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嚴重瀕臨滅絕的新訪客:白鶴

林大利_96
・2014/12/14 ・2505字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

2014年12月10日,民眾於彭佳嶼發現一隻黃白相間的大鳥,經詢問之後,竟然是臺灣新紀錄種「白鶴」的亞成鳥。三日後,這隻白鶴離開彭佳嶼,飛抵臺灣本島,連續兩天假日吸引兩百餘位鳥友到訪觀賞拍攝。然而,這隻首次到訪臺灣的小客人,牠的族群正處於嚴重瀕臨滅絕的險境。希望在臺灣停留的這段期間,能夠獲得友善的對待,平安地結束遷徙旅程,回到北方的繁殖地。

2014年臺灣的新紀錄鳥種【白鶴】幼鳥。(林大利 攝影)

全世界鶴科(Gruidae)鳥類目前一共有15種,白鶴(Siberian Crane, Leucogeranus leucogeranus)是最為瀕臨滅絕的一種。除了黑色的嘴喙、紅色的顏面、粉紅色的雙腳,以及展開翅膀時才看的到的黑色初級飛羽,其餘全身皆披覆雪白色的羽毛,因此也被稱為西伯利亞白鶴(Siberian White Crane)和雪鶴(Snow Crane)。白鶴雄鳥和雌鳥的外形相同,幼鳥的羽色則主要為黃褐色和白色。

白鶴成鳥(photo by BS Thurner Hof@wikipedia commons, Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported)

白鶴的族群主要分為東部和西部兩個區域:東部族群分布於俄羅斯東部的雅庫特(Yakutia),位於亞納河(Yana River)與阿拉澤亞河(Alazeya River)之間,冬季時遷徙到鄱陽湖度冬;西部族群則分布於俄羅斯西部靠近烏拉山的庫諾瓦特河(Kunovat River),冬季時遷徙到裏海南部及印度的Bharatpur度冬。白鶴的遷徙距離長達5,000公里,是所有鶴科鳥類中最遠的。2012年十月時,東部族群估計計有3,639隻 [1],西部族群的數量則非常稀少,一度認為已經滅絕。Kanai 等人(1996)以衛星發報器追蹤一隻白鶴的遷徙過程,發現牠在裏海北部的伏爾加三角洲(Volga Delta)停留了兩個星期(三月28日至四月12日),最後於五月1日抵達庫諾瓦特河的繁殖地,因而認為伏爾加三角洲是重要的遷徙中繼站 [2]。然而,2012年在伏爾加三角洲卻僅目擊兩隻個體 [3]。

白鶴分為東部和西部兩大族群,99%屬於東部族群。黃色為繁殖地,綠色的遷徙中繼站,藍色為度冬地。(林大利 繪製)

目前白鶴在國際自然保護聯盟瀕危物種紅皮書(The IUCN Red List of Threatened Species)的保育等級列為「嚴重瀕臨滅絕(critically endangered, CR)」,臺灣的「保育類野生動物名錄」則列為第一級「瀕臨絕種野生動物」。白鶴99%的族群屬於東部族群,然而,其度冬地目前卻因長江三峽大壩工程、湖泊淤積等及農業開發等問題,導致其棲地嚴重流失。

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1993年,亞塞拜然、印度、伊朗、哈薩克、巴基斯坦、土庫曼、烏茲別克、中國、俄羅斯、蒙古及阿富汗共11個國家簽訂「白鶴保育合作瞭解備忘錄(The Memorandum of Understanding (MoU) Concerning Conservation Measures for the Siberian Crane)」,共同執行白鶴的族群監測及保育工作。由國際鶴類保育基金會(International Crane Foundation)及遷徙性野生動物保育公約(Convention on the Conservation of Migratory Species of Wild Animals)等組織共同定期發布白鶴的監測報告「Siberian Crane Flyway News」

初次到訪臺灣的白鶴(廖俊傑 攝影,承蒙同意使用,萬分感謝)

位於俄羅斯的Oka鶴類復育中心(Oka Crane Breeding Center)則負責白鶴的移地保育(ex-situ conservation)工作,包括人工配育、繫放及野放追蹤等等。飼養期間,工作人員會裝扮成白鶴的成鳥餵食幼鳥,以避免產生印痕(imprintng);亦運用簡單的飛行器為白鶴執行飛行訓練。至2014年1月共收容29隻白鶴,包括15隻雄鳥及14隻雌鳥 [4]。

白鶴不僅極度瀕臨滅絕,且受到亞洲各國的密切關注。首次在臺灣記錄到如此珍貴的鳥類,固然值得高興,也彰顯我國濕地在保育上的重要功能。在觀賞與拍攝白鶴之餘,也別忘了與這隻尚未成年的白鶴保持適當的距離,避免對牠造成干擾及傷害。這是臺灣的鳥類觀察者第一次與白鶴在臺灣接觸,我們都對牠相當陌生,難以預估牠會停留多久。無論如何,都應盡公民應有的保育責任,讓這位嬌客能夠平安度過冬天,順利返回北方繁殖。

題外話

有位中文博士鳥友認為黃鶴樓的【黃鶴】其實應該是白鶴的幼鳥,我檢查了所有的鶴科鳥類,白鶴的幼鳥最黃,黃鶴樓也位在白鶴的主要度冬地,除非看到的是黃頭鷺…..

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白鶴吸引眾多鳥友到場觀察拍攝,務必與鳥類保持適當距離,避免對其造成干擾。(林大利 攝影)

注意

白鶴屬於農業委員會公告之第一級保育類野生動物,依據「野生動物保育法」第18條及第42條,騷擾及虐待保育類野生動物屬於違法行為。除切勿以身試法之外,若撞見為發行為,亦請勇於向地方主管機關檢舉。

  • 內政部營建署森林暨自然保育警察隊:02-23512968
  • 新北市政府農業局:(02)29603456

第 18 條 保育類野生動物應予保育,不得騷擾、虐待、獵捕、宰殺或為其他利用。但有下列情形之一,不在此限:

一、族群量逾越環境容許量者。

二、基於學術研究或教育目的,經中央主管機關許可者。

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前項第一款保育類野生動物之利用,應先經地方主管機關許可;其可利用之種類、地點、範圍及利用數量、期間與方式,由中央主管機關公告之。前二項申請之程序、費用及其他有關事項,由中央主管機關定之。

第 42 條 有下列情形之一,處一年以下有期徒刑、拘役或科或併科新臺幣六萬元以上三十萬元以下罰金;其因而致野生動物死亡者,處二年以下有期徒刑、拘役或科或併科新臺幣十萬元以上五十萬元以下罰金:

一、未具第十八條第一項第一款之條件,騷擾、虐待保育類野生動物者。

二、違反第十八條第一項第二款規定,未經中央主管機關許可,騷擾、虐待保育類野生動物者。

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於劃定之野生動物保護區內,犯前項之罪者,加重其刑至三分之一。

引用文獻

  1. Jiang Hongxing. 2013. Migratory Siberian Cranes at Momoge National Nature Reserve, Northeast China, in 2012. Siberian Crane Flyway News 12: p10.
  2. Kanai, Yutaka; Nagendran, Meenakshi; Ueta, Mutsuyuki; Markin, Yuri; Rinne, Juhani; Sorokin, Alexander G.; Higuchi, Hiroyoshi; Archibald, George W. (2002). “Discovery of breeding grounds of a Siberian Crane Grus leucogeranus flock that winters in Iran, via satellite telemetry”. Bird Conservation International 12 (4): 327–333.
  3. Rusanov, G., Kashin, A., Litvinova, N., Mitrophanov, S. and Taranov, Y. 2013. Siberian Crane Sightings in the Volga Delta, Russia, in 2011 and 2012. Siberian Crane Flyway News 12: p7.
  4. Tatiana Kashentseva. 2014. Crane Propagation in Oka Crane Breeding Center, Russia, in 2013.  Siberian Crane Flyway News 12: p14.

延伸閱讀

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文章難易度
林大利_96
19 篇文章 ・ 8 位粉絲
來自森林系,目前於特有生物研究保育中心服務。興趣廣泛,主要研究小鳥、森林和野生動物的棲地。出門一定要帶書、對著地圖發呆很久、算清楚自己看過幾種鳥。是個龜毛的讀者,認為龜毛是一種科學寫作的美德。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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!

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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)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

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?

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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。

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。/圖片來源:shutterstock

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。

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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。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

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)。

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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!

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