Smart Morphable Surfaces ทำงานอย่างไร

ไม่เราไม่ได้ล้อเล่น เมื่อคุณเรียนรู้เกี่ยวกับพื้นผิวที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาดคุณอาจพบว่าคอทเทจชีสของคุณเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การเฉลิมฉลอง คุณจะได้เรียนรู้ด้วยว่าการที่รถของคุณบุบในพายุลูกเห็บอาจจะดีต่อการประหยัดน้ำมันของคุณอย่างน้อยก็ในบางสถานการณ์การขับขี่ อย่างไรก็ตามก่อนที่คุณจะเริ่มเฉลิมฉลองรอยบุบในรถหรือผิวหนังของคุณคุณจำเป็นต้องรู้ว่าพื้นผิวที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาดนั้นทำงานอย่างไร

พื้นผิวสมาร์ทมอร์ฟัลหรือสมอร์ฟคือพื้นผิวที่เปลี่ยนแปลงเพื่อตอบสนองต่อสภาพรอบตัวและภายใน ผิวของคุณเหมือนผิวเรียบ หากสภาพภายในผิวหนังของคุณเปลี่ยนไปเช่นหากคุณมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นผิวหนังของคุณก็จะเปลี่ยนไปด้วย เริ่มตี Doritos แรงเกินไปและท้องของคุณจะโตขึ้น ข่าวดีก็คือไม่เหมือนยีนส์ของคุณผิวของคุณจะดูโตขึ้นด้วย หากคุณเคยตั้งครรภ์หรือเห็นหน้าท้องของหญิงตั้งครรภ์คุณจะรู้ว่าผิวหนังของคุณสามารถยืดและตึงได้ในส่วนของร่างกายที่กำลังเติบโต เมื่อร่างกายส่วนนั้นหดตัวจากการมีลูกหรือการซื้อขาย Doritos สำหรับแครอทแท่งโดยปกติผิวหนังก็จะหดตัวลงเช่นกัน

แน่นอนว่าผิวของเราไม่ได้หดกลับลงอย่างสมบูรณ์แบบเสมอไป หลังจากการลดน้ำหนักครั้งใหญ่เราสามารถมีผิวหลวมและมีรอยแตกลายได้ ผิวหนังไม่เพียง แต่ตอบสนองต่อสภาวะภายในร่างกายเท่านั้น ใช้เวลาอยู่ในอ่างนานเกินไปนิ้วจะเหี่ยวย่น เปลือยกายออกไปข้างนอกในวันที่อากาศหนาวเย็นและคุณจะขนลุก (เช่นเดียวกับการอ้างอิงเนื่องจากการเปลือยกายในที่สาธารณะเป็นสิ่งผิดกฎหมายในสถานที่ส่วนใหญ่) Smorphs เป็นลักษณะของผิวหนังที่ไม่เรียบเนียนและเป็นเงาเสมอไปและสามารถตอบสนองต่อสภาวะภายในและภายนอกของร่างกายได้ ในบางกรณีรอยบุ๋มใน smorph สามารถปรับปรุงอากาศพลศาสตร์ได้และการประหยัดน้ำมันสำหรับรถยนต์ หากมีเพียงรอยแตกลายของคุณก็สามารถทำได้เช่นเดียวกัน อ่านต่อไปเพื่อเรียนรู้ว่ารถที่คุณจะขับในอนาคตจะมีผิวที่เปลี่ยนรูปร่างได้อย่างไรซึ่งจะมีรอยบุ๋มหนึ่งนาทีและจะเรียบเนียนในครั้งต่อไป - ทั้งหมดขึ้นอยู่กับสภาพการขับขี่

1. มิติและอากาศพลศาสตร์
2. Smorphs ที่ MIT
3. Smart Morphable พื้นผิวและรถยนต์

มุ่งหน้าไปที่สนามไดรฟ์ในช่วงบ่ายที่ดีและคุณจะเห็นแรงบันดาลใจในการใช้สมอร์ฟกับรถยนต์ ลูกกอล์ฟที่มีผิวด้านนอกที่ยับย่นและมีรอยย่นช่วยแจ้งให้ทราบถึงงานบางส่วนที่วิศวกรและนักวิจัยคนอื่น ๆ กำลังทำเกี่ยวกับรอยเปื้อนการวิจัยที่สามารถแปลเป็นผิวหนังที่มีรอยบุ๋มและทำให้ประหยัดเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ได้ดีขึ้น

ลูกกอล์ฟไม่ได้มีการบุบโดยเจตนาเสมอไป ในความเป็นจริงจนถึงกลางปี ​​1800 ลูกกอล์ฟจะเรียบและมีรอยบุบในระหว่างการเล่นเท่านั้น การตีหนึ่งร้อยครั้งต่อรอบจะทำให้คุณมีรอยบุบและรอยบุบ เมื่อนักกอล์ฟเริ่มสังเกตเห็นว่าลูกกอล์ฟที่มีอายุมากขึ้นและแหว่งไปไกลกว่านั้นพวกเขาก็เริ่มเรียกร้องประสิทธิภาพเดียวกันจากลูกกอล์ฟใหม่ด้วยเช่นกัน และเมื่อผู้ผลิตเริ่มจำหน่ายลูกแหว่งลูกกอล์ฟที่มีรอยบุ๋มสมัยใหม่ก็ถือกำเนิดขึ้น

รอยบุ๋มบนลูกกอล์ฟช่วยให้ไปได้ไกลขึ้นเนื่องจากรอยบุบไม่ยอมให้อากาศ "เกาะ" กับลูกกอล์ฟ แต่รอยบุ๋มจะรบกวนอากาศที่อยู่ใกล้กับลูกบอลมากที่สุดในขณะที่มันเคลื่อนที่ ลักยิ้มแต่ละอันจะสร้างไซโคลนขนาดเล็กรอบ ๆ ลูกบอล แทนที่จะดูเป็นทรงกลมเรียบที่มีอากาศเคลื่อนผ่านพื้นผิวของลูกบอลจะดูเหมือนการนั่งถ้วยชา: ทรงกลมที่เคลื่อนที่ไปในอากาศ แต่มีวงกลมเล็กกว่าของอากาศที่หมุนรอบตัวมัน การเคลื่อนที่แบบหมุนวนนั้นช่วยให้อากาศรอบ ๆ ลูกบอลเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นซึ่งจะช่วยลดแรงต้านลมที่หน้าลูกบอล ความต้านทานลมน้อยลงหมายความว่าต้องใช้พลังงานน้อยลงในการเคลื่อนลูกบอลไปในระยะทางที่กำหนด

ในรถยนต์ความต้านทานลมน้อยลงหมายความว่าต้องใช้พลังงานน้อยลงในการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าตามถนน นั่นแปลว่าประหยัดน้ำมันได้ดีขึ้นหรือถ้าคุณกำลังพูดถึงรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่หมดน้อยลง อย่าเพิ่งเอาไม้กอล์ฟไปที่รถของคุณ มิติบนรถจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในบางสถานการณ์เท่านั้น นั่นคือสิ่งที่ smorphs เข้ามา

นี่เป็นเพียงการคาดเดา แต่โอกาสที่ผู้บริโภคส่วนใหญ่ไม่ต้องการซื้อรถก่อนบุบแม้ว่าจะช่วยเพิ่มการประหยัดน้ำมันก็ตาม สิ่งนี้คือรอยบุ๋มช่วยลดแรงต้านลมในบางสถานการณ์เท่านั้น ในสถานการณ์อื่น ๆ ควรเลือกใช้ผิวที่เรียบเนียน เช่นเดียวกับผิวของคุณเองพื้นผิวที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาดสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้

ลองนึกถึงสเมอร์ฟเหมือนลูกโป่ง : เมื่อคุณเป่าลูกโป่งขึ้นพื้นผิวของมันจะเรียบและแน่น อย่างไรก็ตามหากปริมาตรของอากาศภายในบอลลูนเปลี่ยนไปให้พูดว่าเป็นเพราะการรั่วไหลหรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศพื้นผิวของบอลลูนจะนิ่มและยืดหยุ่นได้ ในกรณีของ smorphs ซึ่งนักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะช่วยปรับปรุงอากาศพลศาสตร์และประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงในรถยนต์ได้ ริ้วรอยเหล่านั้นอาจจะช่วยใหญ่เมื่อมันมาถึงการสร้างรถยนต์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

การเปลี่ยนจากเรียบเป็นรอยบุ๋มครอบคลุมองค์ประกอบ "morphability" ของพื้นผิวที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาด แต่ส่วนที่ "ฉลาด" ของชื่อก็เป็นองค์ประกอบหลักเช่นกัน เมื่อคุณหนาวคุณไม่ต้องบอกผิวของคุณ "ถึงเวลาขนลุกแล้ว" มันรู้ว่าต้องทำอะไรตามเงื่อนไขที่เผชิญอยู่ Smorphs ทำงานในลักษณะเดียวกัน พวกมันตอบสนองต่อสภาวะที่เผชิญเพื่อสร้างพื้นผิวตามหลักอากาศพลศาสตร์มากที่สุด

นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้สร้างสเมอร์ฟที่ทำจากซิลิโคนซึ่งตอบสนองต่อสภาวะต่างๆและลดการลากของอากาศที่พวกเขาเผชิญโดยกลายเป็นรอยบุ๋มหรือเรียบ ในการสร้างรอยบุ๋มนักวิจัยจะกดพื้นที่ด้านในของ smorph Smorph ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรภายในเช่นเดียวกับผิวหนังของคนที่สูญเสียท้องเบียร์ไปอย่างกะทันหันโดยก่อตัวเป็นริ้วรอยและลักยิ้ม เมื่อปริมาตรภายในเพิ่มขึ้น smorph จะออกมาอย่างราบรื่น

ในรถยนต์เซ็นเซอร์คอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์สามารถเชื่อมต่อกับผิวด้านนอกของรถตรวจสอบการวัดการลากและปรับลักษณะของผิวตามความจำเป็นเพื่อลดความต้านทานและปรับปรุงการประหยัดน้ำมัน

ไม่เหมือนลูกกอล์ฟหรือต้นขาของป้ามาเบลของฉัน (ทั้งสองลูกมีรอยบุ๋มตลอดเวลา) รอยเปื้อนสามารถสลับระหว่างความเรียบหรือรอยย่นขึ้นอยู่กับปริมาตรของวัสดุที่อยู่ภายใน ลูกกอล์ฟไม่จำเป็นต้องทำเช่นนี้เพราะมันไม่ค่อยไปเหนือความเร็วที่ลักยิ้มมันหยุดการปรับปรุงอากาศพลศาสตร์ของมัน ในทางกลับกันรถยนต์สามารถไปได้เร็วกว่าลูกกอล์ฟมาก ด้วยความเร็วสูงรอยบุ๋มจะเพิ่มความต้านทานลม และนั่นคือเหตุผลที่เราบอกให้คุณงดเพิ่มลักยิ้มของตัวเองลงในรถ เมื่อคุณขึ้นทางด่วนรอยบุบแบบโฮมเมดเหล่านั้นจะเริ่มทำให้คุณช้าลง

นักวิจัยคิดว่า smorphs จะช่วยให้ภายนอกของรถปรับตัวได้เพื่อลดการลากและเพิ่มอากาศพลศาสตร์ให้มากที่สุดโดยขึ้นอยู่กับเงื่อนไข หากรถแล่นค่อนข้างช้า Smorph สามารถดึงลักยิ้มออกมาและลดทั้งแรงลากและปริมาณพลังงานที่รถต้องเคลื่อนที่ เมื่อรถวิ่งเร็วขึ้น smorph สามารถปรับตัวให้เรียบเพื่อให้รถไถลไปในอากาศได้ เซ็นเซอร์ด้านนอกรถสามารถอ่านค่าความต้านทานลมและปรับผิวรถได้ตามต้องการ

รถยนต์ในปัจจุบันได้รับการออกแบบให้มีอากาศพลศาสตร์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในสถานการณ์ส่วนใหญ่ แต่สิ่งที่รถได้รับจากอากาศพลศาสตร์ทั่วไปมันสูญเสียอากาศพลศาสตร์สำหรับสถานการณ์เฉพาะ รถที่มีผิวเรียบสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลาเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากที่สุดโดยไม่คำนึงถึงเงื่อนไข

รถยนต์ที่มีพื้นผิวที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาดยังคงเป็นหนทางหนึ่ง แต่ smorphs ยังเปิดโอกาสที่น่าตื่นเต้นสำหรับการออกแบบยานยนต์ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิศวกรรมการบินและอวกาศและแม้แต่วัสดุก่อสร้างด้วย ตัวอย่างเช่นอาคารที่มีพื้นผิวเรียบอาจทนต่อลมแรงได้ดีกว่าอาคารที่สร้างด้วยวัสดุแบบดั้งเดิม

เรียบร้อยเหรอ? และคุณคิดว่าเซลลูไลท์ของคุณไม่ได้ทำอะไรคุณเลย

หมายเหตุผู้แต่ง: Smart Morphable Surfaces ทำงานอย่างไร

เมื่อคุณกำลังคิดเกี่ยวกับวิธีปรับปรุงการประหยัดน้ำมันสำหรับรถยนต์คนส่วนใหญ่มักใช้เทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนรถจริงหรืออะไรที่เป็นเชื้อเพลิง เมื่อไม่นานมานี้ด้วยการใช้วัสดุอย่างอลูมิเนียมและคาร์บอนไฟเบอร์ในรถยนต์ทั่วไปทำให้เราเริ่มตั้งคำถามว่าวัสดุที่เราใช้สร้างรถยนต์สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้หรือไม่ เมื่อคนส่วนใหญ่จินตนาการถึงรถยนต์แห่งอนาคตพวกเขาจะนึกถึงรถยนต์สุดเนียนที่แล่นผ่านการจราจร รถเปลี่ยนรูปร่างที่มีผิวบุ๋มอาจไม่ได้ให้ความรู้สึกหรือรูปลักษณ์แบบ Tron เหมือนกัน แต่มันทำให้ฉันรู้สึกดีขึ้นอย่างแน่นอนเกี่ยวกับรอยบุ๋มที่ใส่ในบังโคลนขณะพยายามจอดขนานเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว

บทความที่เกี่ยวข้อง