，可不是只有相關區域的提升。運動對大腦健康的影響，可能會持續一生。一個典型例子是加拿大田徑選手奧爾加·科特爾科（Olga Kotelko），她在 95 歲時仍保持驚人的腦部健康，其白質結構完好程度甚至接近比她年輕三十多歲的普通人。科學家認為，持續的運動訓練可能是她保持記憶力與認知敏銳的原因之一。

下一代的訓練策略：腦力與體力並重

隨著運動科學的不斷進步，科學家也開始呼籲教練更注重對年輕運動員的腦部訓練，例如提升記憶力與決策能力。西悉尼大學的運動科學家凱莉·斯蒂爾（Kylie Steel）指出，運動員的身體或許會訓練至極限，但在認知能力上仍擁有巨大的潛力提升。例如，足球訓練中可以鼓勵球員使用非慣用腳進行射門，以提升大腦靈活性，幫助他們在成年後更加出色地應對比賽挑戰。

近年研究讓我們重新認識了體育訓練對人體的深遠影響，運動改變的不僅是肌肉，還包括大腦。從視覺處理到肌肉記憶，再到抗衰老的腦部結構，透過運動與科學的結合，將為未來的運動員開啟全新可能性，也提醒我們，持續鍛煉不僅益於身體，也有助於大腦的健康。

2020 東京奧運如火如荼地進行，但日前美國「體操天后」拜爾絲以心理健康因素，退出東奧多項體操賽事震撼各界！但運動員除了體能出類拔萃外，其實心理層面與常人無異。她的退賽也讓大眾更加關注運動員的心理健康。

「體操不是一切，心理健康比運動更重要！」身為美國隊奪金熱門人選、手握奧運 4 金輝煌戰績的拜爾絲（Simone Biles）在賽後記者會上強調。最終，她以心理健康為由，退出東奧體操團體賽後，再度退出跳馬等多項賽事。

被公認為「有史以來最偉大的運動員」（Greatest of All Time, G.O.A.T.）的拜爾絲在奧運退出多項賽事，許多媒體在第一時間紛紛讚賞她的決定。

拜爾絲和先前日本網球女將大坂直美（Naomi Osaka）的退賽，也都再次突顯兩大心理健康的趨勢：Ｚ世代比起其他世代，更能覺察自身的心理健康；以及，受到疫情影響，運動員的心理健康狀況變得更需要關注。

繼大坂直美退賽後，Ｚ世代運動員帶頭倡議心理健康

在拜爾絲退賽之前，世界排名第 2 的「網球天后」大坂直美，就因長期飽受憂鬱症之苦，拒絕出席賽後記者會。最終，以保護心理健康為由，在 6 月宣布退出今年法國網球公開賽。

她也在《時代》周刊寫下「不 OK 也沒關係！」（‘It’s O.K. Not to Be O.K.’）的專欄文章，除了首次對外揭露從法網退賽後的心路歷程外，也呼籲體壇需積極正視運動員的心理健康。

不只拜爾絲、大坂直美積極為心理健康公開發聲，過去游泳名將「飛魚」菲爾普斯（Michael Phelps）、短跑運動員諾亞萊爾（Noah Lyle）等運動員，都曾公開自身患有憂鬱症等經驗。

高度關注自身心理健康的浪潮，也開始吹向各行各業。在去年對 1000 名美國成人所進行的調查，就發現有 80% 的員工考慮辭掉目前的職位，轉而從事更注重員工心理健康的工作。考量自身心理健康的因素，也與正在歐美職場出現的大規模離職潮有關。

比起其他世代，Ｚ世代更有心理健康病識感

心理學家麥克米倫（B. Janet Hibbs）就強調，在 1996 年後出生的Ｚ世代，比前幾代人，更願意尋求心理健康的幫助，並揭露自身相關經歷。而對心理健康議題積極關注和公開發聲的新動力，可能是種世代轉移。

Z世代比起其他世代更能「覺察」自身心理狀態，主要和學校的心理衛生教育，以及當今對心理健康議題的討論更開放有關。而會開始如此「重視」自己的心理健康，一部分原因也和新冠疫情有關。

畢竟在這段期間，我們多出許多時間和自己獨處，也會開始重新審視、並評估現有的生活。也積極去思考未來要專注在哪些對自己真正重要的事，而不只是取悅別人等。

雖有調查指出，Ｚ世代的心理健康狀況比上個世代更差，但同時也指出Ｚ世代是更善於意識自身心理健康問題，並積極尋求相關幫助。在 2019 年的調查就發現，Ｚ世代只有 45% 的人，表示他們的心理健康狀況良好；相比之下，千禧一代（1980－1990 年代出生的人）則有 56%。

且在疫情之下，也重創年輕族群的就業機會。去年美國 CDC 的調查也有類似發現，在18 至 24 歲年輕族群中，有 62.9% 的人表示自己有焦慮或憂鬱的症狀，是所有年齡層中比例最高的；且在該族群有 25% 的人，表示自己曾在過去一個月內考慮過自殺。

值得慶幸的是，Ｚ世代卻比長輩們更可能尋求心理支持的相關資源。在 2019 年的調查就發現，在Ｚ世代中，有 37% 的人表示自己曾接受過心理治療，或尋求其他心理支持資源；而在千禧一代、Ｘ世代、戰後嬰兒潮的比例，尋求資源的比例分別為 35%、26%、22%。

疫情之下，運動員的心理健康變得更需要關注

Z世代除了對心理健康有更多覺察外，運動員們更是獨自承受各界、贊助商等的期待和關注，並且需要在賽事中拿出最完美的表現。也因此他們承受超乎常人想像的壓力——尤其是菁英運動員。

過去國際奧委會的報告就指出，大約有三分之一的運動員，曾在職涯中遭受心理健康危機，包括沮喪、憂鬱、焦慮、飲食失調和倦怠等。

古特巴格（Vincent Gouttebarge）等人在 2019 年的薈萃分析研究也發現，有「33.6% 的菁英運動員」和「26.4% 的前運動員」都表示自己有焦慮和憂鬱的症狀。另外在近期研究中，發現相較於男性運動員（10.2%），女性運動員在焦慮或憂鬱症上，有更高的患病率（約 26%）。

在疫情期間，要如何持續維持身心巔峰狀態，並迎戰推遲一年的東奧，成為運動員們最大的挑戰。這些處於運動生涯巔峰的運動員，多半難擁有正常的社交生活，且在封城期間，運動員的訓練方式、時間，以及經濟狀況等方面都受到衝擊，這些也都影響到他們的心理健康。

去年 10 月，史丹佛大學團隊的研究就發現，有更多的職業運動員體驗到焦慮／憂鬱的症狀，且比疫情之前更嚴重。在去年 3 月中到 8 月間，有 22.5% 的運動員至少有一週有一半的時間，感到沮喪和憂鬱等，而疫情之前這個比例只有 3.9%。同樣，也有 27.9% 的運動員表示自己在疫情期間，感受到緊張和焦慮的情緒，而疫情前只有約 4.7%。 

「運動員能夠優先考慮自身的心理健康，而不是不惜一切參加比賽。」

拜爾絲、大坂直美等運動員的公開喊話和倡議，不僅能讓大眾理解他們正面對的心理健康挑戰是如何影響他們的工作，更能夠試圖消弭精神疾病的汙名化。希望未來不論是體壇、職場及整體社會，都能逐漸接受「不 OK 也沒關係」！

參考文獻

• Gouttebarge, V., Castaldelli-Maia J., Gorczynski, P., Hainline, B., Hitchcock, M., Kerkoffs, G., Rice, S., and Reardon, C. (2019). Occurrence of mental health symptoms and disorders in current and former elite athletes: a systematic review and metaanalysis. British Journal of Sports Medicine, 53, pp.700-706.