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以「人」為本的科技-智慧車載聯網系統

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/03/28 ・2182字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 537 ・八年級
相關標籤: 運輸系統 (1)

文\王昱夫

下班時刻,結束一天疲倦、剛走出公司的我,拖著步伐緩緩走向公車站牌,五分鐘,五分鐘,再五分鐘,今天好像等了特別久,我的焦躁和怒氣隨著等待逐漸升溫(雖然今天的天氣頗冷),為什麼這些大眾交通工具的排班不能夠再更人性化一點呢?總是照著僵化的時刻表,遇上交通打結時刻卻又無法變通?常常,一部公車不是擠滿了人,就是空空如也,無視人的需求,固執地執行著任務。

過去100多年來,汽車產業發展,由強調動力,到電子制控,都是從「車」的觀點在面對消費者,卻時常忽略了「人」才是使用者的重要事實。資策會智通所開發的「智慧車載聯網系統」便因應此問題而生,以「需求反應式運輸系統」及「行車診斷」兩大功能,將車輛建構成智慧型的互動場域,試圖從使用者的角度出發,使車輛去幫助「人」解決問題!

資策會何副執行長與我們介紹智慧車載系統的理念和技術。
資策會何副執行長與我們介紹智慧車載系統的理念和技術。

資策會的智慧車載聯網系統主要分為兩部分:

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  1. 需求反應式運輸系統:

搭乘公車或是客運之類大眾交通工具最常遇到的問題,就是班次不彈性,無法在第一時間因應某地搭車人數調整班次時間,這種情形在一些比較偏鄉地區或者大型工業區內部的接駁車更是常見。需求反應式運輸系統便是針對這樣的問題提出的解決之道,這套系統可以收集並依據乘車人員的動態需求,經由電腦優化計算後進行自動化派車服務。

乘客可以事先下載app或透過網路平台預約車輛,該需求資訊會被上傳至雲端主機,運用多參數優化演算法進行排程(優化的參數包含「等車時間」、「乘車人數」、「地點」、「循環路徑」⋯⋯等等,其目標可以由派車公司配合其策略進行設定),依據排程結果電腦便可自動化派車,達到優化目標。舉例來說:我今天在下班前先用app預約乘車,我的預約、地點、時間即上傳至電腦與其他人的乘車資訊一起計算,系統若是以優化等待時間為最大目標,便會統整各預約資訊,找出最恰當的派車路線和派車時間,將結果發送給派車業者進行派車,達到讓每個等車人的等待時間最小化目標。

這項技術目前已經被運用到台中市工業區的「藍光一號」公車,在工業區內的接駁車以「總等車時間」為優化目標,提供區內乘客最有效率的運輸服務。另外,新北市的復康巴士,也應用此技術成為全國第一個使用e化智慧排班系統的城市,在成果上,需求反應式運輸系統讓整體復康巴士的「共乘率」優化了近50%,有效提高了復康巴士的使用效率,增加新北市共10萬名以上身障業者搭乘復康巴士的機會。

從使用者的角度出發,需求反應式運輸系統提供了更即時、更因應「人」需求的服務;從業者的角度來看,這項技術也讓派車變得更有效率,節省了不必要的成本、能源浪費(若是一班車的共乘率低,自然提高成本),對雙方都是極有利的!

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  1. 行車診斷應用:

與需求反應式運輸系統相比,行車診斷是從另一種角度去試圖滿足駕駛人的需求。當我們在開車時,車體本身的各類資訊,如引擎轉速、引擎溫度、胎壓⋯⋯等等,除了少數會顯示於儀表板上外,有很多細節其實是被隱藏起來的(其實過多資訊對一般駕駛人而言也無法分析,不如藏起來不要干擾駕駛)。

行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。
行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。

行車診斷應用技術建立了一套雲端車況的大數據資料庫,在車輛發動期間,系統會自動上傳車體資料給雲端,並且比對資料庫中的故障訊息(內建超過3000種以上情形),進行車況診斷(對不同廠牌不同年份的車款都有建檔進行分析),如此一來,便可透過顯示器告訴駕駛人,車子哪裡目前可能出現了故障,即使在沒有故障的時候,也可以由電腦針對駕駛人習慣提出建議,改善車體不良的運轉狀況。

行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。
行車診斷系統不只診斷車況,還可以偵測路況,並利用雲端通知其他車輛。

想像一下,今天可能開車開到一半突然拋錨了,行車診斷系統就會根據剛剛上傳的車體資料進行分析,再回饋給駕駛人,告訴我們是哪部分出了問題,以及該如何修理,若無法直些修理,系統也會自動化通知車廠,方便進行維修事前準備;或者另一種情況,駕駛者太常急踩油門又急煞車,導致耗油量異常快速,行車診斷應用系統也會在過程中提醒駕駛人,避免對車體造成更大的負擔。

另外,除了分析車況,整個監控系統還包括了對路況的偵測與警告,當前方有異常路況發生,系統便會將警告資訊上傳雲端,同步通知該路線上的後方車輛,對預防車禍發生將是很大的幫助。

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智慧車載系統研發團隊。
智慧車載系統研發團隊。

「我們就是希望車輛的設計可以更與ICT產業做結合,提高對『人』的需求的重視啊!」開發團隊告訴我們。工業革命、資訊革命兩者的結合,或許正是落實在智慧車載聯網系統之上,在未來,我們與車將擁有更加密切的關係,如同夥伴,與我們一起成長,適應環境,並不是人去配合車子,而是車子來體現人的需求,一切回歸至人的需求面上,讓開車這件事,變得智慧變得不一樣。

導航影音資訊可同步至手機。
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更多資訊請參考解密科技寶藏

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文章難易度
創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
81 篇文章 ・ 3 位粉絲
由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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LDL-C 正常仍中風?揭開心血管疾病的隱形殺手 L5
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/06/20 ・3659字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文與 美商德州博藝社科技 HEART 合作,泛科學企劃執行。

提到台灣令人焦慮的交通,多數人會想到都市裡的壅塞車潮,但真正致命的「塞車」,其實正悄悄發生在我們體內的動脈之中。

這場無聲的危機,主角是被稱為「壞膽固醇」的低密度脂蛋白( Low-Density Lipoprotein,簡稱 LDL )。它原本是血液中運送膽固醇的貨車角色,但當 LDL 顆粒數量失控,卻會開始在血管壁上「違規堆積」,讓「生命幹道」的血管日益狹窄,進而引發心肌梗塞或腦中風等嚴重後果。

科學家們還發現一個令人困惑的現象:即使 LDL 數值「看起來很漂亮」,心血管疾病卻依然找上門來!這究竟是怎麼一回事?沿用數十年的健康標準是否早已不敷使用?

膽固醇的「好壞」之分:一場體內的攻防戰

膽固醇是否越少越好?答案是否定的。事實上,我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種:高密度脂蛋白(High-Density Lipoprotein,簡稱 HDL)和低密度脂蛋白( LDL )。

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想像一下您的血管是一條高速公路。HDL 就像是「清潔車隊」,負責將壞膽固醇( LDL )運來的多餘油脂垃圾清走。而 LDL 則像是在血管裡亂丟垃圾的「破壞者」。如果您的 HDL 清潔車隊數量太少,清不過來,垃圾便會堆積如山,最終導致血管堵塞,甚至引發心臟病或中風。

我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種:高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)/ 圖片來源:shutterstock

因此,過去數十年來,醫生建議男性 HDL 數值至少應達到 40 mg/dL,女性則需更高,達到 50 mg/dL( mg/dL 是健檢報告上的標準單位,代表每 100 毫升血液中膽固醇的毫克數)。女性的標準較嚴格,是因為更年期後]pacg心血管保護力會大幅下降,需要更多的「清道夫」來維持血管健康。

相對地,LDL 則建議控制在 130 mg/dL 以下,以減緩垃圾堆積的速度。總膽固醇的理想數值則應控制在 200 mg/dL 以內。這些看似枯燥的數字,實則反映了體內一場血管清潔隊與垃圾山之間的攻防戰。

那麼,為何同為脂蛋白,HDL 被稱為「好」的,而 LDL 卻是「壞」的呢?這並非簡單的貼標籤。我們吃下肚或肝臟製造的脂肪,會透過血液運送到全身,這些在血液中流動的脂肪即為「血脂」,主要成分包含三酸甘油酯和膽固醇。三酸甘油酯是身體儲存能量的重要形式,而膽固醇更是細胞膜、荷爾蒙、維生素D和膽汁不可或缺的原料。

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這些血脂對身體運作至關重要,本身並非有害物質。然而,由於脂質是油溶性的,無法直接在血液裡自由流動。因此,在血管或淋巴管裡,脂質需要跟「載脂蛋白」這種特殊的蛋白質結合,變成可以親近水的「脂蛋白」,才能順利在全身循環運輸。

肝臟是生產這些「運輸用蛋白質」的主要工廠,製造出多種蛋白質來運載脂肪。其中,低密度脂蛋白載運大量膽固醇,將其精準送往各組織器官。這也是為什麼低密度脂蛋白膽固醇的縮寫是 LDL-C (全稱是 Low-Density Lipoprotein Cholesterol )。

當血液中 LDL-C 過高時,部分 LDL 可能會被「氧化」變質。這些變質或過量的 LDL 容易在血管壁上引發一連串發炎反應,最終形成粥狀硬化斑塊,導致血管阻塞。因此,LDL-C 被冠上「壞膽固醇」的稱號,因為它與心腦血管疾病的風險密切相關。

高密度脂蛋白(HDL) 則恰好相反。其組成近半為蛋白質,膽固醇比例較少,因此有許多「空位」可供載運。HDL-C 就像血管裡的「清道夫」,負責清除血管壁上多餘的膽固醇,並將其運回肝臟代謝處理。正因為如此,HDL-C 被視為「好膽固醇」。

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為何同為脂蛋白,HDL 被稱為「好」的,而 LDL 卻是「壞」的呢?這並非簡單的貼標籤。/ 圖片來源:shutterstock

過去數十年來,醫學界主流觀點認為 LDL-C 越低越好。許多降血脂藥物,如史他汀類(Statins)以及近年發展的 PCSK9 抑制劑,其主要目標皆是降低血液中的 LDL-C 濃度。

然而,科學家們在臨床上發現,儘管許多人的 LDL-C 數值控制得很好,甚至很低,卻仍舊發生中風或心肌梗塞!難道我們對膽固醇的認知,一開始就抓錯了重點?

傳統判讀失準?LDL-C 達標仍難逃心血管危機

早在 2009 年,美國心臟協會與加州大學洛杉磯分校(UCLA)進行了一項大型的回溯性研究。研究團隊分析了 2000 年至 2006 年間,全美超過 13 萬名心臟病住院患者的數據,並記錄了他們入院時的血脂數值。

結果發現,在那些沒有心血管疾病或糖尿病史的患者中,竟有高達 72.1% 的人,其入院時的 LDL-C 數值低於當時建議的 130 mg/dL「安全標準」!即使對於已有心臟病史的患者,也有半數人的 LDL-C 數值低於 100 mg/dL。

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這項研究明確指出,依照當時的指引標準,絕大多數首次心臟病發作的患者,其 LDL-C 數值其實都在「可接受範圍」內。這意味著,單純依賴 LDL-C 數值,並無法有效預防心臟病發作。

科學家們為此感到相當棘手。傳統僅檢測 LDL-C 總量的方式,可能就像只計算路上有多少貨車,卻沒有注意到有些貨車的「駕駛行為」其實非常危險一樣,沒辦法完全揪出真正的問題根源!因此,科學家們決定進一步深入檢視這些「駕駛」,找出誰才是真正的麻煩製造者。

LDL 家族的「頭號戰犯」:L5 型低密度脂蛋白

為了精準揪出 LDL 裡,誰才是最危險的分子,科學家們投入大量心力。他們發現,LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質,其成員有大小、密度之分,甚至帶有不同的電荷,如同各式型號的貨車與脾性各異的「駕駛」。

為了精準揪出 LDL 裡,誰才是最危險的分子,科學家們投入大量心力。發現 LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質,其成員有大小、密度之分,甚至帶有不同的電荷。/ 圖片來源:shutterstock

早在 1979 年,已有科學家提出某些帶有較強「負電性」的 LDL 分子可能與動脈粥狀硬化有關。這些帶負電的 LDL 就像特別容易「黏」在血管壁上的頑固污漬。

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台灣留美科學家陳珠璜教授、楊朝諭教授及其團隊在這方面取得突破性的貢獻。他們利用一種叫做「陰離子交換層析法」的精密技術,像是用一個特殊的「電荷篩子」,依照 LDL 粒子所帶負電荷的多寡,成功將 LDL 分離成 L1 到 L5 五個主要的亞群。其中 L1 帶負電荷最少,相對溫和;而 L5 則帶有最多負電荷,電負性最強,最容易在血管中暴衝的「路怒症駕駛」。

2003 年,陳教授團隊首次從心肌梗塞患者血液中,分離並確認了 L5 的存在。他們後續多年的研究進一步證實,在急性心肌梗塞或糖尿病等高風險族群的血液中,L5 的濃度會顯著升高。

L5 的蛋白質結構很不一樣,不僅天生帶有超強負電性,還可能與其他不同的蛋白質結合,或經過「醣基化」修飾,就像在自己外面額外裝上了一些醣類分子。這些特殊的結構和性質,使 L5 成為血管中的「頭號戰犯」。

當 L5 出現時,它並非僅僅路過,而是會直接「搞破壞」:首先,L5 會直接損傷內皮細胞,讓細胞凋亡,甚至讓血管壁的通透性增加,如同在血管壁上鑿洞。接著,L5 會刺激血管壁產生發炎反應。血管壁受傷、發炎後,血液中的免疫細胞便會前來「救災」。

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然而,這些免疫細胞在吞噬過多包括 L5 在內的壞東西後,會堆積在血管壁上,逐漸形成硬化斑塊,使血管日益狹窄,這便是我們常聽到的「動脈粥狀硬化」。若這些不穩定的斑塊破裂,可能引發急性血栓,直接堵死血管!若發生在供應心臟血液的冠狀動脈,就會造成心肌梗塞;若發生在腦部血管,則會導致腦中風。

L5:心血管風險評估新指標

現在,我們已明確指出 L5 才是 LDL 家族中真正的「破壞之王」。因此,是時候調整我們對膽固醇數值的看法了。現在,除了關注 LDL-C 的「總量」,我們更應該留意血液中 L5 佔所有 LDL 的「百分比」,即 L5%。

陳珠璜教授也將這項 L5 檢測觀念,從世界知名的德州心臟中心帶回台灣,並創辦了美商德州博藝社科技(HEART)。HEART 在台灣研發出嶄新科技,並在美國、歐盟、英國、加拿大、台灣取得專利許可,日本也正在申請中,希望能讓更多台灣民眾受惠於這項更精準的檢測服務。

一般來說,如果您的 L5% 數值小於 2%,通常代表心血管風險較低。但若 L5% 大於 5%,您就屬於高風險族群,建議進一步進行影像學檢查。特別是當 L5% 大於 8% 時,務必提高警覺,這可能預示著心血管疾病即將發作,或已在悄悄進展中。

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對於已有心肌梗塞或中風病史的患者,定期監測 L5% 更是評估疾病復發風險的重要指標。此外,糖尿病、高血壓、高血脂、代謝症候群,以及長期吸菸者,L5% 檢測也能提供額外且有價值的風險評估參考。

隨著醫療科技逐步邁向「精準醫療」的時代,無論是癌症還是心血管疾病的防治,都不再只是單純依賴傳統的身高、體重等指標,而是進一步透過更精密的生物標記,例如特定的蛋白質或代謝物,來更準確地捕捉疾病發生前的徵兆。

您是否曾檢測過 L5% 數值,或是對這項新興的健康指標感到好奇呢?

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