汽水喝太多是會出事的！

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！

• 文／政佑：目前就讀清華大學生命科學系，是個喜歡自然生態、熱愛分享所學的 20 歲青年。

不久前，我看到電視播出金曲獎最佳新人 ØZI 的廣告歌「血脈」其中的歌詞「基因裡好戰的染色體」，霎時一驚。

正在閱讀這篇文章的各位，你有發現我驚嚇的原因嗎？先別急著解答，在這之前，我們先把這句話的關鍵字找出來，一起從頭認識它們。

關鍵字一：染色體

1879 年德國科學家佛萊明首次發現，細胞分裂時會出現一些易被染色的絲狀物，也就是我們所知的「染色質」。

染色質由 DNA 及蛋白質組成。是由四種去氧核醣核苷酸組成（dATP、dTTP、dGTP、dCTP）的雙股螺旋物質 DNA，每間隔一段距離便會纏繞在蛋白質上，形成核小體，乘載組成我們身體藍圖的遺傳資訊。

染色質存在於真核生物（譬如各位）的細胞核中，細胞分裂時， 疏鬆的染色質會集結纏繞成棒狀的「染色體」。

人類有 23 對染色體，其中有 22 對體染色體，1 對性染色體，身體中每個細胞（除了精子跟卵子）內的染色體都一樣，只是基因表現的形式不同，才會讓各部位器官發育成不同的樣子，也讓每個人都長得獨一無二。

關鍵字二：基因

1865 年，遺傳學之父孟德爾發現遺傳因子會控制生物體的表現形式，這個遺傳因子正是所謂的「基因」。

基因是遺傳的基本單位，是一段特定的核苷酸序列（例如 DNA），包含內含子及外顯子。外顯子包含的即是有功能的部分，而內含子則是在形成蛋白質過程中，會被切除丟棄的部分。

在一對染色體中相對位置上的基因，就像並排的兩列火車，A 火車第三節車廂與 B 火車第三節車廂位置是一樣的，他們之間的關係也是決定基因表現的原因之一。這兩個基因便是大家聽過「等位基因」。它們造成的結果一如生物課本上大家都看過的例子：只考慮遺傳因素的情況下，若紅花是顯性基因，白花是隱性基因，且這個性狀是半顯性遺傳，那同時有顯性跟隱性基因的植物就會開出粉紅色的花。

講到這邊，大家還記得前面有說過染色體組成成分是 DNA 與蛋白質嗎？

也就是說，染色體搭載著基因，基因是「包含在染色體裡面的」，所以不是「基因裡的染色體」，而是「染色體裡的基因」才對喔！

關鍵字三：好戰

因為基因搭載了遺傳的基本資訊，在生物實驗中，有時為了確定某段基因和想知道的表現形式間的關係，會透過切除此段基因，來看生物體在實驗中是否和未切除時的原始性狀相異。

那麼，真的有基因會使人好戰嗎？

2015 年 GENEOLINE 報導中提到，芬蘭研究者在分析犯罪者基因後發現，單胺氧化酶（MAOA）基因、鈣黏蛋白（CDH13）基因與暴力行為可能有關聯。2013 年科學人雜誌《人格病態由腦觀之》中提及 MAOA 基因若產生變異，會導致個體代謝多巴胺（dopamine）、血清素（serotonin）和腎上腺素（epinephrine）能力下降，這三種物質皆屬生物胺（Biogenic Amines），為衍生自胺基酸的神經傳導物質，在神經訊息傳遞上扮演舉足輕重的角色，當它們的代謝能力受影響，會使人的攻擊性提高。

但這不代表一切暴力行為都是基因惹的禍。基因只是造成暴力傾向其中一項因素。

生活裡有很多容易被搞混、曲解的生物名詞，平常大家可能不會意識到，但被發現、糾正時，真是尷尬到天邊……。如果你還是生物領域的學生，把染色體和基因的關係搞混可是會被崩潰的老師用分數爆擊的啊！！！

若大家都能注意到生活中不合理的地方，時時有著追求真確的意識，這個社會一定會有更多的理解、包容，也能減少更多因誤解而產生的衝突。

最後補充一點：拜託 ØZI 的粉絲不要追殺我啊！

1. 國家實驗研究院生物知識庫詞條〈內含子和外顯子（Intron & Exon）〉
2. 蓴瓈的生物教學筆記〈什麼是基因？〉
3. 生物小講堂公鴿 YouTube 頻道
4. GENE OLINE〈解讀與生俱來的暴力基因〉
5. 〈人格病態由腦觀之〉，2013 年 131 期 1 月號，科學人雜誌

「兇手一定是因為常常玩暴力電玩才會犯下這種罪行！」

「應該要禁止小孩玩暴力電玩！」

自從電玩成為青少年與年輕成人最主要的娛樂活動之一後，每當特定類型的案件發生，類似言論就會出現在人群中，例如校園槍擊案、隨機殺人案等等。「暴力電玩會增加玩家在現實世界的攻擊行為、會促使玩家變得暴戾、會提升犯罪率、會使玩家道德淪喪、對暴力無感…」這些貌似合理的說法，目前到底有幾分研究證據支持呢？

兩篇研究結論完全相反

暴力電玩的前身可說是含有暴力內容的電視或電影。80 年代，大人在擔心的事情是，給兒童看含有打架、血腥、殺戮的影片會不會對兒童有不良影響，或甚至引起他們的模仿。90 年代，電玩漸漸普遍，才開始出現零星的暴力電玩相關研究。第一篇回顧暴力電玩研究的後設分析（meta-analysis）期刊論文出現在2001年 [1]，文章結論是暴力電玩確實會讓玩家的攻擊性行為（aggressive behaviour）增加、警醒度（arousal）提升、改變玩家認知中關於「侵略」一詞的概念（aggressive cognition）、以及幫助他人（prosocial behaviour）的意願降低。這篇文章無疑地為「暴力電玩有害」這一論點背書。但是，同年的另一篇後設分析研究的結論是，就算長期玩暴力電玩，也幾乎沒有增加侵略性 [2]。

所以，兩篇文章的結論相反？那到底結論什麼？其實在過去十幾年來，研究者也很想要回答這個問題，所以陸陸續續都有新的實驗結果出爐。但是直到今天，這個問題依然爭議性十足，原因是研究者們持續發現不一致甚至相衝突的結果……

研究上的重大瑕疵

2007 年，美國學者 Ferguson 大膽指出，過去多數暴力電玩有關研究都存在重大瑕疵，包括：缺乏較可信的「侵略性」或「侵略行為」的測量指標、除了暴力與否之外的其他遊戲變項沒有控制好（像是遊戲速度、競爭激烈程度、遊戲難度、畫面複雜度……）等等。Ferguson 在當年也收集了他認為較為可靠的研究加以進行後設分析，結果指出暴力電玩並不會增加玩家的侵略性 [3]。

有少數研究者認為 Ferguson 的批評缺乏立場。但是，真的是這樣嗎？

一般而言，研究裡面所指的暴力電玩包括：格鬥遊戲（例如 Street Fighter）、第一人稱射擊遊戲（例如 Doom），或甚至鼓勵玩家犯罪的俠盜獵車手（GTA）。至於非暴力電玩則有立體彈珠檯、Mini golf 或是解謎之類的益智遊戲。從這邊就能看出來，暴力電玩跟非暴力電玩的差別，不僅止於「暴力」與否。暴力電玩除了比非暴力電玩多出「暴力」這項元素外，暴力電玩似乎也比較刺激、節奏比較快速、遊戲畫面比較複雜、競爭比較激烈。這就是 Ferguson 所抨擊的要點之一。到底有多少實驗真的有把這些變項控制好？過去研究所觀察到的現象，真的是「暴力」這個因素造成的嗎？或者是因為暴力電玩剛好比較緊張刺激？或是因為需要贏得比較激烈的競賽所以才讓人變得具侵略性？或是其它原因？

雖然並不是所有的研究者都同意 Ferguson 的指控，但在他提出這些批評後，不少研究者在設計實驗時已經開始特別小心控制這些變項。

那麼，我們可以從改良過的新近研究，得到最後的結論了嗎？

可惜，事情並不如你我所想像的那麼單純。2009 年至 2015 年間所發表的後設分析研究，仍然沒有在某些爭議點上得到共識，包括攻擊性行為是否會增加 [4, 5]、侵略的認知概念是否會改變 [4–7]、同理心是否會降低 [4, 5]、幫助他人的意願是否會降低 [4–7]、學業成績是否會退步 [6] 等等。

除了電玩是否暴力，還有什麼什麼其他因素？

值得注意的是，近兩三年來，開始出現一類跟以往不同的研究。這類研究不再侷限於比較暴力電玩與非暴力電玩，而是把重點放在遊戲當中可能會影響玩家侵略性或造成其他行為改變的各項因素。以下試列舉幾項研究者試圖操控的因子：

競爭或合作

遊戲當中激烈的競爭會不會對玩家的侵略性有所影響？有研究指出，不論遊戲內容暴力與否，只要遊戲當中需要競爭，玩家的侵略性就會上升；反之，需要與夥伴合作的遊戲便會使侵略性降低 [8, 9]。

遊戲難度

不論暴力電玩或非暴力電玩，玩家認為遊戲難度高時，玩家本身的克制能力就會變得比較差[10]；相反地，玩家覺得自己能夠勝任時，侵略性顯得較低 [11]。不過也有研究發現遊戲難度並不會影響侵略性[12]。

人格特質

玩家人格本身的侵略性特質不一樣，受影響的方式也有所不同[13]。

遊戲畫面擬真度

遊戲畫面逼真的暴力電玩真的會產生比較大的效果嗎 [14]？

角色扮演種類

在暴力電玩中扮演罪犯會比扮演英雄引起更強的侵略性 [15]、在遊戲中扮演男性角色比扮演女性角色會使得玩家的侵略性更為提升 [16]，扮演不同人種的角色也會有不同的影響 [17]。

總結來說，「暴力電玩究竟會對玩家造成什麼影響」這個議題其實還算是相對年輕的議題，沒有結論也不意外。只是，除了爭辯「暴力電玩是否有害」這道是非題外，遊戲當中「暴力」以外的因素是不是也不容忽略呢？

參考文獻

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• [2]    J. L. Sherry, “The effects of violent video games on aggression: A meta-analysis.,” Hum. Commun. Res., Jul. 2001.
• [3]    C. J. Ferguson, “Evidence for publication bias in video game violence effects literature: A meta-analytic review,” Aggress. Violent Behav., vol. 12, no. 4, pp. 470–482, Jul. 2007.
• [4]    C. A. Anderson, A. Shibuya, N. Ihori, E. L. Swing, B. J. Bushman, A. Sakamoto, H. R. Rothstein, and M. Saleem, “Violent Video Game Effects on Aggression, Empathy, and Prosocial Behavior in Eastern and Western Countries: A Meta-Analytic Review,” Psychol. Bull., vol. 136, no. 2, pp. 151–173, 2010.
• [5]    G. Hall, S. Hamby, and L. Hedges, “In keeping with the American Psychological Association’s (APA) mission to advance the development, communication, and application of psychological knowledge to benefit society, the Task Force on Violent Media was formed to review the 2005 APA Resolution on Violence in Video Games and Interactive Media and the related literature. The goal of the task force was to ensure that APA’s resolution on the topic continues to be informed by the best science.”
• [6]    C. J. Ferguson, “Do Angry Birds Make for Angry Children? A Meta-Analysis of Video Game Influences on Children’s and Adolescents’ Aggression, Mental Health, Prosocial Behavior, and Academic Performance,” Perspect. Psychol. Sci., vol. 10, no. 5, pp. 646–666, 2015.
• [7]    T. Greitemeyer and D. O. Mügge, “Video Games Do Affect Social Outcomes A Meta-Analytic Review of the Effects of Violent and Prosocial Video Game Play,” Pers. Soc. Psychol. Bull., p. 146167213520459, Jan. 2014.
• [8]    S. Eden and Y. Eshet-Alkalai, “The Effect of Digital Games and Game Strategies on Young Adolescents’ Aggression,” J. Educ. Comput. Res., vol. 50, no. 4, pp. 449–466, Jun. 2014.
• [9]    J. A. Velez, T. Greitemeyer, J. L. Whitaker, D. R. Ewoldsen, and B. J. Bushman, “Violent Video Games and Reciprocity The Attenuating Effects of Cooperative Game Play on Subsequent Aggression,” Commun. Res., p. 93650214552519, Sep. 2014.
• [10]  C. R. Engelhardt, J. Hilgard, and B. D. Bartholow, “Acute exposure to difficult (but not violent) video games dysregulates cognitive control,” Comput. Hum. Behav., vol. 45, pp. 85–92, Apr. 2015.
• [11]  A. K. Przybylski, R. M. Ryan, and C. S. Rigby, “The Motivating Role of Violence in Video Games,” Pers. Soc. Psychol. Bull., vol. 35, no. 2, pp. 243–259, Feb. 2009.
• [12]  J. Kneer, M. Elson, and F. Knapp, “Fight fire with rainbows: The effects of displayed violence, difficulty, and performance in digital games on affect, aggression, and physiological arousal,” Comput. Hum. Behav., vol. 54, pp. 142–148, Jan. 2016.
• [13]  Y. Jung, N. Park, and K. M. Lee, “Effects of Trait Hostility, Mapping Interface, and Character Identification on Aggressive Thoughts and Overall Game Experience After Playing a Violent Video Game,” Cyberpsychology Behav. Soc. Netw., vol. 18, no. 12, pp. 711–717, Dec. 2015.
• [14]  Zendle D, Cairns P, and Kudenko D, “Higher graphical fidelity decreases players’ access to aggressive concepts in violent video games,” presented at the CHI PLAY 2015 – Proceedings of the 2015 Annual Symposium on Computer-Human Interaction in Play.
• [15]  J. D. Sauer, A. Drummond, and N. Nova, “Violent video games: The effects of narrative context and reward structure on in-game and postgame aggression.,” J. Exp. Psychol. Appl., vol. 21, no. 3, p. 205, Sep. 2015.
• [16]  G. S. Yang, L. R. Huesmann, and B. J. Bushman, “Effects of playing a violent video game as male versus female avatar on subsequent aggression in male and female players,” Aggress. Behav., vol. 40, no. 6, pp. 537–541, Dec. 2014.
• [17]  G. S. Yang, B. Gibson, A. K. Lueke, L. R. Huesmann, and B. J. Bushman, “Effects of Avatar Race in Violent Video Games on Racial Attitudes and Aggression,” Soc. Psychol. Personal. Sci., p. 1948550614528008, Mar. 2014.