獵豹的速度並非決勝關鍵

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！

動物的移動方式及進化

動物會使用肌肉骨骼系統來進行各種運動，有時是只動身體的一部分，有時則是移動整個身體，讓自己移往其他地方的情況。理所當然的是，動物將自己整個身體移動到其他地方，會比只有動一部分身體需要更多的能量。所以移動時會特別需要注重效率。

動物們在進化過程中獲得各種生活形態，以及適合該生活形態的移動方法。只要看看動物們的走路方式，就能理解這個進化過程。

像山椒魚等兩棲類動物，以及蜥蜴、壁虎等爬蟲類，都是從軀幹伸出四肢來撐起身體，並扭動身軀，一一藉著四肢的支點往前方移動（圖一）。扭動軀體的運動跟魚在游泳時的軀幹動作很類似。兩棲類和爬蟲類是脊椎動物進化過程中最初上陸的動物們，本來就擁有類似魚那樣扭動身軀的身體構造，要善用這種構造在陸地上運動，就演化出了這樣的走路方式吧。

後來兩棲類中有一部分軀幹變短、後肢也變得發達，那就是蛙類（圖二）。長長的後肢可以產生強大的跳躍力。說到彈跳，身體要是扭來扭去的穩定性就不好，要是身體變短，就不會扭來扭去的了。因為獲得了短身軀跟長後肢，使得蛙類可以進行大幅度跳躍。

一部分的爬蟲類（恐龍類）和哺乳類的四肢又更加發達，可以進行多樣化的運動。他們的四肢不只是變長，還跟兩棲類或蜥蜴等爬蟲類不一樣，四肢不是生長在身體兩側，而是下方。往下生長的四肢可以高高舉起軀幹，只要前後擺動四肢就能移動了。

比起移動整個身體，只有四肢動作的效率會比較好。另外，體幹如果可以不激烈動作，身體就可以比較安定，而且更容易控制。結果就能實現高速運動。另外，像鹿或是馬等擅長跑步的動物，牠們的四肢，特別是末端部分會很長（圖三）。腳變長的話，跨一步的距離也就會變長，可以跑得比較快。

本來哺乳類也不是軀幹就保持不動，而是軀幹跟四肢經常一起協調地動作，但是方向跟魚或蜥蜴的橫向運動不同，是身體往腹背方向彎曲再伸直，像是為人熟知的貓科動物跑步時的動作。例如，獵豹跑步時，身體會大大彎曲再伸直，用全身力氣來有力地跳躍並讓步伐加大，創造出陸地上最快生物才有的跑步速度。（圖四）

所有哺乳類雖有程度差別，但似乎都有像這樣身體往腹部方向屈伸的動作。前面所述的馬跟鹿等動物，雖然看起來軀幹動作沒這麼大，但脊骨還是會反覆進行彎曲再伸直的動作。只是活動程度比貓科動物少得多了。

稍微離題一下，從陸地再度回到水中的哺乳類也不例外，海豹或海狗、鯨魚等動物，游泳時的脊椎也是往腹背方向屈伸的。魚類一般是身體往兩側扭動來游泳，所以我們可以說水棲哺乳類的身體往腹背方向屈伸，是因為從腳配置在軀幹下方的哺乳類演化而來，可以說水棲哺乳類才有這樣的特性吧！

——本文摘自《鴿子為什麼要邊走邊搖頭？》，2023 年 8 月，晨星出版，未經同意請勿轉載。

• 作者／怪奇事物所｜Incrediville

編按：泛科學的好夥伴怪奇事物所出第二本書啦！這次，我們收錄了五個與動物求偶行為有關的內容，快跟著怪奇事物所一起認識這很怪但也很可愛的世界吧！

母鬣狗的〇〇比公鬣狗還要大

雄鬣狗可以說是自然界裡，最有資格靠夭男人真命苦的動物了──在牠們的母系社會中，男生豈止下賤，那個身分地位真叫連狗都不如（鬣狗在分類上與貓科動物關係更近，真的不是狗）。

鬣狗的族長皆由最能打的雌鬣狗擔任，這位最強最惡的女王，又稱「阿爾法雌性」，而且在鬣狗社會，不只女王本人高高在上，任何雌性的地位，也都比雄性還要尊貴，連最低階的雌性都能壓過最高階的雄性。

為了貫徹這種雌性浪漫，雌鬣狗甚至演化出一種很屌的武器，就是在兩腿間直接長出一條「偽陰莖」：雌鬣狗在成長時，陰蒂會不斷延伸成長條狀，最長可達18cm，看起來就跟真的一樣棒。

每次交配前，雌鬣狗都得先把假陰莖往內收（大概像穿襪子前先翻一下的那種收法），雄鬣狗才算是獲得許可，得以長驅直入，雌性也就能完全掌握交配主導權了。此外這種假陰莖，還附帶社交作用──因為勃起的陰莖，在鬣狗社會是一種軟弱的象徵，所以當低階雌性想討好上面的大人物時，也會將陰莖勃起表達自己的順從。

也因為鬣狗使用陰莖的方式如此前衛，自古以來常被誤會是同性性行為，而飽受衛道人士抨擊，雖說如今看似還了鬣狗一個公道，不過這種女生都有大○○的設定，根本比同性戀還要刺激啊？

#古人真是太缺乏想像力了

80% 的公海豹一輩子都是處男，但剩下 20% 一生會和 250 頭母海豹交配

動物的求偶競爭，其實比你想像的更慘烈更無情。所以即使扣掉螞蟻蜜蜂這些習性特殊、只有權貴階級有生育能力的社會性動物，自然界還是存在不少可撥仔終身無法脫處。

比如象鼻海豹正是一個血淋淋的例子。

研究發現，雌性象鼻海豹只收菁英，絕不接受垃圾，擇偶條件開得非常嚴格──唯有那些最精銳、最能打的雄海豹，才可獲得牠們青睞、受邀繁衍下一代。

相對的，雄海豹一旦當上菁英，從此就能縱橫情場，躋身大眾情人，被翻牌的頻率直逼歌舞伎町夜之帝王，一生約可和 250 頭雌海豹勾勾纏。

然而在所有的雄象鼻海豹中，這種豹生勝利組僅僅只占兩成，其他 80% 通通算是被選剩的孩子，等待牠們的結局，只有母胎單身一輩子。

雖然聽起來好像很可憐，但象鼻海豹約在 5 歲達到性成熟，而平均壽命其實不到 15 歲。換句話說，牠們保持處男的歲月，最多也就十年，根本連轉職魔導海豹的資格都沒有。

從這個角度看，誰比較可憐還真的不好說啊 。

公獵豹光靠喵喵叫，就能讓母豹排卵喔！

一般來說，雌性動物的排卵機制分成兩種：一種是「自發性」，會在固定時間規律排卵；一種是「誘導性」，要透過特殊刺激，特別像是交配等外力影響才會排卵。

例如公貓生殖器上長滿的倒刺，就是為了在交配時刺激母貓排卵（這超痛）。另外雖然有些人聲稱看到帥哥會大排卵，但人類女性可是道道地地的排卵靠自發，所以妳家姨媽才會每個月固定來打卡。

至於今天要說的獵豹，雖然也是一種大貓，但過去一直沒人知道牠們究竟什麼時候排卵，既沒有固定週期，也不是在交配中被喚起，難道只有感覺對了才可以？

後來終於有科學家注意到，每當公獵豹發出一種奇異的喵喵叫，周圍母豹就有很高的機會在未來幾天受孕，才進一步發現，這是因為在聽到這種愛的呼喚後，母豹體內和發情或排卵有關連的性賀爾蒙──例如動情激素、黃體素助孕酮都會立刻噴發，從而刺激母豹排卵。

像這樣靠聲控啟動的繁殖機制，在哺乳動物中可是非常非常罕見，我想，這也是少數經過科學認證的──能讓人懷孕的好聲音。

越帥的小鳥越容易被吃掉喔

帥有什麼用？帥能吃嗎？這題的答案，其實要看你是什麼動物──如果你是隻小鳥的話，長得帥，還真的會讓你更好吃！

這要說到澳洲有一種青春小鳥，叫華麗細尾鷯鶯，每當發情警報響起時，雄鷯鶯的羽毛，都會由鐵鏽灰轉成小發財藍，目的當然是用力帥他一波好吸引雌鳥青睞。

但耍帥往往是要付出代價的，因為藍色在自然界非常顯眼，所以變了色的雄鳥，就像漆黑中的螢火蟲一樣，是那麼樣的鮮明，那麼樣的出眾，連帶提高了被掠食者盯上的風險。

因此科學家發現，這些拉風的雄鳥，不但會花費更多時間警戒周遭環境，遇到任何風吹草動，都要搶先躲進龜仔坑，就算風頭過了也要拖到最後一刻才出來面對，美其名是愛惜羽毛，講難聽點就是貪生怕死。

更有趣的是，相較於安全感不夠的雄鳥，雌鳥（不會變色）心臟反而會變得更大顆，找掩護以及警戒的時間都會比求偶期前更短，顯然是看準天塌下來也有帥過頭的雄鳥頂著先。所以在求偶期間慘遭捕食的雄華麗細尾鷯鶯，也算是名副其實的把自己「帥死了」，更應證了什麼叫長得帥死得快。

所以我們也在此呼籲，謹記帥小鳥的教訓，大家一起長得醜活得久，謝謝。

其實北極熊的腳非常臭喔

科學家發現，北極熊的腳是真的很臭。

許多動物都會利用氣味傳遞訊息，像熊族大多會透過摩擦樹木，留下牠們的體味。然而北極可沒有什麼樹，在白茫茫一片真乾淨的冰天雪地，除了幾道偶然的足跡，你很難再留下什麼東西。

好在北極熊的腳丫上，長著發達的汗腺及濃密的毛髮，那個積累的臭味，就連極地的寒風都會為之顫動，不論是北極寂寥的風中雪中或你的心中，北極熊走到哪，腳臭味就能留到哪。

此外，在收集了 200 多隻北極熊的腳臭後（噁），科學家還發現，公北極熊對發情母熊的腳臭，普遍有著更明顯的反應、看起來會更加興奮，可見想得到北極熊的芳心，一定要靠腳臭。而在這之後也有研究證實，野生公熊就是靠這薰人的腳氣，找到心儀的母熊。

所以對北極熊來說，腳是真的要越臭，才越有可能找到另一半（或者說被找到），反觀人類老要擔心自己腳臭口臭狐臭放屁臭，會嚇到約會對象以後不聯絡，這看在北極熊眼裡，還真是挺奢侈的煩惱欸。