噓——安靜遠觀，讓無尾熊明星好吃好睡

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

螃蟹一直是海鮮美食中的明星，從油炸軟殼蟹到清蒸螃蟹，餐桌上經常見到牠們的身影。有地方也習慣直接將活螃蟹丟沸水煮熟，認為這能保留最多的鮮味。過去人們認為甲殼類缺乏複雜神經結構，不會感受到痛苦，因此不必過度憂心道德問題。但近年來，越來越多研究開始挑戰此一想法，指出螃蟹與龍蝦等甲殼動物可能具備類似疼痛的神經機制。

甲殼類是否能感覺到痛？

人類長期習慣以哺乳類的神經構造作為痛覺判斷依據，由於螃蟹沒有哺乳動物那樣的大腦腦區，便被認為只憑簡單反射行動，談不上真正「痛」。然而，新興科學證據顯示包括螃蟹、龍蝦在內的甲殼類，除了可能存在被稱為「nociceptors」的神經末梢，更在行為上展現自我防禦模式。這些研究結果顯示，螃蟹對強烈刺激不僅是本能抽搐，還有可能進行風險評估或逃避策略，暗示牠們的認知或感受方式比我們想像更精緻。

關鍵證據：nociceptors 與自我保護行為

近期實驗在歐洲岸蟹（Carcinus maenas）中觀察到，當研究人員以刺針或醋等刺激手段測量神經反應，牠們顯示與痛覺反應類似的神經興奮；若只是海水或無害操作，則無此現象。此外，透過行為實驗也可看出，寄居蟹在受到電擊時，會毅然捨棄原本的殼子逃離電源，但若同時存在掠食者味道，牠們會猶豫要不要冒著風險離開殼子。這些結果使科學家認為，螃蟹並非單純反射，而可能有對於痛感的判斷。若只是「低等反射」，牠們不會考慮掠食風險等外在因素。

痛覺與保護：實驗結果引發的道德思考

以上發現已在科學界引發廣泛關注，因為餐飲業與漁業中常見「活煮」或「刺穿」處理螃蟹方式，如今看來很可能讓牠們承受相當程度的不適或疼痛。瑞士、挪威與紐西蘭等國已開始禁止活煮龍蝦或螃蟹，要求先以電擊或機械方法使其失去意識，試圖減少痛苦。英國也曾討論是否將甲殼類納入動物福利法保護範圍，最後暫時擱置，但此爭議仍在延燒。

部分學者保持保留態度，認為雖然甲殼類展現疑似痛覺的行為與神經反應，但與哺乳類相同的「主觀痛感」仍需更多研究證明。大腦與神經系統結構畢竟存在很大差異，有些反射也可能是進化而來的自衛機制，而非真正意義上的感受。然而，科學家普遍同意，既然相關證據已經累積到一定程度，毋寧先採取更謹慎與人道的處理模式，而非輕易推卸為「牠們不會痛」。

海洋生物福利：未來的規範與影響

如果螃蟹被證實擁有痛覺，將牽動更廣泛的海洋生物福利議題，包括鎖管、章魚或多種貝類也可能具有類似神經機制。人類一直以來習慣將無脊椎動物視為「低等生物」，未必給予與哺乳類相同的法律或倫理關注。但若更多實驗持續指出，牠們同樣對嚴重刺激展開避痛行為，社會或終將呼籲修訂漁業與餐飲相關法規。未來可能要求業者在捕撈與宰殺前使用電擊或麻醉，並限制活煮等方式。這勢必對漁業流程與餐廳文化造成衝擊，也引發經濟與文化折衷的爭議。

龐大的實驗數據雖已暗示螃蟹「會痛」，但確鑿的最終定論仍需更多嚴謹研究支持，包括更深入的大腦活動成像與突觸路徑分析。同時，落實到實際操作也需追問：是否存在更快、更人道的宰殺或料理方式？能否維持食材鮮度同時保障動物福利？這種思維轉變既考驗科學進程，也考驗人類對自然資源的態度。也許未來，既然我們仍會食用海產，就該以最小痛苦的方式對待那些可能感受痛苦的生物，為牠們提供基本尊重。

• 作者／林翰佐
  • 本刊總編輯，主修動物學

• Take Home Message
  • 今（2023）年3月，一隻東非狒狒突然現身桃園地區，在混亂的捕捉行動後，狒狒中彈身亡。
  • 除了讓民眾休憩，動物園更具備自然保育教育的使命。不過由於園區管理困難，動物脫逃事件比你想像得多。
  • 若是動物園的存在仍具社會意義，動物脫逃又難以避免，社會應負起責任，以更人道的方式處理這類事件。

變調的暖心劇

春暖花開的3月，臺灣上演著一齣「動物星球」般的實境連續劇：一隻來源不明的東非狒狒（Papio anubis）在桃園地區突然現蹤，在社會上引起一陣漣漪。隨著目擊者們在網路上的分享，狒狒活動的消息開始在臺灣社群蔓延，甚至有熱心的網友繪製牠行蹤路線圖供民眾參考。農政單位也利用媒體提出警告，稱狒狒屬於兇猛的靈長類生物，呼籲狒狒活動區域中的居民需要多加留意，並提供民眾遭遇狒狒時的基本指引：

遇到狒狒時手中不要有食物，避免吸引其覓食接近…務必放下食物遠離牠，以避免遭受攻擊，確保自身安全。

實際與狒狒近距離遭遇的群眾，緊張之餘似乎也帶著一點興奮之情。據目擊者稱，這隻謎之狒狒並非想像中那般窮凶惡極，不僅會主動避開人群，也具有良好的生活紀律，在進食後還會將果皮整齊地擺放後離去。整個系列新聞宛如臺灣版《狗狗猩猩大冒險》（パン＆ジェームズのおつかい大挑戦！），而狒狒屢次逃脫搜捕的劇情又有如《湯姆貓與傑利鼠》（Tom and Jerry）般的曲折，在忙碌的塵世生活中平添一些清新。

在狒狒現蹤後的第 18 天，編制混雜的搜捕隊終於發現了狒狒藏身處，一陣警匪對峙般的攻堅行動中狒狒胸部中彈身亡，一齣暖心劇最終以血腥收場。

狒狒是什麼樣的動物？

狒狒屬於猴科（Cercopithecidae），在物種分類關係上，相較於紅毛猩猩，牠與臺灣獼猴（Macaca cyclopis）的血緣更近一些。世界現生的狒狒大約可以分為五種，分布在非洲與阿拉伯半島東側的紅海之濱，大多落腳於草原、稀樹草原或灌木叢區，和大多選擇森林作為棲所的靈長目動物大相逕庭。科學家相信，狒狒因此發展出與其他靈長類動物不同的外貌，包括長得像犬科動物般突出的口鼻部、鋒利的犬齒、近距離的雙眼、厚重的皮毛、短短的尾巴等。現今學界認為的靈長類演化方向是口鼻部的扁平化，兩眼由側面調整至前方，以換取較好的立體視覺，作為森林間擺盪、穿梭時對距離有更好的掌握，狒狒的這番操作有些背道而馳。

狒狒是猴科中最為剽悍的一支，牠們生活在天敵環伺的草原及疏林，缺乏森林的保護，因此洪荒之力是生存唯一的支撐。據信早年英國探險隊在非洲初見雄性狒狒力抗花豹，相互撕咬的景象相當震驚。狒狒通常為群體生活，由一隻雄性、數隻雌性及幼體組成一個基本家庭單元，然後由數個家庭組成更為大型的「部隊」（troop）集體行動，一支部隊的總個體數約 50～250 隻，但也有更小或更大的族群。狒狒是雜食性的機會主義者，幾乎什麼都吃，破壞性極強，在當地居民的眼中應該不是什麼善類。不過在古埃及，阿拉伯狒狒（Papio hamadryas）被視為是月神托特（Thoth）的化身，有趣的是，在古埃及諸神化的動物之中（豺狼、河馬等），只有阿拉伯狒狒並不是埃及原生的物種。

所以儘管狒狒的外貌並不出眾，其實還是一種相當有故事性的物種。

動物園的社會定位

動物園幾乎是絕大多數人的童年回憶，不過很少人會認真思考它在社會中的定位。如果有一群動物需要以終生監禁為代價，以近乎全年無休的犧牲成就大眾人生中的美好，我們似乎應該負責任地為牠們找個好理由。

從歷史的角度來看，動物園的形成與馬戲團有相當深厚的影響。事實上臺北動物園據信最早就是由馬戲團演變而來。早年的動物園以提供民眾休憩、活動為主要目的，除了展示來自世界各地的奇珍異獸之外，也推出動物表演秀等節目娛樂大眾。當時代更迭，動物保護意識抬頭，動物園的本質產生相當大的轉變；設計籠舍時開始考量動物的各項生理需求，除了空間與配置，也會控制溫度與光週期，盡量讓這些住客有家的感覺。動物園的使命也從單純的休憩娛樂，轉而成為教育及保育的平臺。

現今的文明世界需不需要動物園？支持者或許認為動物園的存在仍然具備相當的自然科學教育意涵。但其實現代社會資訊發達，透過拍攝生物在原生棲地生活的影像資料，常常能提供更為正確而鮮活的認知。只是因為想看看這些動物就必須將牠們終生監禁，不知道動物們能否接受這樣的理由？

這裡想要表達的重點是，即便到了 21 世紀，動物園仍繼承著人類對動物好奇的各種欲望需求，不論是教育目的還是休憩。這些動物大使們有如漢朝蘇武持節般遠渡重洋，遭受無限期的拘留，為人類及其自身種族之間搭起一條相知的橋樑，這樣的犧牲是否應該值得我們這個社會給予更高規格的尊重？

動物脫逃事件其實比你想像的多

筆者大學時期主修動物學，並在年輕歲月時擔任臺北市立動物園義工達三年之久，對動物園的實務運作有所了解，也在服務期間聽了很多的鄉野傳奇故事。雖說都是豢養動物，但想要管好動物園，挑戰比一般農場複雜許多。

動物園管理有如電影中某國聯邦的重刑犯監所，裡面收容的「大哥角頭」各異：兇猛的、高智商的，或者兩者兼備的都有，比起農場裡那些「傻白甜」的家禽和家畜，管理難度完全不是同一級別。即便是「臺灣第一」的臺北市立動物園，動物脫逃的故事還是有如《一千零一夜》（One Thousand and One Nights）中的童話故事般豐富。「緝捕歸案」其實是這些故事裡主角最好的結局，不過依照臺北市立動物園的公開新聞訊息，動物脫逃處理 SOP 中的第一條便是取槍——麻醉槍及上膛的獵槍都要。為了避免困獸傷人，「滅口」永遠是一個選項。

動物園該負整體事件全權責任嗎？

猴命鬧上新聞了，自然要追究事件的責任。謎之狒狒最後確定為六福村動物園所有，動物園因此公開坦承疏失，並果斷地執行人事懲處。新竹縣政府農業局身為主管機關，也以「未妥善管理導致脫逃，在狒狒脫逃後又並未主動通報」的理由，依現行的《野生動物保育法》第 37 條規定，祭出罰鍰五萬元的最嚴重處罰。由於民憤難平，所以中央主管機關農委會林務局適時地提出《野生動物保育法》修正草案：「逸失保育類野生動物未通報，罰鍰自一萬至五萬元，上修為三萬至十五萬元，並由飼主負擔圍捕費用⋯⋯」。

綜觀整件事件的善後，弦外之音有著「猴子是你家跑的，簍子是你捅的，所以罰你」的傳統直線邏輯，彷彿只要猴子不跑，世界便一片靜好。如果說動物園的存在仍然具備一些社會意義，而動物脫逃也難以完全避免，這個社會是否應該負起更大的道義責任，以更為人道的方式處理這類的事件？例如由中央協助跨縣市動物園間整合野生動物獸醫資源、透過工作坊精進各種野生動物誘捕回籠的技巧、組建可以相互支援、快速部署的反應小組等。

狒狒已死。筆者希望的是更多動物保護意識的喚起，進而化為行動，讓住在臺灣的這些動物大使有更為人道的對待——不論是住在裡頭，還是基於野性呼喚偶爾的外出放風。

• 〈本文選自《科學月刊》2023 年 6 月號〉
• 科學月刊／在一個資訊不值錢的時代中，試圖緊握那知識餘溫外，也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。