随着对仿生学的深入研究,工程师与科学家将大量从自然中收获的启示融入更多领域,梅赛德斯-奔驰不断将跨学科理念与造车技术进行融合,打造出一系列令人向往的科技创作,仿生工程便是其中之一。
力学仿生应用:空气动力学
自1886年以来,梅赛德斯-奔驰不断以科技创新定义车辆的性能表现。基于力学仿生原理,空气动力学通过模拟大自然中拥有超低风阻表现的生物形态,对物体结构的流体力学进行性能优化。
梅赛德斯-奔驰一直致力于空气动力学的仿生科技研发,早在2005年就发布过一款“仿生概念车”,它以独特的仿生设计与车身结构,带来超低风阻与超高能效。为了打造“仿生概念车”,工程师需要在自然界中寻找一个车辆原型,通过大量的研究和筛选,最终,工程师在箱鲀(Boxfish)身上找到了灵感。
箱鲀生活在热带水域,虽然身体看上去四四方方还有些棱角,但却拥有极佳的流体力学属性,具有理想的空气动力学外形。工程师进行的一系列风洞试验与优化,最终联合科学家打造出一款4.24米长、可容纳4人和行李空间的紧凑型车型,创造出当时同级罕见的0.19超低风阻系数。
结构仿生应用:轻量化与高刚度
在与仿生学专家的合作下,工程师通过电脑建模,将自然界中很多生物的生长原理转化为汽车工程。基于长期的仿生学研究,梅赛德斯-奔驰打造出VISION EQXX概念车的仿生部件。
在设计位于后底板处的目前梅赛德斯-奔驰最大的铝结构铸件BIONEQXX时,工程师从大量自然网格结构的力学形态与原理中汲取灵感,根据部件的功能需求,尽量在负荷部位使用承重材料,无负荷部位最大化减少材料使用,从而设计出高度轻量化的网状仿生结构。
在设计过程中,工程师借助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,快速确定BIONEQXX一体式铸件的负载位置,免去了之前以大量金属铸造来确定承重的设计环节,从开发到成型仅用时4个月。
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,这一替代传统塑料的创新材料由生活垃圾提炼加工而成,经过几何结构优化设计,由3D打印制作成型,再通过特殊的粘合工艺,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%。
信息与控制仿生应用:信息交互与神经形态处理
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。
梅赛德斯-奔驰VISION AVTR概念车的设计结合了电影《阿凡达》中“潘多拉”星球生物的结构和造型,以汽车后部的33个可多向移动的表面元件打造出“仿生襟翼”,使VISION AVTR概念车与其周围环境实现了全新互动。
在仿生学的现实应用中,VISION EQXX概念车的交互执行就如同人脑的思考过程,它以“神经形态计算”来进行交互指令的信息处理。这一形态恰与组成人脑数十亿计的、相互连接的神经元颇为相仿。
材料仿生应用:可持续材料
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,这是一种高强度的生物科技材料,座椅棱纹采用了名为Mylo的可持续材料,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,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。
发展“自然技术”的仿生工程正是梅赛德斯-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,它们的本领让我们惊奇,让我们向往。