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駕馭未來:自動駕駛汽車——《知識大圖解》

知識大圖解_96
・2015/04/25 ・1395字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

自動駕駛汽車配備許多新科技,徹底顛覆用路人的交通概念。

未來時代的汽車不再需要方向盤、油門和煞車踏板,而且完全自動,不需仰賴真人駕駛。事實上,自動駕駛汽車早已上路:Volvo汽車正進行一項兩年期計畫,100輛無人車的蹤跡早已遍布瑞典哥特堡(Gothenburg)的道路。

自動駕駛汽車之所以能順利上路,端賴車上裝載的各式雷達、感測器、照相機,這些裝置持續解讀車身周遭的環境,藉以建構前方道路的狀況。雷達與感測器負責監控一切,包括與其他車輛的距離,以及腳踏車與行人的位置,面向前方的照相機則負責解讀路標與交通號誌;所有資料都會不斷傳遞到車上的電腦,使其可以在毫秒之間做出判斷,並決定適切的車速與行進軌跡。同時,先進的GPS科技則會導航,指引準確的路線。

自動駕駛汽車的原型看起來與一般汽車相差無幾。遍布車身的內建感測器會發出頻率,遇到物體便會反彈,運作原理與轎車的停車感測器差不多,讓自駕車知道自身與路緣、行人和其他車輛相距多遠。中央處理電腦與GPS系統都藏在車內,所以自動駕駛汽車的外觀與一般車輛唯一不同之處,僅有裝在車頂上的「光達」(LIDAR)。

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光達是會旋轉的照相機,可以射出雷射並利用反射光建構出立體影像,判斷車子在當下環境中的位置。從反射光蒐集到的資訊都會匯入車上主電腦,而車內乘客面前的螢幕則可以看到行進路線;另有個緊急停止按鈕,必要時可使車子立即靠邊停下。

driving future
請點擊看大圖。

雖然科技巨擘Google是研發自動駕駛科技的領頭羊,但BMW、Nissan等汽車製造商也已投注龐大資源研發專用自駕科技。這些測試車都從一般車輛改造而來,只要觸碰腳踏板或方向盤,系統便會立即將控制權交還給司機。

Google自2010年起就開始著手改造Toyota與Lexus的車款,進行自動駕駛汽車的大計,至今也行之有年了。不過,最新版的原型車堪稱曠古絕今,且因兩地往返途中絕對不會受到駕駛疲勞或酒精影響,目前已證實遠比真人駕駛安全許多。

為了進一步提升安全性,Google正著手試驗彈性擋風玻璃與發泡材質製成的前保險桿,萬一真的不幸撞到人時,這些裝置還能提供行人一些保護。目前這個計畫還在開發階段,自動駕駛汽車的時速限制也必須控制在40公里以內。

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自動駕駛的理論看似直接了當:電腦負責發出指令讓機械裝置執行。然而,這項新技術仍然有一個巨大難關須克服,那就是車行途中無法預知危險。自駕車的「訓練」其實與汽車路考前大量練習非常相似,也就是評估上路時每種可能的危險情境,將相關資料輸入車上電腦,以便採取最佳應對方式。

自動駕駛科技還面臨了其他限制。目前Google無人車還無法開上自家地圖系統尚未收錄資料的道路,因此若想要搭乘自動駕駛汽車到新開發的郊區兜兜風、物色新房,很可能阻礙重重,隨時需要手動。此外,如果路面濕滑或滿地白雪,車上的感測器就很難讀取線道標誌,使得自動駕駛更加危險。

各家車廠正嘗試改良缺陷,聘請安全駕駛員每天測試各種不同的道路狀況,同時提供改善建議。Google甚至表示,設計自動駕駛汽車原型時是以學習發展作為考量,而不是奢華,所以目前的車款皆與物質享受沾不上邊;不過,如果自駕車的發展藍圖確實可行,情況可能會大不相同,我們也很快就可以看到公路上擠滿了自動駕駛汽車,而且每位駕駛都悠閒自在地看著電影、收發電子郵件,或是閱讀《知識大圖解》了。

 

本文節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第07期(2015年4月號)

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為何傳染病可以短期內大爆發?不可不知的「傳染動力學」——《小大人的公衛素養課》

親子天下_96
・2021/10/17 ・944字 ・閱讀時間約 1 分鐘
  • 作者/陳建仁、胡妙芬
  • 繪者/Hui

不可不知的傳染動力學:感染人數呈等比級數增加

要知道怎麼對抗傳染病,首先必須了解與傳染病傳播速度密切相關的「傳染動力學」。事實上,傳染病如同謠言一般,會一傳十,十傳百的快速傳播。如果每個人只把傳染病傳給一個人,跟每個人把傳染病傳給三個人,經過十波的傳染之後,最後得病的人數會相差多少?答案是相差 59000 多倍!(差距請見下圖)

圖/親子天下

所以,如何減少感染的人數非常重要。不管是感冒了或是得到其他傳染病,趕快去看醫生、吃藥,並且在家休息不去感染別人,這樣的聰明做法不但是保護自己,也能「傳染病止於智者」,保護到其他沒有感染的人。

圖/親子天下

R0 値是什麼?

傳染病大流行期間,報導中常提到的「R0 值」就是在自然的情況下,一個人會把傳染病傳給幾個人的意思。而加入防疫行動後,數值會隨著時間改變,就稱為「Rt 值」。

比方說,一個人平均會傳給 1 個人,那麼 R0=1,代表病原體會持續存在,但不會蔓延開來。如果一個人平均傳給超過 1 個人,那麼 R0>1,代表病原體會蔓延開來成為流行病;相反的,如果一個人傳給少於 1 個人,那麼 R0<1,代表病原體將會逐漸消失。戴口罩、勤洗手、保持社交距離、生病在家隔離的目的,就是在降低傳染數。

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另外,R0 會隨著病原體突變成傳染力強的變異株而上升。譬如像 2020 年新冠肺炎一開始 R0 值約為 2.5,後來突變成 Alpha 株時 R0 值約為 4、Delta 株時 R0 值約為 6。

圖/親子天下
圖/親子天下

——本文摘自《小大人的公衛素養課:流行病學×預防醫學》,2021 年 9 月,親子天下,未經同意請勿轉載

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