從內容設計到互動式電子書App的直達列車 –AppCross

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！

當電子閱讀漸漸取代紙本閱讀，全球許多國家也開始採用網路教學，你是否也習慣於從網路上接收新知，閱讀文章或電子書，而較少接觸紙本呢？紙本出版品真的會慢慢沒落嗎？人們對於紙本的需求會不斷的減少嗎？

電子閱讀對大腦來說較為費力

事實上並不盡然是如此，因為人類的大腦還沒來得及跟上這個時代。你也許會有經驗，在使用手機或電腦瀏覽各種資訊時，雖然方便，但是會感到難以專注、或是無法完整吸收自己看過的內容。實際上，在螢幕上閱讀，的確會比起在紙本上來得吃力。

在螢幕上閱讀的時候，我們傾向快速瀏覽過所有資訊、尋找我們正在研究的內容相關的關鍵字。聖荷西州立大學資訊學院教授 Ziming Liu 在他的研究中指出，隨著在螢幕閱讀的時間增加，基於螢幕的閱讀行為也不斷出現：像是關鍵字搜索、一次性閱讀、非線性閱讀與選擇性閱讀的情況變多；而花費在一個字一個字深入閱讀和集中注意力閱讀的時間則越來越少。

可能的原因是由於，電子閱讀對大腦來說較為費力，因為螢幕上的訊息會一直變動，想要尋找剛剛看過的資訊時，也很難回過頭把它找出來，每滑一次訊息的位置都會不一樣。所以才會造成大腦需要更多的資源去處理，而大腦本身的資源有限，在這樣的情況下，其他心智功能的運作就會受到影響。

國際學生評量 (PISA) 比較了六十二個會員國的學生使用電腦時數後發現，使用電腦的時數越長，閱讀和數學能力就會越差。舉例來說，瑞典就是利用電腦與網路教學時數最高的國家，結果他們的閱讀、數學以及科學評比都落後其他國家。

在螢幕上讀得更累，學得更差？

你或許覺得這只是一個事例，無法證明電子閱讀會降低我們的學習效果，然而有多項研究皆支持，紙本學習的效果的確更好。

挪威大學的研究者找來了閱讀程度相同、七十二個來自兩所不同學校的十年級學生，隨機分成兩組，其中一組在紙本上閱讀兩篇文章（1400-2000 字），另一組則在電腦銀幕上閱讀相同的文章，在實驗以前，實驗者讓學生們預先做了閱讀理解、單詞閱讀和詞彙方面的測驗，顯示了兩組的閱讀程度並無明顯差異。

在兩組學生閱讀結束過後，進行了閱讀測驗，並控制了詞彙，單詞閱讀，閱讀理解和性別等變量相關的變數，使的不同的閱讀方式，也就是運用不同的閱讀載體，就成為了唯一的變數。

最後，透過複迴歸分析發現，閱讀形式（在紙本或螢幕上閱讀）對於閱讀測驗的結果具有顯著性差異（b = .216, p = .025）。相比於閱讀紙本文章的學生，在螢幕上閱讀文章的學生，在閱讀理解測驗上獲得的分數較低。

這顯示了即使身為數位原住民，大腦很可能還是較習慣紙本閱讀。

在螢幕上考試壓力較大較疲憊

另外，瑞典卡爾斯塔德大學的 Erik Wästlund 則進行實驗，希望了解紙本或螢幕閱讀，哪一種需要更多的生理和認知資源。在其中一項實驗中，他讓七十二名受試者參與瑞典高等教育入學考試的閱讀測驗，這是一種三十分鐘的瑞典語閱讀理解考試，由選擇題構成，包括了五篇平均一千字的文章。實驗進行兩天， 在第一天，測驗內容是透過 pdf 文檔在電腦螢幕上呈現，第二天，則是以紙本呈現同樣的測驗內容。

研究人員讓參與者自由選擇參加的日期和時間，因此他們也無意中選擇了參加的任務。在測驗過後，還進行了壓力-疲勞-飢餓的評量， 要求受試者在疼痛視覺類比量表上用叉號標記他們主觀認為的疲倦、壓力和飢餓程度。

經過數據分析的結果發現，不同的呈現形式對於兩個組別均具有顯著的影響，相較於在紙本上完成測驗的人，在電腦上進行測試的人得到的分數較低，承受的壓力和疲勞則較高。

吸收資訊，紙本快於螢幕

還有英國也做了相似的研究，請五十個布里斯托爾大學的學生在電腦或紙本上閱讀，內容為由英國的大學聯合開發的經濟學入門教材，該文本總共有二十二頁，其中包括了一些圖像和圖表。

電腦組以文檔的方式呈現，紙本組則以螺旋裝訂的小冊子呈現。

測驗時間是二十分鐘，受試者被要求必須指出他們第一次讀完所有內容花了多少時間。其後，進行總共有二十個選擇題的閱讀測驗的途中，受試者還需要同時選擇最能反映自己最初對答案的回憶的「記憶意識」等級。也就是，在填寫測驗的途中，受試者在作答時除了回答目前這一題，還需要回答對於此答案，在他的記憶中大概是多麼清晰或是多麼模糊，並且把這個意識等級記錄下來。

實驗者以記憶意識等級作為「記住」的評量，而以閱讀測驗的成績作為「知道」的評量。測驗結果兩組的成績差不多，紙本組的成績僅略高於電腦組，兩組的閱讀時間和學習結果並沒有太大的差異，但在記憶意識方面發現了重大的差異：

電腦組記住的頻率是知道頻率的兩倍，反之，紙本組記住和知道的頻率相差無幾。

這結果反映了兩者在本質上記憶的不同來源，說明了使用紙本和電腦學習，兩者在認知處理上是有所不同的，以紙本呈現更易於我們閱讀檢視。因此需要迅速吸收的訊息，很可能就不該透過電腦螢幕閱讀。

儘管近年來數位學習越來越發達，使用數位的教材，既能夠跨越時間空間上的限制，獲得資訊的速度也是又快又輕易，還有許多免費的資源。不過我們大腦很可能還未能追上時代快速的變遷。

如果在使用螢幕閱讀上遭遇了困難，最終或許可以考慮回歸到最原始的工具，使用紙本閱讀學習，不僅能夠好好專注還能讓記憶更深刻，最後確實的吸收到所學。

參考資料

1. Liu, Z. (2005), “Reading behavior in the digital environment: Changes in reading behavior over the past ten years”, Journal of Documentation, Vol. 61 No. 6, pp. 700-712.
2. Mangen, Anne, Bente R. Walgermo, and Kolbjørn Brønnick. “Reading Linear Texts on Paper Versus Computer Screen: Effects on Reading Comprehension.” International Journal of Educational Research. 58 (2013): 61-68.
3. Wästlund, Erik. Experimental Studies of Human-Computer Interaction: Working Memory and Mental Workload in Complex Cognition. Göteborg: Department of Psychology, Gothenburg University, 2007.
4. Noyes, J M, and K J. Garland. “Vdt Versus Paper-Based Text: Reply to Mayes, Sims and Koonce.” International Journal of Industrial Ergonomics. 31.6 (2003): 411-423.

• 文／雞湯來了 蕭子喬
  校稿／雞湯來了 陳世芃、張芷晴
  製圖／雞湯來了 黃珮甄
  編輯／雞湯來了 蕭子喬

長大後 我們的存在像塵埃
我們的距離被拉開
有時相處很難 想很多 話很短
－＜小時候＞蘇打綠

你也有一個話越說越少的爸爸嗎？小時候或許會和爸爸一起玩耍，但長大了，和爸爸之間反而不知道要說什麼了？其實，這的確是許多「父子」的共通樣貌，台灣研究發現，因為「文化」和「家人互動習慣」，造成了父子之間常見的「兩道牆」。

無話可說的父子關係，無奈的常態

他不會主動跟我聊天，我也不大會找他聊天，說真的也不知道要跟他說什麼……

我有一些話比較會跟媽媽聊，但是比較不會跟爸爸聊……不知道要說什麼……每天就講……幾句吧，有時候一天也說不到一句話。

台灣學者深入訪談 5 位 20-30 歲的男性上班族「和爸爸相處」的狀況，發現「淡然、無話可說、不知道從何聊起」是成年父子關係的常態，父子之間的互動少之又少，與母親的互動相較多於父親。

特別的是，多數成年男子面對這樣缺乏交集、稍嫌尷尬的狀態，雖然無奈卻覺得理所當然！甚至有受訪者說「這樣很正常呀，有話說才很奇怪吧……我爸跟我阿公也是這樣呀……」

由此可知，雖然無奈，但或許是代代相傳、不知不覺的習慣養成，嚴父、缺乏溫情交流的父子關係，成了眾多男性長大以後自然的常態。（延伸閱讀：經驗複製？家庭如何影響一個人？）

為何無話可說？父子之間隱形的兩道牆

他是傳統的那種男人，有點權威又很大男人主義，所以對家裡小孩還滿嚴厲的，尤其是對我，也不知道是不是因為我是兒子的關係。

吃飯的時候我爸明明也在，但我媽都叫我或我姐去叫我阿公，兩個（祖父與爸爸）就算坐在一起看電視，也沒講過什麼話……

究竟，為什麼無話可說會成為父子關係的常態？該研究學者進一步剖析這群受訪者對家庭互動的解讀，發現父子之間常隔著「兩道牆」：

• 一道主要是「父權文化」之下，期待爸爸扮演權威性的角色，男性陽剛、不表露情感
• 另一道是「家人互動習慣」，父子間常透過家中第三者（尤其是母親）溝通，可能有意無意中阻礙了父子直接的互動機會。

因為文化對於性別角色的期待框架，使得許多爸爸展現了權威，卻沒機會表達愛；家裡的情感性角色任務都給了女性，父子之間沒有機會溫情交流。

由理解而和解，現在開始做自己喜歡的「兒子／爸爸」

或許，現在與爸爸的關係有點無奈、尷尬，但我們可以回首過往、留住記憶中曾經的美好，理解文化對爸爸或家人的影響，並從自身開始，做個讓自己感到自在、喜歡的「兒子／爸爸」。可以嘗試以下 3 面向的練習：

1.  回首兒時美好

研究發現多數父子關係並非一開始就疏遠，兒時階段多有親密、甚至彼此還能像兄弟一樣嬉鬧。那些曾經的父子情感不曾消失，只是太久沒被展現出來了，別忘了相信過去那些愛「都是真的」。
詳細請見：原來爸爸的愛這麼多種！看我家「爹地」的類型

2. 理解文化成因

看見父子之間因為父權文化、過往習慣而形成無形的「兩道牆」，理解爸媽因為文化和過往經驗的不得已、不知不覺。
相關推薦：百善孝為先？爸媽的「孝順」可能和我想的不一樣

3. 自己開始改變

研究發現許多人即便不急著改變自己和父親的互動狀態，但多數期望自己當爸爸時，能有「朋友般」的互動關係。或許我們正是夾在過去文化規範與力求改變之間的一代，將自己定位成自己喜歡的樣子吧！
詳細請見：重新理解我的家庭故事，找一條和解之道

這時候 我們的心變得柔軟
放下了父子的身段
知道時間太晚 不要躲 不要散
－＜小時候＞蘇打綠

• 相關推薦：看見爸爸的內心戲

• 陳韻如（2011）。未婚成年男性眼中父子關係之現象詮釋。家庭教育與諮商學刊，11，51-76。

本文與雞湯來了同步刊登，原文連結：父子間隱形的兩道牆：成年男性該如何與父親相處？