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殭屍危機爆發,躲哪最安全?

陸子鈞
・2015/04/06 ・1184字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

credit: CC by PlayStation Europe@flickr
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從影集《陰屍路》(The Walking Dead)到電玩《最後生還者》(The Last of Us),主角都是在美國,而且當殭屍危機爆發後都往鄉下逃。但是到底要往哪邊的鄉下逃,才能逃過一劫?研究指出,如果你在美國,洛磯山脈北部或許是不錯的選擇。

在電影、電玩或其他虛構的作品中,殭屍(Zombie,或譯為喪屍、活死人)的傳染途徑是帶原者舐咬健康的人,使健康的人染上病原體(註)成為殭屍。美國康乃爾大學(Cornell University)的一位理論物理碩士生阿勒米( Alex Alemi),利用不同尺度的傳染病學擴散模型,預測當美國爆發殭屍危機時疫情會如何擴散?哪個區域會最晚遭受感染?他說:「你要記得的忠告是,當疫情爆發,你該盡可能遠離人群。」

在預測模擬中有3億多人口,所有「人」依照染病程度分成四級:健康的人、染病的人、變成殭屍、死亡的殭屍;殭屍會移動、會感染健康的人,且健康的人也會殺死殭屍,控制疫情,這些行為被設定為隨機發生。

殭屍雖然也是人與人近距離傳染,但和感冒病毒不同,一旦染病,患者很快地就失去意識,也就無法透過交通工具傳播(你沒看過染病的殭屍還會乖乖搭地鐵站著拉拉環吧?),而且疫情在城市裡擴散很快,大眾運輸系統短時間內就會關閉。阿勒米提到,當疫情在紐約市爆發,一下就全數感染,但光是要擴及近郊紐約上州(upstate New York)就需要花上至少一個月。在這項模擬研究中,團隊還導入了「動態」擴散,因為殭屍疫情在人口稀疏的區域擴散速度還會減緩(因為要咬到下一個人的機會變小了),更不用說是偏僻又難以行走的山區。

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此外,並不是每一種殭屍的行動能力都一樣,像是《末日Z戰》(World War Z)還有《28週毀滅倒數:全球封閉》(28 Weeks Later)中的殭屍就會跑,行動敏捷。美國軍方在一份訓練手冊中就將殭屍的種類分成8種,殭屍不同的行動能力,在疫情模擬中就需要不同的參數。

模擬的結果顯示,最危險的區域在洛杉磯與舊金山之間,因為那裡位在兩大城市中間;而城市又是主要的疫情擴散來源。若不考慮補給或者其他措施,最安全-或者說最後才「淪陷」-的地點是在洛磯山脈北部,因為那裡很難到達。

現在看起來這項研究只是在搞笑,但是研究結果能讓既有的疫情模擬更加多元,而且也說不準哪天真的爆發殭屍危機,早點做好預防與準備總是防疫的第一道防線。

註:

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參考資料:

研究報告:

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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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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未知死,焉知生?從南美館《亞洲的地獄與幽魂》爭議看信仰的存在危機
異吐司想Toasty Thoughts_96
・2022/07/16 ・2810字 ・閱讀時間約 5 分鐘

6 月初,台南市美術館宣佈了《亞洲的地獄與幽魂》特展,透過策展人朱利安.盧梭(Julien Rousseau)的佈置與靜態敘事,展現亞洲文化在西方觀點中的樣貌。對台灣人來說,這些文化元素已形成厚實的同溫層,如經典港片《暫時停止呼吸》(港名《殭屍先生》)系列,以及 2013 年的致敬翻拍《殭屍》,是好幾代人共同的回憶。

正因為熟悉,《亞洲的地獄與幽魂》提供的新觀點才如此有趣,提供重新詮釋經典的機會。

台南市美術館宣佈了《亞洲的地獄與幽魂》特展。圖/台南市美術館

然而,意料之外地,這展覽因為其探討的生死議題起了爭議。最一開始,是零星的偏激基督教徒在南美館臉書貼文下批判展覽,在與路見不平的民眾爭論未果後,有地方教會發公開聲明,指稱「仇敵透過這展覽,污穢國土,玷污人民,我們國家的罪惡越犯越大,無知愚昧,深深得罪神」,把討論熱度推上高峰。

但如果用心理學的角度去剖析,會發現南美館的《亞洲的地獄與幽魂》展並不是爭議起火點。保守教會對異教文化的排斥,才是癥結所在。

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那些跨越生死界線的神蹟

綜觀歷史,世界各時期的主流宗教多少都有「死而復生」或性質類似的神話與神蹟傳世,甚至有信仰便是以「重生」為核心思想,建立極具代表性的習俗與社會規範(Adamek, 2007; Mettinger, 2001)。這些典範,都為我們描述了人類從古至今不曾變過的恐懼之一:死亡。

有趣的是,一些心理學研究指出,人類或許不是真的害怕「死亡」,而是面對生命消逝時感受到的無力感與未知感(Carleton, 2016; Reuman, Jacoby, Fabricant, Herring,& Abramowitz, 2015)。如同我們不一定是真的怕「黑」,而是排斥可能雌伏在其中的未知威脅,進而對這個載體連帶產生負面情緒。

若要消除這份根深蒂固的焦慮感,宗教必須提出一個縝密的答案,讓信眾得以想像死後的世界,以及「自己該做什麼」,消除未知引發的威脅。

世界各時期的主流宗教多少都有「死而復生」,或性質類似的神話與神蹟傳世。圖/Pixabay

而作為上述答案的佐證,證明神有掌控生死能力的「神蹟」必不可少。不只是復活凡人,神靈自己也得具備死後復生的能力,實現生生不息的「永生」(immortality)(Mettinger, 2001),標示人神之間無法跨越的分界。在重視神靈超然地位的信仰中,這份操控生命的權能可說是「神」的象徵,任何侵犯此領域的人都將被視為背棄神的異端。

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時至今日,仍能看到宗教團體以「只有神能創造生命」為反論,抵制複製動物、人造生命等研究,便可一窺生死議題在宗教信仰中的重要性。

當神不是唯一

延續上段的論述,你可能已經發現潛在的衝突了。既然死者蘇生(武藤遊戲:發動魔法卡!)(註:高橋老師一路好走QQ)是唯一真神才能發動的技能,那我們該如何看待同樣有此能力的異教神靈?

武藤遊戲:發動魔法卡!圖/IMDb

這個問題不只影響「神」的唯一性,還會破壞宗教團體執行教義的正當性。要知道,信眾服從教典的原動力,是神靈(或其代行者)承諾的獎勵,包括在另一個世界的美好想像,以及藉由懲罰非我族類衍生的優越感。這些紅利激勵信眾自發的順從,甚至導致競爭心理,試圖證明自己才是最虔誠的那位。

雖然民眾對信仰是心靈層面的寄託,但宗教法人大多得仰賴信徒的奉獻維持運作,勢必得確保自己是信眾的「唯一」。翻開人類歷史,以「異教」名義施行的迫害多如牛毛,且並不限於單一地域或文化,而是具有驚人的跨文化一致性。

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那為什麼宗教團體,特別是一神教信仰,對於所謂的「異教」會有這麼強烈的反彈?因為當信眾意識到這世界有不只一位真神(或是有真神之外的超然存在),教會就失去箝制力,雙方的關係將出現不可逆的翻轉。

說得功利一些,過去封閉的信仰體制中,信徒是執行教義的人,以服從換取未來可能的信仰紅利。然而一旦信眾有複數選擇——例如藉由網路認識世界後,其思考模式便會從「受僱者」轉變成「消費者」,開始為了自身利益比較信仰的優劣,不再受物理環境的主流信仰箝制(McClure, 2017)。

這點在具有世界第二高宗教多元性的台灣更加明顯,從小生活在多元信仰的環境中,讓我們很早開始接觸不同宗教,家庭「信仰傳承」的結構也在網路出現後加速鬆動,新世代根據需求選擇信仰已是相當平常的事。但這份「自由」,對保守教會不一定是件好事。

隨著外界思想越發開放,保守派勢必得想辦法因應潮流,不然招募不到新血還是小事,失去原有成員才是最慘的結果。

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新世代根據需求,自由選擇信仰已是相當平常的事。圖/Pexels

有些教會選擇與時俱進,理解年輕人的需求,鬆開教義對他們的捆綁;重視傳統價值的教會則走上另一個極端,採取更加偏激的手段,把所有與自家教義相悖的論述與現象打上「邪靈」、「邪神」、「魔鬼」等標籤,拉高內部成員接觸外界資訊的成本。

兩種策略沒有孰優孰劣,只是讓我們看見各家教會心中不同的優先順序。信仰價值被淘汰不代表教義本身有誤,只是它不適合當前人類社會的主流價值觀,若哪天我們迎來另一波思想浪潮,信仰世界又會有新的動盪。

回歸到「人」身上的信仰危機

信仰是基於「人」而生的心理現象。我們崇拜超越人理解範疇的存在,依賴祂(們)作為「答案」來撫平內心對未知的恐懼。換言之,信仰就跟料理一樣,是要帶給人們幸福的,但這份純粹的善,很容易在人性影響下染上不美好的色彩。

這次南美館的爭議,其實可以視為保守教會危機意識與防衛機轉的展現。神的本質和善可親,但以使者自居、對教會奉獻自我的人,卻有可能在得失心與焦慮等負面情緒驅使下,做出有違本心的傷人之舉。

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我們不需要認同這些行為,卻可以理解他們的動機,作為前車之鑒自我警惕。

姚瑞中〈地獄空〉,展於南美館《亞洲的地獄與幽魂》。圖/台南市美術館

參考文獻

Adamek, W. L. (2007). The Mystique of Transmission: On an Early Chan History and Its Context. Columbia University Press.

Carleton, R. N. (2016). Fear of the unknown: One fear to rule them all?. Journal of anxiety disorders41, 5-21.

McClure, P. K. (2017). Tinkering with technology and religion in the digital age: The effects of Internet use on religious belief, behavior, and belonging. Journal for the Scientific Study of Religion56(3), 481-497.

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Mettinger, T. N. (2001). The riddle of resurrection: Dying and rising gods in the ancient Near East. Coniectanea Biblica. Old Testament series, (50).

Reuman, L., Jacoby, R. J., Fabricant, L. E., Herring, B., & Abramowitz, J. S. (2015). Uncertainty as an anxiety cue at high and low levels of threat. Journal of behavior therapy and experimental psychiatry47, 111-119.

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異吐司想Toasty Thoughts_96
29 篇文章 ・ 132 位粉絲
最初是想用心理學剖析日常事物,一方面「一吐思想」,另一方面借用吐司百變百搭的形象,讓心理學成為無處不在的有趣事物。基於本人雜食屬性,最後什麼都寫、什麼都分享。歡迎至臉書搜尋「異吐司想」。

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殭屍危機爆發,躲哪最安全?
陸子鈞
・2015/04/06 ・1184字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

credit: CC by PlayStation Europe@flickr
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從影集《陰屍路》(The Walking Dead)到電玩《最後生還者》(The Last of Us),主角都是在美國,而且當殭屍危機爆發後都往鄉下逃。但是到底要往哪邊的鄉下逃,才能逃過一劫?研究指出,如果你在美國,洛磯山脈北部或許是不錯的選擇。

在電影、電玩或其他虛構的作品中,殭屍(Zombie,或譯為喪屍、活死人)的傳染途徑是帶原者舐咬健康的人,使健康的人染上病原體(註)成為殭屍。美國康乃爾大學(Cornell University)的一位理論物理碩士生阿勒米( Alex Alemi),利用不同尺度的傳染病學擴散模型,預測當美國爆發殭屍危機時疫情會如何擴散?哪個區域會最晚遭受感染?他說:「你要記得的忠告是,當疫情爆發,你該盡可能遠離人群。」

在預測模擬中有3億多人口,所有「人」依照染病程度分成四級:健康的人、染病的人、變成殭屍、死亡的殭屍;殭屍會移動、會感染健康的人,且健康的人也會殺死殭屍,控制疫情,這些行為被設定為隨機發生。

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殭屍雖然也是人與人近距離傳染,但和感冒病毒不同,一旦染病,患者很快地就失去意識,也就無法透過交通工具傳播(你沒看過染病的殭屍還會乖乖搭地鐵站著拉拉環吧?),而且疫情在城市裡擴散很快,大眾運輸系統短時間內就會關閉。阿勒米提到,當疫情在紐約市爆發,一下就全數感染,但光是要擴及近郊紐約上州(upstate New York)就需要花上至少一個月。在這項模擬研究中,團隊還導入了「動態」擴散,因為殭屍疫情在人口稀疏的區域擴散速度還會減緩(因為要咬到下一個人的機會變小了),更不用說是偏僻又難以行走的山區。

此外,並不是每一種殭屍的行動能力都一樣,像是《末日Z戰》(World War Z)還有《28週毀滅倒數:全球封閉》(28 Weeks Later)中的殭屍就會跑,行動敏捷。美國軍方在一份訓練手冊中就將殭屍的種類分成8種,殭屍不同的行動能力,在疫情模擬中就需要不同的參數。

模擬的結果顯示,最危險的區域在洛杉磯與舊金山之間,因為那裡位在兩大城市中間;而城市又是主要的疫情擴散來源。若不考慮補給或者其他措施,最安全-或者說最後才「淪陷」-的地點是在洛磯山脈北部,因為那裡很難到達。

現在看起來這項研究只是在搞笑,但是研究結果能讓既有的疫情模擬更加多元,而且也說不準哪天真的爆發殭屍危機,早點做好預防與準備總是防疫的第一道防線。

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貓主子會傳播新冠病毒給我嗎?目前無證據但提高警覺
科技大觀園_96
・2022/02/03 ・3199字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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新冠病毒全球確診病例超過數百萬人,令有些人擔心家中寵物會不會傳染病毒給自己。(圖/fatcat11繪)
新冠病毒全球確診病例超過數百萬人,令有些人擔心家中寵物會不會傳染病毒給自己。(圖/fatcat11 繪)

 寵物會不會感染新冠肺炎?甚至成為傳播源?

COVID-19(新冠肺炎)風暴席捲全球,隨著香港漁農自然護理署今年 3 月從女富商周巧兒飼養的博美狗血液中檢測出新冠病毒抗體,成為全球「人傳狗」確診首例後,陸續傳出貓狗被飼主傳染案例,美國紐約布朗克斯動物園飼養的馬來亞虎也被驗出新冠病毒,中國科學院武漢病毒研究所研究員石正麗更研究發現,武漢貓群 14.7% 曾感染新冠病毒,懷疑是跟新冠肺炎患者密切接觸才被感染。

世界衛生組織(WHO)、世界動物衛生組織(OIE)、世界小動物協會(WSAVA)與我國行政院農委會在新冠病毒(SARS-CoV-2)出現跨物種傳播確診案例後,接連發表聲明強調尚無證據顯示新冠病毒可能透過犬貓傳播。但貓狗是人類最親蜜的伴侶動物,大家還是會擔心毛小孩萬一被飼主傳染後,再把病毒傳染給其他人,成為人畜共通傳染病,跨物種傳播導致疫情加速擴散。

新型冠狀病毒傳播途徑示意圖。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)
新型冠狀病毒傳播途徑示意圖。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)

目前僅偶發性感染,寵物傳播病毒機率低  

「這有點像思想的超前部署!」臺灣大學獸醫學系副教授陳慧文說,科學家接受所有可能性,但有幾分證據、說幾分話,有些病毒確實很容易跨物種傳播,例如狂犬病毒可以感染所有溫血動物;而新冠病毒全球確診病例超過數百萬人,最主要還是人際之間的傳播,即使有研究證實貓會被新冠病毒感染,但它在貓身上並沒有適應得很好,顯示目前僅是偶發性感染,大家可以稍微放心。 

新冠病毒在寵物身上感染的例子是偶發性的,病毒量少、抗體量低,大部分沒有症狀。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)
新冠病毒在寵物身上感染的例子是偶發性的,病毒量少、抗體量低,大部分沒有症狀。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)

中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所研究員陳化蘭團隊為了釐清除人類之外,禽畜與貓狗等伴侶動物是否會被新冠毒感染,甚至成為疫情傳播者,利用貓、狗、雪貂、豬和雞、鴨做實驗,研究成果發表在《SCIENCE》期刊。豬狗雞鴨完全不會被感染,而常被用做病毒感染實驗動物的貂,毫無意外地全部淪陷。

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但陳慧文說,「貓是我們的伴侶動物,而非實驗動物,大家更關心牠會不會被感染、散播病毒。」

在易感程度方面,陳化蘭團隊研究發現,7 隻亞成貓與 7 隻幼貓被強迫從鼻腔吸進高濃度病毒後,全部遭新冠病毒感染,並出現不同程度的臨床症狀。而在傳播能力方面,研究團隊將亞成貓與幼貓中,各 3 隻「染毒」的貓與另外 3 隻正常的貓 1 對 1 配對分組,同組的 2 隻貓在不同飼養籠比鄰而居。3 天後,亞成貓與幼貓皆僅有 1 隻被「鄰居」感染新冠肺炎。

實驗結果顯示,豬狗雞鴨完全不會感染新冠病毒,貓則是易於感染,但是再度散播出去的機率很低。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)
實驗結果顯示,豬狗雞鴨完全不會感染新冠病毒,貓則是易於感染,但是再度散播出去的機率很低。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製) 

陳慧文解釋,把 2 隻貓放這麼近,就是要觀察貓是否會透過呼吸道飛沫傳播病毒?結果機率非常低!被感染的貓體內病毒量和抗體量也很低,沒有出現明顯病徵。這個結論很重要,貓確實對新冠病毒有感受性,但病毒要複製足夠的病毒再散播出去的機率很低。既然「二手傳播」機率都這麼低,在自然環境下要把病毒回傳給人的可能性就更低。陳慧文強調,病毒與受體結合進入宿主細胞,必須利用細胞當工廠完整複製核酸跟蛋白質,成功組裝出病毒顆粒,再釋放出去感染其他細胞,過五關斬六將方能散播出去。若無法在細胞裡面複製完成生活史,表示病毒沒有辦法適應這個宿主,「進得來、出不去」。就現有科學證據而言,貓狗絕對不是新冠病毒傳播者。

密切觀察病毒變化,提高警覺

但目前的科學證據不支持,卻不見得永遠不會發生。陳慧文表示,新冠病毒透過棘狀蛋白(spike protein)與人類細胞受體 ACE2(第二型血管收縮素轉換酶)結合來入侵人體,問題是所有哺乳動物都有 ACE2,也有研究分析人跟貂、蝙蝠、貓和狗的 ACE2 非常像,新冠病毒可以在人群大量散播,大家當然會擔心它可能藉由 ACE2 感染狗貓傳播疫情,「我相信會有越來越多的科學家關注這個議題。」

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從科學研究的觀點,陳慧文雖不排除任何可能性,卻也說美國確診病例超過百萬人,到現在還是不建議做寵物普篩,並再三強調沒有證據顯示寵物會傳播病毒。然而考量疫情嚴重,美國疾病管制暨預防中心也公布寵物篩檢評估準則,讓民眾清楚了解家裡寵物在什麼情況下要做篩檢,例如跟新冠肺炎確診者或疑似患者同住的動物,出現咳嗽或肺炎等呼吸道症狀時,就可考慮請獸醫師幫忙篩檢。

在此同時,美國獸醫協會(AVMA)則提醒所有獸醫師應該審慎診斷,不要碰到有呼吸道症狀的貓狗,就覺得牠是新冠肺炎。貓狗病徵跟人類很像,但寄生蟲和鏈球菌,甚至慢性過敏都會引發毛小孩肺炎,建議獸醫師依照原有診斷方式,按部就班排除各種病因,並了解飼主是否為新冠肺炎確診者或疑似病患再做評斷。

陳慧文以美國為例,重申目前並沒有證據顯示貓狗會傳播新冠病毒,「臺灣更不需要過度擔心!但是我們要保持警覺,蒐集國內外最新疫情資訊,隨時做好準備。」貓狗是人類的同伴動物,也是這個地球的居民,「我們也希望了解更多這個病毒對牠們的可能威脅性,這也是我們目前要密集追蹤的方向!」

不過度接觸或不當食用野生動物,阻絕冠狀病毒

在 2003 年起相繼出現 SARS、MERS 和 SARS-CoV-2,對人類造成致命性危害之前,雖然已有 4 種冠狀病毒會感染人類,卻都僅止於傷風感冒,症狀輕微,幾天之後自然痊癒。但對其他動物,冠狀病毒可說是橫行多年,天上飛的,水裡游的;哺乳類、非哺乳類、脊椎動物、非脊椎動物,都有自己的冠狀病毒,豬狗雞貓牛等家畜禽已有預防疫苗。

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冠狀病毒分成四型,可感染人類的病毒分布在第一型和第二型。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)
冠狀病毒分成四型,可感染人類的病毒分布在第一型和第二型。(圖 / 臺大獸醫系陳慧文研究團隊製)

「全世界的每隻雞都打過冠狀病毒疫苗,不管肉雞、蛋雞,還是種雞。」陳慧文透露,冠狀病毒歷史就是從雞開始,1937 年,科學家首次發現冠狀病毒就是在雞身上,隨後又在豬身上發現,人類到很晚才被發現也會感染冠狀病毒。科學家在數十年前就開發出動物疫苗,但每個疫苗都需要時間發展,以高致命性的貓冠狀病毒為例,雖然已有疫苗,效果卻很有爭議,到現在仍未普遍施打。

至於新冠病毒是否會為了適應貓的身體環境而逐漸突變,陳慧文認為還要持續觀察。根據減毒疫苗的設計原理,新冠病毒若真的完全適應貓的身體環境,住在牠身上,再回過頭感染人類,毒性可能會減弱,對人類反而相對安全。

臺灣大學獸醫系副教授陳慧文(圖/李宗祐攝)
臺灣大學獸醫系副教授陳慧文(圖/李宗祐攝)

但值得深思的是,在人類以外的世界,冠狀病毒一直在那裡,非常「精彩」地生活在不同動物身上,卻與人類井水不犯河水,「只要我們不過度接觸牠們,甚至不當食用牠們,野生動物身上有什麼病毒,根本不干我們的事。」

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殭屍危機爆發,躲哪最安全?
陸子鈞
・2015/04/06 ・1184字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

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credit: CC by PlayStation Europe@flickr
credit: CC by PlayStation Europe@flickr

從影集《陰屍路》(The Walking Dead)到電玩《最後生還者》(The Last of Us),主角都是在美國,而且當殭屍危機爆發後都往鄉下逃。但是到底要往哪邊的鄉下逃,才能逃過一劫?研究指出,如果你在美國,洛磯山脈北部或許是不錯的選擇。

在電影、電玩或其他虛構的作品中,殭屍(Zombie,或譯為喪屍、活死人)的傳染途徑是帶原者舐咬健康的人,使健康的人染上病原體(註)成為殭屍。美國康乃爾大學(Cornell University)的一位理論物理碩士生阿勒米( Alex Alemi),利用不同尺度的傳染病學擴散模型,預測當美國爆發殭屍危機時疫情會如何擴散?哪個區域會最晚遭受感染?他說:「你要記得的忠告是,當疫情爆發,你該盡可能遠離人群。」

在預測模擬中有3億多人口,所有「人」依照染病程度分成四級:健康的人、染病的人、變成殭屍、死亡的殭屍;殭屍會移動、會感染健康的人,且健康的人也會殺死殭屍,控制疫情,這些行為被設定為隨機發生。

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殭屍雖然也是人與人近距離傳染,但和感冒病毒不同,一旦染病,患者很快地就失去意識,也就無法透過交通工具傳播(你沒看過染病的殭屍還會乖乖搭地鐵站著拉拉環吧?),而且疫情在城市裡擴散很快,大眾運輸系統短時間內就會關閉。阿勒米提到,當疫情在紐約市爆發,一下就全數感染,但光是要擴及近郊紐約上州(upstate New York)就需要花上至少一個月。在這項模擬研究中,團隊還導入了「動態」擴散,因為殭屍疫情在人口稀疏的區域擴散速度還會減緩(因為要咬到下一個人的機會變小了),更不用說是偏僻又難以行走的山區。

此外,並不是每一種殭屍的行動能力都一樣,像是《末日Z戰》(World War Z)還有《28週毀滅倒數:全球封閉》(28 Weeks Later)中的殭屍就會跑,行動敏捷。美國軍方在一份訓練手冊中就將殭屍的種類分成8種,殭屍不同的行動能力,在疫情模擬中就需要不同的參數。

模擬的結果顯示,最危險的區域在洛杉磯與舊金山之間,因為那裡位在兩大城市中間;而城市又是主要的疫情擴散來源。若不考慮補給或者其他措施,最安全-或者說最後才「淪陷」-的地點是在洛磯山脈北部,因為那裡很難到達。

現在看起來這項研究只是在搞笑,但是研究結果能讓既有的疫情模擬更加多元,而且也說不準哪天真的爆發殭屍危機,早點做好預防與準備總是防疫的第一道防線。

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註:

參考資料:

研究報告:

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。