我從哆啦A夢(mèng)的口袋里，掏出一輛充氣電動(dòng)車(chē)

賈浩楠 2020-05-17 13:25:25 來(lái)源：量子位

郭一璞 賈浩楠 發(fā)自 凹非寺
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

海的那一邊的霓虹國(guó)人民，承受著交通不便的困擾。

打車(chē)，隨隨便便就要人民幣上百元；

地鐵，不同公司的地鐵線路居然要出站換乘；

公交車(chē)，上車(chē)就要先掏十幾塊人民幣。

共享單車(chē)，他們沒(méi)有。

太貴了，太麻煩了，但走路是不可能走路的，必須得坐車(chē)。

那，就從叮當(dāng)貓的口袋里掏出一輛車(chē)吧。

把折疊的它打開(kāi)。

充足氣。

現(xiàn)在，就可以策馬奔騰，縱情馳騁，風(fēng)騷走位。

簡(jiǎn)直賽高。

這輛充氣電動(dòng)車(chē)叫做Poimo，來(lái)自東京大學(xué)，還以新研究入選了人機(jī)交互頂會(huì)CHI 2020。

除了充氣電動(dòng)車(chē)，他們還順手造出了充氣沙發(fā)、充氣輪椅。

“氣球”+電機(jī)

想要?jiǎng)?chuàng)造出這樣一輛充氣電動(dòng)車(chē)，首先需要的是那匹馬一樣的充氣本體。

馬身是用熱塑性聚氨酯制作的。如果仔細(xì)看，這種材料的細(xì)節(jié)是這樣的：

一條一條的結(jié)構(gòu)。

因此，和那些橡膠氣球不同，用熱塑性聚氨酯來(lái)做充氣結(jié)構(gòu)，可以定制各種各樣的外形，只要剪裁好，然后粘合在一起就行了，方便坐，方便騎，這也是能做“同款”沙發(fā)和輪椅的緣由。

而且，這種軟體結(jié)構(gòu)還有一個(gè)隱藏buff：

車(chē)頭和車(chē)身之間，不需要鉸鏈，不需要輪軸，不需要任何復(fù)雜的金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)，縫在一起就行了。

簡(jiǎn)單，原始，粗暴，還能減輕重量。

用的時(shí)候需要找一臺(tái)小型充氣泵，大約充一分多鐘，就可以充滿了。

此時(shí)它正處在最佳工作氣壓，在是40到50kPa之間。

沖完氣之后，還需要把車(chē)輪、小型輪轂電機(jī)、電池和遙控器裝上。

這里只靠充氣結(jié)構(gòu)就不夠了，需要一些焊接的金屬零件，固定所有零部件。

整臺(tái)車(chē)的重量大約7.8千克，其中充氣的部分只有2.3千克，絕大多數(shù)重量都在底下的電池電機(jī)上。

按照這個(gè)重量來(lái)看，前面圖示里的小姐姐背著它可能太沉了。不過(guò)，東京大學(xué)的研究者表示這只是一臺(tái)原型機(jī)，如果能投入量產(chǎn)，可以用更輕的設(shè)計(jì)。

馬車(chē)怎么騎？

為了保證各位騎得開(kāi)心舒服，首先要做的就是測(cè)試車(chē)身材料的的物理特性。

研究人員設(shè)計(jì)了一組模擬實(shí)驗(yàn)——乘員體重80Kg，觀察充氣車(chē)體上人員乘坐部分的形變情況。

實(shí)驗(yàn)的方法：在給車(chē)體材料充氣至不同內(nèi)部氣壓后，在材料上部施加一個(gè)80Kg的負(fù)重，然后觀察材料上下的形變程度。

其中，上部的下沉形變直接決定乘員舒適程度和騎行的穩(wěn)定性；下部形變程度關(guān)系到騎行安全，如果下沉過(guò)大，則車(chē)體可能會(huì)蹭到輪胎或直接拖到地面上。

實(shí)驗(yàn)中選擇的車(chē)體材料尺寸為長(zhǎng)600mm，寬1150mm，厚度為150mm。

實(shí)驗(yàn)裝置包括一個(gè)測(cè)力計(jì)（Nidec產(chǎn)品，型號(hào)FGP-100）、一個(gè)電動(dòng)測(cè)力臺(tái)（Nidec-SHIMPO產(chǎn)品，型號(hào)FGS-250VC），以及用來(lái)施加壓力的鋼筋束。

實(shí)驗(yàn)分為3個(gè)組，分別對(duì)應(yīng)車(chē)體材料充氣至24.1千帕（kPa）、41.4千帕、58.6千帕的情況，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)5次，數(shù)據(jù)取平均值。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

在三組實(shí)驗(yàn)中，車(chē)體材料都保持了整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)垮塌或損壞。

但在車(chē)體內(nèi)部壓強(qiáng)為24.1千帕的情況下，負(fù)重超過(guò)60Kg時(shí)，材料上層出現(xiàn)了明顯的褶皺。

由此，研究人員建議使用時(shí)充氣氣壓應(yīng)至少大于41.4千帕，來(lái)保持騎行時(shí)的穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)人員還測(cè)試了充氣速度。車(chē)體材料完全扁平狀態(tài)充到內(nèi)壓41.4千帕用時(shí)71秒，使用的是一臺(tái)手持20 PSI（磅力每平方英寸）氣泵。

體驗(yàn)反饋和后續(xù)研究

研究人員邀請(qǐng)了大約300名路人體驗(yàn)Poimo充氣車(chē)，大部分體驗(yàn)者都對(duì)這款電動(dòng)車(chē)的舒適性贊賞有加。

也有人提出了一些改進(jìn)的建議，比如適合女性裙裝使用的型號(hào)、換裝大尺寸輪胎應(yīng)對(duì)顛簸路面等。

研究人員就此總結(jié)了現(xiàn)階段的問(wèn)題：現(xiàn)在的型號(hào)車(chē)架和輪胎仍然太重，形狀也不方便隨身攜帶。充氣設(shè)備也不夠靈巧。下一步重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)一種更方便折疊和攜帶的車(chē)身結(jié)構(gòu)。

除此之外，車(chē)身的抗沖擊性能、限速功能、氣泵的攜帶方式等都是接下來(lái)要改進(jìn)的點(diǎn)。

盡管中國(guó)的網(wǎng)友還沒(méi)上這趟車(chē)，但已經(jīng)表示躍躍欲試了：

有人直接分析出了現(xiàn)階段的缺陷：

還有東京大學(xué)校友現(xiàn)身，直接指認(rèn)了演示視頻的拍攝地點(diǎn)：

主要研究者介紹

Hiroki Sako（佐藤弘一）

東京大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，德州大學(xué)奧斯汀分校獲得博士學(xué)位，師從世界著名化學(xué)家Michael J. Krische。研究方向?yàn)檫^(guò)渡金屬催化反應(yīng)，多環(huán)芳烴（PAHs）的合成，以及有機(jī)金屬材料。

Hiroki Sato現(xiàn)在在日本名古屋大學(xué)伊丹有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室做博士后。

Youngah SEONG

韓國(guó)釜山大學(xué)電子工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，在東京大學(xué)取得博士學(xué)位，現(xiàn)在在三星電子做工程師。

Yoshihiro Kawahara（川原圭博）

東京大學(xué)研究生院電子信息系教授，IEICE, IPSJ, 和IEEE會(huì)員，MIT媒體實(shí)驗(yàn)室客座教授。研究方向是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算以及信息通信設(shè)備。

最后，別留言問(wèn)購(gòu)買(mǎi)鏈接了，這個(gè)目前真沒(méi)有。

視頻中試乘小姐姐的聯(lián)系方式也沒(méi)有。

但不妨再等等，或許國(guó)內(nèi)有識(shí)之士看到這篇文章，就會(huì)去聯(lián)系研究團(tuán)隊(duì)商談量產(chǎn)了呢？

傳送門(mén)：

Soft yet Strong Inflatable Structures for a Foldable and Portable Mobility

作者：Hiroki Sato, Young ah Seong, Ryosuke Yamamura, Hiromasa Hayashi, Katsuhiro Hata, Hisato Ogata, Ryuma Niiyama, Yoshihiro Kawahara

地址：https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3334480.3383147

參考鏈接：

https://spectrum.ieee.org/energywise/transportation/alternative-transportation/inflatable-ebike-fits-in-a-backpack