【紀錄】微型點子對撞機－夢春 | M.I.C. XVIII

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！

文／唐啟軒

十七世紀被稱為是天才的世紀，我們所熟知的牛頓、克普勒還有波以耳，都是活躍於這個年代。而這些天才們，也讓當代科學有了很大的躍進。但好像聽來聽去，怎麼好像天才都在歐洲，偉大的發現也都是洋人的東西。難道外國的月亮比較圓，歐洲人都是好棒棒，亞洲人都好笨笨嗎？

其實科學的發展，不只是有靠科學家日以繼夜的研究，其實也跟大環境有很大的關係。當時歐洲剛經歷數百年的大航海時期，除了各國在海上的競爭時，對於技術力的要求提高以外，引進美洲作物也解決了長期的糧食不足問題。而資本主義的興盛，更讓歐洲的經濟逆風高飛。在這個歐洲錢淹腳目的年代，物質充足後，人們就開始追求科學或藝術這類較高的目標。

而這個時候，我們的亞洲鄰居在做什麼呢？中國恰逢明朝末年，當時大概就是民不聊生，痛苦指數超高，只差沒有被說是鬼島。這時候就算是崇禎皇帝高呼一聲：「十萬青年十萬肝，GG 輪班救明代！」，大概也不會一群人搶破頭去熬夜做科學研究來救國家的經濟。不過那個年代的中國科學也不是完全沒有新發現，十七世紀初，有個人叫做宋應星。俗話說：「萬般皆下品，唯有讀書高」，從唐代以來，中國最夯的全民運動就是考科舉。而這位宋應星宋先生就是一位專業考生，第一次就通過了鄉試，當時通過率才不到百分之一，差不多就是考上建中的難度。只可惜好景不常，接下來應星他陸續考了十五年的會試都名落孫山。（古代科舉考試，分為：鄉試、會試、殿試三級考試）

話雖如此，十五年之間赴京趕考的過程中，視野也寬闊了許多，後來被聘為縣學教師。任教期間他有感而發：「這些權貴跟書呆子，吃米不知道米怎麼來，會穿絲綢衣服卻不會養蠶，五告逼哀！」。於是他開始動筆記錄下關於耕作、養殖、冶煉、製造……等等生產技術，並將這些記錄整理成書，書名由巧奪天工與開物成務各取二字，即為：《天工開物》。這本書被後世稱為技術的百科全書，許多技術至今仍被使用。雖由技術的角度出發，但像是人工養蠶或種植作物時，可以靠人為的技巧來控制遺傳變因，或是冶煉金屬時排除雜質與氣體等等；都使得當時的生物學、力學、熱學、化學等等科學有了較系統化的解釋。

此外，他也經常做一些科學的實驗。在《論氣》一書中曾記載，「人一息不食氣則不生，魚一息不食水則死」，意指人需要呼吸空氣，而魚離開水則死。並且經由實驗發現，魚即使活在水中，若水不與空氣接觸，則同樣無法存活。此外，陸地上的生物即使在空氣中，若是在不通風的密閉空間依然會死，其稱之為「氣死」，由此可知動物都需要空氣中的某一種特定的氣。當然我們現在都知道，這就是氧氣，而沒有氧氣就會窒息，但在當時那個年代，這樣的理論是十分新穎的，甚至領先了西方世界數十年。

這樣聽起來，東方的天才們其實不輸西方，那究竟是什麼造成如此大的差異呢？在東方，我們經常會問「我學／研究這個有什麼用？」這是一種十分務實的研究態度，但也正因這務實，使得這些技術無法舉一反三，終究沒辦法跨出單一領域的應用，成為一個很完整的學門。把時間拉到近代，證明電磁波存在的赫茲曾在課堂上被學生問到：「電磁波傳送有什麼用途？」，而赫茲聳了聳肩回答：「一點用也沒有。」但在百年後的現在，手機、WiFi、微波爐、eTag 通通都需要用到電磁波。其實有時候我們學習或研究，沒有辦法應用未必就是徒勞無功，只是我們還沒遇到需要用到這些知識的時候，亦或是它只是讓我們完整一個知識拼圖的其中一塊。即使最後真的用不上，但那些對於知識的渴望以及求知的過程，也會是最美的徒勞無功。

本文轉載自LIS線上教學平台。

悠遊卡公司為了一張波多野結衣的悠遊卡就弄得灰頭土臉，新聞爆出那幾天，臉書動態充滿波多野結衣文，想不認識這位日本 AV 女優還真難，想必當時一定有啥政商醜聞要掩蓋吧。

以下文字相當不清新，小正太、小蘿莉請在父母陪同下閱讀。

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食色性也，誰沒看過 A 片呢？每個正常的男人電腦都在所謂的 D 槽和 E 槽，乃至 F、G、H 槽（編出的字母就像 AV 女優的罩杯一樣愈來愈大），放著一堆名字和裡頭的檔案完全不符的資料夾。

雖然我中學在東南亞一個保守的小城鎮唸，還是經驗過對性很好奇，可惜民風實在太保守，連生物學上人類生殖器官，有同學問了很無害的問題，就被班導警告了。性教育也不是我們這些放牛班能上的，我們只好想像沒上過的性教育，是男女老師當場示範……

為了滿足好奇心，偷偷摸摸在學校偷看寫真集，同學一旦發現老爸私藏的三級片錄影帶（現在很多讀者應該從來不知 VHS 錄影帶的模樣，更甭提聽過統計顯示播放器快轉功能有七成是用在看色情片的），大家就舉家……哦不……呼朋引伴趁同學爸媽出差時偷偷潛入去看，出發前只差沒齋戒沐浴。那些年，我們一起看的三級片，和現在時下流行的日本 AV 相比，口味簡直就是太清淡了。

當我們這些東南亞來的僑生到了台灣這個開放的社會，簡直就是嘆為觀止，當年台大有些宿舍的交誼廳深夜還公開播A片。不否認，在性教育較保守的亞洲社會，我們對性的瞭解，在破處前，大多是從 A 片而來的，只是面對到現實，才發現怎麼往往和 A 片裡不太一樣。很多宅男也擔心，A 片看太多會導致不舉嗎？還好《臉紅心跳的好色醫學 2》用科學研究來說明，讓許多 D 槽滿滿的宅男鬆了口氣吧。

為了解答眾多朋友很想問又不知該不該問的問題，小志志與白映俞這對醫師夫婦，繼 2014 年推出《臉紅心跳的好色醫學：從 G 點、隆乳、自慰到同性戀，醫生這樣談性》，他們再接再厲為大家的性福加油，再度推出《臉紅心跳的好色醫學 2：潮吹、春藥與按摩棒，專業醫師的性愛解析》，小志志與白映俞翻遍醫療研究、古代典籍、民間傳說，專業地從醫學角度剖析那些令人好奇誤解、又不敢公然啟齒的羞羞疑問。讀了《臉紅心跳的好色醫學 2》才知道，我們還真甭羞羞啊，我們的老祖宗不分中外，都為了性愛所作過各種可歌可泣的努力（請參見〈你不可不知的好色醫學〉）。

如副標所示，《臉紅心跳的好色醫學 2》解釋了「潮吹」的液體是從哪裡來。AV 中女優示範的一種特技「潮吹」，我想大部分讀者都知道是啥，不需再多加解釋。除了 AV 女優會表演，台日軍方也演示過。2012 年 9 月 25 日，為了宣示主權與漁權的目的，台日雙方的官方艦艇在釣魚台（尖閣）海域進行互相噴水，史稱「潮吹之戰」！

讀了《臉紅心跳的好色醫學》和《臉紅心跳的好色醫學 2》 引用的古文，看來古人口味並不清淡啊，一堆對性事的描述讓人看了真是臉紅心跳。不過想想也很合理，我們畢竟全都是好色之徒的後代啊，在沒有成熟避孕法的千百年來，不熟衷享受性事者，基因早就被淘汰了。

在性笑話中，大小是常見的題材，男人之間最愛開的低級玩笑，就是嘲笑朋友的雞雞太小，女人要羞辱色狼，最有效的也是鎮定地嘲笑他們那麼小也敢出來丟人現眼吧？於是，古今中外男性為了追求更久更大更猛，發明了哪些奇招？《臉紅心跳的好色醫學 2》於是就探討了乳房和小雞雞的大小，還有包皮割不割、陰毛刮不刮等等。令人嘖嘖稱奇是，連迷信古人連乳房、陰莖、陰毛、腋毛等都不放過，居然還能用來作體相算命！

人類是個非常獨特的物種，人類沒有發情期，一年四季都能發情，也能發卡。女人排卵時，甭說旁人，連她們自己都不見得一定能料到，所以才會有不少男人栽在所謂的安全期上，含淚為尿布和奶粉錢做牛做馬後半輩子。很多動物的交配都是在光天化日下進行的，被人和同類看到也不羞羞。

可是人類嘛，甭說公然啪啪啪，有些人連提到都感到十分羞羞。據說就是因為人類男女是躲起來偷偷嘿咻，所以才不必像其他動物擔心被同伴破壞或天敵殘害而草草了事，所以才提得到所謂的「持久」，千古以來，還在這問題上作研究。可是真的是愈持久愈好嗎？且看《臉紅心跳的好色醫學 2》來解答。

《臉紅心跳的好色醫學 2》探討的大問題，還有通往女人心的路，是陰道嗎？腎虧損身，精盡人亡？吃鞭補鞭，睪丸可以回春？男人也有更年期？男人老了膀胱就無力？男人可以懷孕嗎？月經是靈丹妙藥？引刀自宮，武林至尊？《臉紅心跳的好色醫學 2》每篇末更有有趣的性學小知識。如公共廁所的馬桶會不會傳染性病？費洛蒙香水真的能增加性吸引力？陰蒂與尿道口的距離如何決定女性高潮的難易度？還有健身房內的某種器材，竟然會令使用者達到高潮？多做運動果然有益身心健康啊～

有趣的是，經過《臉紅心跳的好色醫學 2》 的調教，才曉得原來「按摩棒」的發明，原本是為了治療歇斯底里的醫療器材，真是失敬了！還想知道那些疑問的答案嗎？別再羞羞了，讓《臉紅心跳的好色醫學》和《臉紅心跳的好色醫學 2》令你邁向真正的「性」福生活吧！

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】，並同步刊登於The Sky of Gene。

延伸閱讀：

• 潮吹的液體是什麼？——《好色醫學2》