未来汽车:利用物联网技术 以阳光为动力
如果说夸父追日只是一个神话,那么现代人对于太阳的追求不再只是个梦想。密歇根大学 17 名学生通过英特尔物联网技术打造了一辆以阳光为动力的未来汽车。他们所做的不仅仅是追逐阳光,更是利用阳光让一切智能 …
太阳能汽车 Aurum
为对抗酷热、意外冲出公路上的小动物,以及持续的乌云威胁,密歇根大学太阳能汽车团队向我们展示了他们通过团队协作和技术研发所完成的一项壮举。
经过漫长而酷热的五天,由密歇根大学 17 名学生组成的全明星团队深入澳大利亚中部,角逐一场全靠创造力和阳光的汽车拉力赛。这就是自 1987 年开始两年举办一次的普利司通世界太阳能汽车挑战赛( Bridgestone World Solar Car Challenge )。比赛期间,来自全世界的高能效汽车将展开全程约 1900 公里的角逐,目的是不断突破太阳能汽车创新的极限。
这项赛事相当于太阳能汽车界的世界杯,密歇根大学是一级团队。 2015 年,该队位列全球 42 支参赛队伍中的第四名。
密歇根大学工业与运营工程专业学生 Pavan Naik 表示: “ 很兴奋有机会和来自全世界的工程师们一起参加如此盛大的比赛。 ”Naik 是他们团队的经理,主要负责处理预算、人员、供给以及把太阳能汽车运往澳大利亚的物流等事宜。
Naik 团队给他们的车命名叫 “ Aurum” ,最终获得第三,仅次于来自荷兰和日本的团队。
他说: “ 我们开发出一个比密歇根大学其它任何团队速度都快的汽车。 ” 最终结果预示,未来太阳能汽车以及促进高能效车辆的研究工作都有很好的前景。
Naik 表示: “ 我么么通过开发太阳能汽车所创造出来的新技术,不仅突破了当前太阳能技术的极限,而且还提高了整车效率。我认为,未来汽车无论是外观、还是运行方式,都与我们今天所习惯的汽车大相径庭。 ”
世界太阳能汽车挑战赛地图
为了开发太阳能汽车并将其投入比赛,由密歇根大学 70 名学生组成的团队花了两年时间加班加点地工作。这些学生来自不同专业领域,其中包括计算机科学、商业、营销,以及航空航天、机械和电子工程。
采用加大马力的计算机和数字追踪技术,这辆流线型、轻便太阳能汽车的时速最高可达 100 英里每小时。车轮的每次转动都会生成大量实时数据,让团队能够做出效率决策,并及时传达给驾驶员。
巨大的半挂车,里面装满了工具、设备、食物和扎营装备
比赛期间,六台协助车,再加上一个半挂车与 Aurum 一起上路。搭载着气象学家及设备的气象车比 Aurum 及其它团队车辆提前一小时出发,这样它就能测量风向、风速、云层及其它条件。跟在气象车后面的侦查团队则负责清理路上的动物尸体和残骸。
一辆协助车搭载着媒体工作人员,而负责应对路边维修工作的工程师则搭乘另外一辆支持车。车队押后的是一辆巨大的半挂车,里面装满了工具、设备、食物和扎营装备。
驾驶员挤在太阳能汽车小而舒适的驾驶舱中,每隔几个小时就和另外一名驾驶员换一次班。
太阳能汽车领航员正在调试太阳能汽车
驾驶员 Clayton Dailey 表示: “ 驾驶太阳能汽车就像驾驶一辆保时捷跑车。它的体积非常小、自重非常轻、并且十分敏捷。 ”
驾驶任务非常艰巨,因为汽车必须以高速公路的速度跑起来,而提供动力的只有阳光。
紧跟在太阳能汽车后面的是尾随车,它负责采集并处理来自太阳能汽车的传感器数据。在这里,高科技得以做出可以节省大量时间的实时决策。
为太阳能汽车提供维护的技术车
团队首席战略师、计算机科学工程系学生 Leda Daehler 表示: “ 所有决策都是在尾随车中做出的。你可能有一辆非常出色的太阳能汽车,但是我们在尾随车上所做的工作才是真正决定输赢的因素。 ”
尾随车配备了英特尔服务器,可帮助团队处理各种数据 ―― 从太阳能汽车需要多少动力才能穿过山路或者曲折地形,一直到多大的风速将会影响动力。
这是一次艰苦的跋涉,团队必须为不断变化的自然条件做好准备。贫瘠的澳大利亚中昼夜温差极大,白天酷热,夜晚寒冷。这里没有手机信号、更没有互联网。
负责尾随车的旅行无线网络来保持通讯畅通的 Daehler 说: “ 我们必须在整个车队之间有一个真正可靠的网络。旅行途中,我们就好像随身携带自己的物联网。 ”
尾随车紧跟太阳能汽车
英特尔澳大利亚区解决方案事业部总监 David Mellers 表示: “ 在密歇根大学与英特尔合作的过程中,最让人感兴趣的一点就是: 英特尔能够在普适计算和连接技术方面做出多大贡献。 ”
Aurum 的太阳板吸收日渐微弱的日光
每天下午五点,当天的比赛结束。团队调整太阳汽车太阳能板的角度来吸收落日的余光,给汽车电池充电,以便在第二天太阳光能够支持汽车跑起来之前提供一些微薄的能量。
团队就睡在帐篷里,并且一直工作到深夜,他们制定战略、调整汽车并为第二天的比赛做准备。每天只能睡一小会儿,长时间在高温下工作 ―― 这使得团队和技术都被逼到了极限。
比赛之余,工作人员在准备一顿简单的晚餐
Daehler 说: “ 要想达成目标,没有捷径可走。始终有可以改进的空间。你要尽量让自己领先于其它团队有可能使用的技术。 ”
任何事都有可能发生。 2015 年,比赛快结束时出现动力问题并遇到大片云层,致使车速降到一个令人痛苦的程度。
Daehler 说: “ 我们的一个发动机在最后一天坏了。 ” 这意味着太阳能汽车要消耗更多电力。
Daehler 介绍道,汽车在阳光充裕的条件下,可以生成 1,100 瓦的电力,但是如果乌云密布,这个数字就会骤降到 300 瓦。
她说: “ 即使出现这样那样的意外,大家也齐心协力,保持积极而乐观的态度。 ”
在从密歇根大学毕业之前,高年级学生将帮助低年级学生准备 2017 年普利司通世界太阳能汽车挑战赛。 Daehler 和 Naik 都得到了在福特公司暑期实习的机会,对他们来说,参加太阳能汽车拉力赛只是他们致力于高能效和无人驾驶汽车研发工作的开始。
英特尔公司的 Mellers 表示: “ 在通过研发来演进技术方面,学术界一直扮演重要角色。这些突破性的研究成果将改变全世界许多人的生活面貌。 ”