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作者:徐業良(2009-04-14);推薦:徐業良(2009-04-14)
附註:本文發表於汽車購買指南雜誌,2009年五月號,史丹福專欄。

PUMA-個人化都會電動代步車革命性作品

四月初,通用汽車與賽格威(Segway)為個人化都會電動代步車投下一顆震撼彈,四月七日發表了直立型兩人座小車PUMA,並於四月十日揭幕的紐約汽車展期間在紐約街頭公開亮相。在網路上搜尋相關資料,PUMA四月七日發表到今天(四月十四日)剛滿一個禮拜,Google一下“PUMA, Segway”,乖乖,已經有65萬筆資料了。

通常我對車展中各式各樣的原型車不是特別感興趣,但看到這部PUMA不到一分鐘的新聞影片,我第一個反應是,

Wow

PUMA全名是“Personal Urban Mobility and Accessibility”,這個英文名字前三個字可以直接翻譯成「個人都會行動力」,最後這個字“Accessibility”中文是「可親近性」的意思,“Urban Accessibility”合起來是一個都市運輸規劃的專有名詞,中國大陸的學術翻譯叫做「都市通達度」,白話點兒說就是都市運輸的能量。

咬文嚼字半天,PUMA的名字準確傳達了其自我定位,提供個人在都市中的行動力和運輸能量。

PUMA這部原型車的重量300(136kg),體型比賓士小車SMART還要小一半,雙輪電動馬達驅動,官方數字最高時速56公里,鋰離子電池充飽電可以行駛56公里,每次充電費用約0.35美元(換算一下一公里電費台幣兩毛錢)。PUMA預計在2012年上市,售價大約在一般汽車的四分之一到三分之一。

好吧,這樣把PUMA當作一部電動車來介紹,實在挺乏味的。大部分電動車都還是從汽車的概念車出發,然後嘗試把車子的動力由引擎改成電動馬達。PUMA的「革命性」便在於,PUMA的出發點不是一部電動車,而是一部「賽格威」。

不知道您對賽格威有多少印象,沒錯,就是有回美國前總統布希試乘還很糗地摔下來,那部樣子像滑板,但兩個輪子是左右橫列的「東西」。

賽格威和所有路上行駛的載具最大不同,就是其行駛控制的方式。控制賽格威前進後退的基本原理,是一個控制學上的古典問題,叫做「倒單擺(inverted pendulum)」。

您可以自己做個倒單擺的小實驗,把一隻筆直立放在手掌上,嘗試維持平衡。

很難對不對?您直覺的控制動作一定是,當直立的筆向前傾倒時,您的手掌也向前移動試著保持平衡,而直立的筆向後傾倒時,您的手掌便向後移動。或者您可以回想一下您看過的許多馬戲團特技表演,表演者頭上頂著一大堆東西,一面作著各種驚險動作。表演者必須時時感受頭上頂著物體的重心位置,身體則不斷前後微調保持平衡,不讓頭上東西掉下來。

讀研究所時上自動控制的課,也看過這樣的影片,一部小車子頂著一支直立的棒子(倒單擺),感測器接收其重心位置後,經過電腦程式運算,發出控制指令控制電動伺服馬達,小車子就像是馬戲團特技表演者一樣不斷前後移動微調,將直立的棒子保持平衡。

OK,賽格威就是影片中那部嘗試保持平衡的小車子,而站在上面的「駕駛人」就是賽格威嘗試保持平衡的那一支直立的棒子。賽格威上裝置了好幾個感測器和陀螺儀(gyroscope),當駕駛人身體向前傾或向後仰時,感測器感測到「不平衡」,將訊號傳至賽格威的中控電腦,經過程式計算後送出控制指令給雙輪上的伺服馬達,控制賽格威前進或後退,以保持平衡。

Well,這是控制觀點,我得從駕駛人的觀點再解釋一次。簡單的說,駕駛人身體向前傾,便可控制賽格威前進,身體向後仰便可控制賽格威後退,直立站著,賽格威就停下來了。

真的是人車一體,由身體動作來控制賽格威,不是踩油門或煞車喔!

賽格威左右輪各有一個驅動馬達,沒有一般汽車的轉向輪或轉向機構,左右轉全憑左右兩輪差速,右輪轉得快賽格威便向左轉,左輪轉得快賽格威便向右轉,一輪定住一輪轉動的話,賽格威甚至可以原地迴轉。駕駛人可以透過左右握把操控左右輪的轉速來轉向,比較新的model也設計成駕駛人可以靠身體左傾或右傾來控制賽格威左右轉。

談完賽格威再回到這個月的主題PUMAAgainPUMA的「革命性」在於,PUMA不是一部縮小版的電動車,而是一部放大版的賽格威。

瞭解賽格威控制的基本哲學之後,您再從Youtube網站把PUMA的影片調出來看,應該能夠有更深入的體會。和賽格威一樣,PUMA是一部雙輪車,但是有兩個座位,而且車子前後都各有兩個小型輔助輪,後面的兩個輔助輪是基於倒車時的安全性,前面的兩個輔助輪則是為了在PUMA停下來時可以撐住車體。PUMA的駕駛人不需要很辛苦地把身體前傾後仰來控制車子前進後退,而只要輕鬆地坐在駕駛座上握著一個小型方向盤。小方向盤連接著一根駕駛桿,駕駛人將駕駛桿往前推,車子就向前進(您可以看到影片中PUMA整個車艙也向前移),前進速度也是靠這根駕駛桿控制。行駛至路口時,駕駛人把駕駛桿往後拉,車子就煞住了,把駕駛桿再往後拉一些,您可以看到PUMA整個車艙也向後移,便可以做倒車動作。駕駛人轉動小小的方向盤,車子的動能就會轉移到外側的輪子左右轉向,影片中也展示了PUMA一輪定住原地迴轉的能力。

除了整體的操控原理和「車子」完全不同之外,PUMA另一個「革命」之處,就是這是一個完全電子化的產品,車體平衡的控制、動力的控制、電池的管理,乃至於所有加速、煞車、轉向等操控,都是電子控制而沒有機械式的系統,完完全全“drive by wire”

PUMA展現的輕巧、節能、便宜、機動、敏捷,似乎已經提供個人化都會電動代步車一個完美的答案(至少我認為如此)。除了實用性之外,PUMA也展現了創意、時尚、樂趣的風格,似乎很有機會像小摺、iPodWii造成流行。

有趣的是,PUMA的誕生並非經過長久籌畫,而是與近一年來的金融海嘯有關。賽格威大約在一年半以前把PUMA概念介紹給通用汽車公司,通用在一年前開始與賽格威合作這項計畫。為爭取美國政府紓困,通用汽車更積極投入電動車的開發與生產,也加快了PUMA的腳步-紐約車展這台展出的PUMA只花了90天,就在Segway的工廠研發並生產完成。而這部兩輪電動車能否受到白宮紓困專案小組青睞,攸關這家美國最大汽車公司會否破產。

但網路上瀏覽許久,國內外網友們對PUMA並不是一遍叫好,看衰的、不屑一顧的毒蛇派網友還更多。

去年帶女兒重遊洛杉磯的迪士尼樂園,看到「明日世界」中有一個區域放了幾台賽格威,在服務員的指導和保護之下,讓好奇的遊客排隊試乘。的確,2001年賽格威推出時,也是以同樣的創新、革命性個人載具的姿態出現,然而七、八年過去,賽格威只能說是曲高和寡、叫好不叫座,在大眾市場上可說是完全失敗。在大眾的心目中的形象,賽格威還是一個「明日世界」的玩具。

在這些網路評論中,賽格威最自豪的,以身體傾斜「直覺」式的控制方式,反而是PUMA受到最大的挑戰。革命究竟不太容易,人類開車一百多年了,油門、煞車、方向盤,一時還真不容易改過來。

所以通用的角色,似乎也在讓PUMA更像一部小型的車子,而非一部大型賽格威。和賽格威相比,PUMA加了方向盤,還有可擋風遮雨的外殼(通用公司正在設計「通用風格」的造型),通用並為它設計智慧導航系統、自動防撞系統等等,通用也在思考可能還是得改用油門和煞車踏板,取代現有賽格威式的控制方式。

通用公司更已經積極地構思PUMA可能的市場,塞車與汙染問題嚴重的新興國家快速發展大都會-像是中國的許多城市。

所以如果您不久以後看到第二版的PUMA,可能會更像一部車子,也許就沒那麼酷、那麼令人興奮了。