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我從哆啦A夢的口袋裡,掏出一輛充氣電動車

郭一璞 賈浩楠 發自 凹非寺

量子位 報導 | 公眾號 QbitAI

海的那一邊的霓虹國人民,承受著交通不便的困擾。

計程車,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;

公車,上車就要先掏十幾塊人民幣。

共享單車,他們沒有。

太貴了,太麻煩了,但走路是不可能走路的,必須得坐車。

那,就從叮當貓的口袋裡掏出一輛車吧。

把折疊的它打開。

充足氣。

現在,就可以策馬奔騰,縱情馳騁,風騷走位。

簡直賽高。

這輛充氣電動車叫做Poimo,來自東京大學,還以新研究入選了人機互動頂會CHI 2020。

除了充氣電動車,他們還順手造出了充氣沙發、充氣輪椅。

“氣球”+電機

想要創造出這樣一輛充氣電動車,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製作的。如果仔細看,這種材料的細節是這樣的:

一條一條的結構。

因此,和那些橡膠氣球不同,用熱塑性聚氨酯來做充氣結構,可以定製各種各樣的外形,只要剪裁好,然後粘合在一起就行了,方便坐,方便騎,這也是能做“同款”沙發和輪椅的緣由。

而且,這種軟體結構還有一個隱藏buff:

車頭和車身之間,不需要鉸鏈,不需要輪軸,不需要任何複雜的金屬機械結構,縫在一起就行了。

簡單,原始,粗暴,還能減輕重量。

用的時候需要找一台小型充氣泵,大約充一分多鍾,就可以充滿了。

此時它正處在最佳工作氣壓,在是40到50kPa之間。

衝完氣之後,還需要把車輪、小型輪轂電機、電池和遙控器裝上。

這裡只靠充氣結構就不夠了,需要一些焊接的金屬零件,固定所有零組件。

整台車的重量大約7.8千克,其中充氣的部分只有2.3千克,絕大多數重量都在底下的電池電機上。

按照這個重量來看,前面圖示裡的小姐姐背著它可能太沉了。不過,東京大學的研究者表示這只是一台原型機,如果能投入量產,可以用更輕的設計。

馬車怎麽騎?

為了保證各位騎得開心舒服,首先要做的就是測試車身材料的的物理特性。

研究人員設計了一組模擬實驗——乘員體重80Kg,觀察充氣車體上人員乘坐部分的形變情況。

實驗的方法:在給車體材料充氣至不同內部氣壓後,在材料上部施加一個80Kg的負重,然後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定性;下部形變程度關係到騎行安全,如果下沉過大,則車體可能會蹭到輪胎或直接拖到地面上。

實驗中選擇的車體材料尺寸為長600mm,寬1150mm,厚度為150mm。

實驗裝置包括一個測力計(Nidec產品,型號FGP-100)、一個電動測力台(Nidec-SHIMPO產品,型號FGS-250VC),以及用來施加壓力的鋼筋束。

實驗分為3個組,分別對應車體材料充氣至24.1千帕(kPa)、41.4千帕、58.6千帕的情況,每組實驗重複5次,數據取平均值。

實驗結果如下:

在三組實驗中,車體材料都保持了整體結構穩定,沒有出現垮塌或損壞。

但在車體內部壓強為24.1千帕的情況下,負重超過60Kg時,材料上層出現了明顯的褶皺。

由此,研究人員建議使用時充氣氣壓應至少大於41.4千帕,來保持騎行時的穩定性。

實驗人員還測試了充氣速度。車體材料完全扁平狀態充到內壓41.4千帕用時71秒,使用的是一台手持20 PSI(磅力每平方英寸)氣泵。

體驗反饋和後續研究

研究人員邀請了大約300名路人體驗Poimo充氣車,大部分體驗者都對這款電動車的舒適性讚賞有加。

也有人提出了一些改進的建議,比如適合女性裙裝使用的型號、換裝大尺寸輪胎應對顛簸路面等。

研究人員就此總結了現階段的問題:現在的型號車架和輪胎仍然太重,形狀也不方便隨身攜帶。充氣設備也不夠靈巧。下一步重點是開發一種更方便折疊和攜帶的車身結構。

除此之外,車身的抗衝擊性能、限速功能、氣泵的攜帶方式等都是接下來要改進的點。

儘管中國的網友還沒上這趟車,但已經表示躍躍欲試了:

有人直接分析出了現階段的缺陷:

還有東京大學校友現身,直接指認了演示視頻的拍攝地點:

主要研究者介紹

Hiroki Sako(佐藤弘一)

東京大學化學專業畢業,德州大學奧斯汀分校獲得博士學位,師從世界著名化學家Michael J. Krische。研究方向為過渡金屬催化反應,多環芳烴(PAHs)的合成,以及有機金屬材料。

Hiroki Sato現在在日本名古屋大學伊丹有機化學實驗室做博士後。

Youngah SEONG

韓國釜山大學電子工程專業畢業,在東京大學取得博士學位,現在在三星電子做工程師。

Yoshihiro Kawahara(川原圭博)

東京大學研究生院電子信息系教授,IEICE, IPSJ, 和IEEE會員,MIT媒體實驗室客座教授。研究方向是計算機網絡和移動計算以及信息通信設備。

最後,別留言問購買鏈接了,這個目前真沒有。

視頻中試乘小姐姐的聯繫方式也沒有。

但不妨再等等,或許國內有識之士看到這篇文章,就會去聯繫研究團隊商談量產了呢?

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