兒童生長曲線的妙用

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！

「G.I.A.N.T! P.E.N.G.S.O.O!」這是最新韓劇《非常律師禹英禑》女主角禹英禑為了同樣患有自閉症的當事人，大唱 Pengsoo 之歌。就讓我們來一起認識什麼是自閉症？ 

「我叫禹英禑，正著唸、倒著唸都一樣，黑吃黑、多倫多、石榴石、文言文、鹽酸鹽、禹英禑。」《非常律師禹英禑》女主角禹英禑的自我介紹，近來讓許多觀眾深受吸引。

在今年 6 月底《非常律師禹英禑》開播後，已連續兩週穩坐影音串流平台 Netflix 非英語節目的收視冠軍。目前在台灣、韓國、印尼、馬來西亞、新加坡、泰國等國，都獲得蠻高的關注。

《非常律師禹英禑》劇情講述，患有自閉症類群障礙的菜鳥律師禹英禑（朴恩斌 飾演）在大型律師事務所的生存記。她也努力在社會和職場間打破成見，學習與人互動。

什麼是自閉症？自閉症類群障礙又是什麼？

過去大眾熟知的自閉症、亞斯伯格症等，目前在 DSM–5（《精神疾病診斷與統計手冊》第五版）中已整合成為「自閉症類群障礙」（Autism Spectrum Disorder，簡稱 ASD，又稱自閉症譜系障礙）的類別中。

自閉症類群障礙是一種由先天腦部功能受損而引起的發展障礙，多好發於兒童早期。主要臨床特徵有：情緒表達困難、社交互動障礙、語言和非語言的溝通有困難，以及會出現刻板和重複性的動作與行為。

過去在 DSM–IV-TR 中有四個診斷類別，分別為：

• 自閉症
• 亞斯伯格症
• 未分類的廣泛性發展疾患
• 兒童崩解性疾患

到了 2013 年出版的 DSM–5 中，這四個診斷類別都被整合在「自閉症類群障礙」中。

這裡提到的 DSM 是由美國精神醫學學會（American Psychiatric Association）所出版的《精神疾病診斷與統計手冊》（The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，簡稱 DSM），主要提供心理健康專業人員使用的正式診斷系統。

經歷了數次分類和修改，最終整合了「自閉症類群障礙」

DSM 最早在 1952 年出版後，中間就歷經五次的修改。從 DSM–IV-TR 到 DSM–5 對於病症、病因的診斷都有大幅度地改動。但為什麼過去在 DSM–IV-TR，將自閉症細分成四個不同診斷類別，到了 DSM–5 卻整合成「自閉症類群障礙」？

這是因為過去自閉症、亞斯伯格症、未分類的廣泛性發展疾患、兒童崩解性疾患，這些障礙症具有類似的臨床特徵和病因，只是在嚴重程度上有差異。因此，到了 DSM–5 以「自閉症類群障礙」一種類別來整合。

自閉症類群障礙會依照外顯行為、能力等嚴重程度進行評估，會有像是《非常律師禹英禑》女主角禹英禑的「亞斯伯格症」，也會有在 3 至 4 歲以前發展正常，後來出現語言、社會功能等發展和行為退化的「兒童崩解性疾患」。這也是為什麼在「自閉症類群障礙」的英文中，有 Spectrum （光譜）一詞，也說明自閉症類群障礙的多樣性。

亞斯伯格症是自閉症的亞型，最早由奧地利醫師 Hans Asperger 在 1944 年提出的。有亞斯伯格症的兒童在語言發展上，並沒有明顯遲緩現，在智商表現上也和常人一樣。他們也會想要主動與他人建立關係、互動，只是在社交技巧上較為笨拙。

另外，嚴重程度較輕、也時常和亞斯伯格症一起提到的「高功能自閉症」（High-Functioning Autism）。主要具有高功能自閉症的兒童在早期語言發展有遲緩的狀況。在言語表達、人際關係的維持上，會比亞斯伯格症更困難。

自閉症類群障礙會有哪些臨床特徵？

DSM–5 對自閉症類群障礙的診斷標準，包含在社會溝通及社會互動上有缺陷、有侷限且重覆的行為、興趣或活動模式，以及症狀會限制、干擾目前功能。（更多詳細內容，可參閱 DSM–5 ）

其中，有三個比較常見的臨床特徵，包含社交與情緒困擾、溝通缺損，以及重複的儀式化行為。

自閉症類群障礙兒童在社會互動、情緒表達上會有困難。像是，不太會主動接近他人或主動和其他小孩一起玩耍、對外界事物不感興趣、對他人的存在或環境的改變都不太容易察覺到，也比較少會分享自己興趣或情緒。

在語言和非語言的溝通上，自閉症類群障礙兒童在口語溝通表達能力、說話內容、速度等上都會有困難，也比較少出現眼神注視。像是，出現容易重複語句，沒有回答到對方問題的「鸚鵡式仿說」（echolalia），或是出現以第二或第三人稱來稱呼自己的「代名詞反轉」（pronominal reversal）的狀況。

重複的儀式化行為是自閉症類群障礙兒童明顯的臨床特徵之一。對周遭環境的擺設或特定事物，堅持照自己的一套順序排列、擺放，保持同一性。像是，用特定顏色的馬克杯喝牛奶等。如果改變物品的陳列位置有變動，他們會感到苦惱。

另外，也會有儀式化的手部動作、其他節奏性動作，像是不停搖擺身體、拍手等動作。這部分在《非常律師禹英禑》中，也可以看見。依據自閉症類群障礙兒童的嚴重程度不同，而會有不同的臨床特徵。

不論是《非常律師禹英禑》，或是其他以「自閉症類群障礙」為題材的戲劇，都讓大眾更進一步認識自閉症類群障礙的多樣性、理解他們正為生活做出的努力。

• Kring, A. M., Johnson, S. L., Davison, G. C., & Neale, J. M. (2017). Abnormal psychology. Hoboken, N.J: Wiley Custom.
• 自閉症當律師？破解《非常律師禹英禑》自閉症四大迷思｜親子天下 (parenting.com.tw) 

「不要從鞦韆上跳下來，這樣很危險啦」、「不要爬到這麼高的地方，摔下來怎麼辦？」在成長過程中，爸媽一定會這樣說。有了小孩後，不知不覺地也會對他們這樣說。但看起來有點冒險的遊戲，卻能讓兒童有更好的心理健康？

近期，英國埃克塞特大學（University of Exeter）刊登在《兒童精神病學和人類發展》（Child Psychiatry & Human Development）的研究就發現，花更多時間在冒險遊戲的兒童，出現焦慮和憂鬱的情況比較少。

這兩者間的關聯，在英國進行第一次封城時更明顯。研究團隊發現，這些花更多時間在冒險遊戲的兒童，出現以焦慮和憂鬱為特徵的「內化性問題」（internalising problems）更少。

冒險遊戲和兒童心理健康，有什麼關聯？

在這份研究中，冒險遊戲（adventurous play）主要被定義為兒童主導的遊戲。兒童們會在遊戲的過程中，體驗到興奮、刺激、恐懼和不確定性的主觀感受。像是露營過夜、滑板、溜冰，或是騎腳踏車等嘗試各種新技能。

所以這裡的冒險遊戲，指的不是電玩遊戲，爸媽別擔心。

遊戲對兒童來說，不僅是一種獎勵，更在過程中提供兒童一種與世界互動、表達自己和理解周圍世界的方式。但是，近年來兒童從事戶外遊戲的時間大幅減少外，對兒童的獨立性也有更多限制 。

但是為什麼花時間在冒險遊戲上，和兒童的心理健康狀況有關聯？

主要，過去蠻多篇理論性論文假設了冒險遊戲、兒童心理健康的關聯性。包含學者 Ellen Beate Hansen Sandseter 和 Leif Edward Ottesen Kennair 就提出，兒童有參與冒險遊戲的自然驅力（natural drive）。

他們認為這樣的演化，和「抗恐懼效果」（anti-phobic effects）有關，是有助於兒童暴露在那些本能會害怕的刺激，像是高度和水。學者 Peter Gray 理論則認為，上一代遊戲時間減少和兒童心理健康問題的增加有關。

近來，學者 Helen F. Dodd 和 Kathryn J. Lester 以兒童焦慮發展相關文獻，發展出一個概念模型。也就是說，只要在兒童時期體驗足夠的冒險遊戲，可能有助預防兒童的焦慮情況。

具體來說，他們描述「對不確定性的容忍度」、「解決問題的能力」、「焦慮敏感性」和「迴避」因素，都在引發兒童焦慮上扮演重要角色。於是，他們提出，冒險遊戲讓兒童以健康的方式，接觸不確定性、緊張和恐懼等不同生理激發的機會。因此，當兒童在面對不確定性等因素的適應力提高，未來出現焦慮的風險也就會隨之降低。

研究團隊找來 2000 多名家長進行調查

承接在以上的理論脈絡，雖然假設冒險遊戲和兒童心理健康間的關聯，尤其是焦慮症、恐懼症等內化性問題，但幾乎沒有實務上的調查。

這也是埃克塞特大學的研究團隊想知道，「冒險遊戲是否有助於培養兒童的復原力，甚至能夠預防心理健康問題」。

他們找來兩組不同樣本的父母，使用同份兒童遊戲、心理健康量表，來進行研究。包含居住在北愛爾蘭的 427 名父母，以及住在英國（英格蘭、威爾士和蘇格蘭）具有全國代表性的 1919 名父母。

在兒童遊戲量表（Children’s Play Scale）中，父母需要評估兒童在 7 個不同地點（包含在家、遊樂場、住家附近的街道、靠近水的戶外場所、有樹木、森林的「綠色空間」等），玩耍的冒險程度、頻率和時間長短等。

兒童心理健康量表則透過三種不同的量表。包含衡量內／外化性問題的「SDQ」，有情緒症狀、品行問題、注意力不集中、同伴關係問題和親社會行為的分量表。

另外，衡量兒童正負向情緒的 PANAS，主要請父母選擇最符合近幾週兒童有類似情緒的選項。和前面兩者不同的地方，Kessler-6（K6）是用來衡量父母長期的心理健康狀況，請他們回想過去一年內感受到不同情緒的頻率。

投入越多時間在冒險遊戲的兒童，體驗到焦慮、憂鬱的情緒較少

兩項研究結果都發現，在冒險遊戲投入的時間、出現內化性問題，有微小但顯著的關聯。但在行為、注意力方面困難的「外化性問題」（externalising problems）上沒有發現顯著相關性。

花更多時間在冒險遊戲上的兒童，出現內化性問題的情況也比較少。尤其，在英國第一次封城期間，花更多時間在冒險遊戲的兒童，不僅內化性問題少，也會有較多的正向情緒。而且，通常玩得更冒險的兒童比沒有玩的兒童更快樂。

研究團隊也考慮不同的人口統計變量，包括兒童性別、年齡、父母就業狀況等和父母心理健康，結果仍然一致。值得注意的是，和來自高收入家庭的兒童相比，來自低收入家庭的兒童，這個關聯性更明顯。

論文提到，為兒童提供冒險遊戲的機會，對他們的心理健康，可能產生微小但正向的影響，尤其是來自低收入家庭的兒童。而重要的是，這樣微小的影響，可能在現實生活中產生重大的影響，因為會隨著時間推移和累積。

對此，論文也解釋到，在常見的冒險遊戲上，像是童子軍、武術或露營等活動，都提供兒童體驗到各種不確定性、恐懼、興奮等感覺。但對於來自家庭收入較低的兒童來說，這樣的機會可能不太豐富。因此，冒險遊戲對這些兒童來說更重要。

主導這項研究的埃克塞特大學兒童心理學教授 Helen Dodd 提到：「我們的研究結果表明，我們或許能夠協助保護兒童的心理健康，確保他們擁有充足的冒險遊戲機會。」

她強調，遊戲是免費的、本能的，而且對兒童們有益的。更重要的是，每個人都可以進行，也不需要特殊技能。因此，不管是在保護自然空間，或是提供能夠冒險遊戲的公園上都有迫切的需求。

非營利組織 PlayBoard NI 執行長 Jacqueline O’Loughlin 說道，「這項研究，強調了冒險遊戲的重要性」。她提到，兒童和青少年需要自由度和遇到不同風險和挑戰的機會。從這項研究結果也發現，在戶外玩耍、冒險和體驗刺激活動，對兒童的心理健康和情緒健康都有積極的貢獻。

冒險遊戲有助於兒童在充滿挑戰的環境中，適應對不確定性的容忍度，也建立管理壓力所需要的復原力。她也列舉，不用花錢就能進行的冒險活動有，從鞦韆上跳下來、露營、和朋友探索樹林、游泳或划船，以及學習滑板、溜冰或腳踏車等新技能。

最後，研究都有限制。在這項研究中，資料主要仰賴父母對兒童遊戲、心理健康的報告，成為它主要的限制。無論如何，在冒險遊戲和兒童心理健康的關聯，有了實務上的發現，也期待未來有更多深入的研究。

1. Dodd, H.F., Nesbit, R.J. & FitzGibbon, L. Child’s Play: Examining the Association Between Time Spent Playing and Child Mental Health. Child Psychiatry Hum Dev (2022). https://doi.org/10.1007/s10578-022-01363-2　
2.  Dodd HF, FitzGibbon L, Watson BE, Nesbit RJ (2021) Children’s play and independent mobility in 2020: results from the British Children’s Play Survey. Int J Environ Res Public Health 18(8):4334
3.  Sandseter EBH, Kennair LEO (2011) Children’s risky play from an evolutionary perspective: The anti-phobic effects of thrilling experiences. Evol Psychol 9(2):257–284
4. Gray P (2011) The decline of play and the rise of psychopathology in children and adolescents. Am J Play 3(4):443–463
5. Dodd HF, Lester K (2021) Adventurous play as a mechanism for reducing risk for childhood anxiety: a conceptual model. Clin Child Fam Psych 24:164–81