仿生学在现实生活中有着广泛应用,而在汽车领域当中也同样如此。
科技创新来源于大自然,正如亚里士多德说“大自然的每个领域都是美妙绝伦的”。而许多仿生学设计灵感就来自于大自然,创造出众多伟大发明。当然该技术在汽车领域也进行了多方面应用。
作为汽车发明者,梅赛德斯-奔驰不断将跨学科里念与造成技术相融合,而仿生工程便是众多科技创作中的其中之一。汽势近日梳理了梅赛德斯-奔驰基于仿生学在现实车辆当中应用的事例。
空气动力学汽车具有重要意义,汽车行驶中就的面临来风的阻力,不同程度影响车辆性能,而风阻系数越低证明车辆性能受影响越小。
为了打造“仿生概念车”,工程师需要在自然界中寻找一款拥有卓越空气学、安全舒适性、环保效能的车辆原型。通过大量研究和筛选,最终,工程师在箱魨身上找到了灵感。箱魨生活在热带水域,虽然身体看上去四方且棱角分明,但却拥有极佳的流体力学属性。根据鱼身体做出的1:1模型经过测试其风阻系数仅为0.06。
经过一系列风洞实验与轮廓优化,最终打造出一款长度为4.24米、可容纳4人的紧凑型车型,并且还创造出同级罕见的0.19超低风阻系数。
自然界中很多生物都具有一定的强度和稳定结构。例如树木和骨骼——它们都用尽可能少的材料,达到尽可能高的坚固性。
在与仿生学专家合作下,工程师通过建模,将自然界中生长原理转化为汽车工程。并且车辆车身构架通过仿真建模,借助“软区域清除”方式使得车身重量减少30%,整体结构更加牢固,安全性更高。
经过长时间仿生学研究,梅赛德斯-奔驰打造出VISION EQXX概念车的仿生部件。该部件灵感来源于自然界中网状结构的力学形态,通过对负荷部位使用承重材料,无负荷部位最大化减少材料使用,从而设计出轻量化的网状结构。
借助3D游戏行业和好莱坞动画中使用的图像和多边形建模的数字仿真技术,快速确立BIONEQXX™一体式铸件的负载位置,免去确定承重环节,仅用4个月便完成产品开发到成型。其单一部件可以通过整合,进一步提升整体刚度以及减少整体重量。
BIONEQXX™一体式铸件与其它部件的拼接采用了42个UBQ创新材料贴片进行封合,该创新材料来源于生活垃圾中,进过几何结构优化设计,有3D打印成型,再通过特殊工艺处理,完美拼合后能有效防止水和污垢入侵。特殊的粘合工艺,完美贴合于铸件拼接处,进行完全密封,从而有效防止水和污垢入侵,并带来出色的刚度与隔音效果,部件重量更降低了15%到20%。
生物间信息的传递也是仿生学研究的领域,梅赛德斯-奔驰将仿生学的创想应用于科幻世界的交通场景中。
为了实现与周围环境进行互动,梅赛德斯-奔驰VISION AVTR概念车设计结合了电影《阿凡达》中“潘多拉”星球生物结构造型,在汽车后部配备了33个可多向移动的“仿生襟翼”,如同变色龙皮肤。这些“仿生襟翼”可更具外部接近做出反应,通过微妙变化来与驾驶员进行沟通。
另外,在仿生学的现实应用中,大脑这种信息存储和数据处理的重要神经网络不可缺少,而梅赛德斯-奔驰VISION EQXX概念车就加入了“神经形态计算”来进行交互指令的信息处理,通过数据储存和处理元件共同构建出“脉冲神经网络”,从而提高处理速度以及降低能耗。例如,VISION EQXX概念车读心语音助理的“热词感知”功能,其处理效率是传统语音控制的5-10倍。
未来在车辆材质上,梅赛德斯-奔驰将自然材料与设计作为首选,采用可持续或植物型材料,表达这个时代最难能可贵的环保责任与产品价值。
VISION EQXX概念车的门把手由Biosteel®纤维制成,该生物材料拥有高强度质量,同时还是可降解的纯植物丝绸。
VISION EQXX概念车的座椅棱纹采用了名为Mylo™的可持续材料,这是一种获得认证的纯素皮革替代品,由菌丝体制成,也就是蘑菇的根状结构。
动物皮革替代品Deserttex®是一种源于仙人掌成分的可持续生物材料,由仙人掌粉末纤维及可持续生物基聚氨酯基质组合而成,这种皮革替代品的触感极其柔软,打造出VISION EQXX概念车可持续的豪华质感内饰。
在梅赛德斯-奔驰,致力于用可持续的方式,打造可持续的产品。发展“自然技术”的仿生工程正是奔驰创新之旅中的坚定一步。大自然的生物拥有着无数超凡的能力和适应生存的身体结构,它们的本领让人惊奇,令人向往,值得学习。
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