擎天柱、威震天、大黄蜂、红蜘蛛等等这些耳熟能详但听到后又心潮澎湃的名字,伴随着一代人的成长,成为永不褪色的回忆。回想电影《变形金刚》中,大黄蜂对主 人公Sam无微不至的“呵护”,不仅不需要Sam驾驶,还会每天按时按点接送Sam上学下学,即使木讷的Sam在约会的时候他也会识趣地自动打开音响,放 上一段浪漫的音乐。而当Sam遇险时,它又会挺身而 出,带他远离危险。这样一位亦车亦友的座驾,或许就是大部分80后小伙伴们对于自己未来汽车的憧憬。
随着人们对智能汽车研发的深入,各种高科技产品和车联网概念的融入,这样的憧憬恐怕不久就要实现了。或许不能让汽车站起来舞刀弄枪,但是趴在地上保证我们的安全,提高驾驶的舒适度,还是相当靠谱的。
智能汽车大家都有所了解,但“车联网”又是个什么东东呢?形象地说,车联网就是汽车与互联网的联姻。车联网就是让车与车,车与路,车与行人,车与乘客,通过 车内网、车际网和车载移动互联网,进行无线通讯和信息交互。让汽车,让交通,甚至让路,更加智能化。前景广阔到很难想象,甚至科幻电影变型金刚的电影场 景,都不是未来汽车发展的边界。
车联网之间的信息传输可以在V(车辆)与X(车、路、行 人及互联网等)之间直接进行。但是由于通信手段的限制,现有的技术如Wi-Fi或者3GPP都对通信距离有要求,即双方距离不能超过Wi-Fi或3GPP 的通信范围,因此这种直接的通信具有局限性。为了扩展通信距离,必须在道路边建立基站,极大地增加了使用成本。
太赫兹的频段比现有微波通信要高出1-4个数量级,意味 着它可以承载更大的信息量,轻松解决目前信息传输受制于带宽的问题,满足大数据传输速率的通信要求。另外,太赫兹波束更窄,具有极高的方向性、较强抗干扰 和云雾穿透能力,可以在各种环境下以极高的带宽进行定向、高质量的通信。尽管从通信距离来看,与微波通信相比较短,但却要远远优于Wi-Fi和3GPP, 恰好能够满足车联网之间的信息传输,无需建立信息中转基站。然而,太赫兹电磁波信号的发射和接受都比较困难,目前还没有成熟的小型化太赫兹通信系统在民用 市场上应用。
近日,悉尼大学光子学和光科学研究所的科学家戴维·莫斯 利用超材料具有的自然材料所不具备的独特光学和磁学特性,创造出一种由特殊类型超原子组成的超材料,首次制备出激光模式相互间的相位被锁定的激光器。这种 激光器使用一个微腔谐振器来对激光器锁模,锁模激光器可以产生最短的光脉冲。新式激光器设备能在前所未有的高重复频率(0.3太赫兹)下非常稳定地运行, 具有体型纤细、功能多样、性能稳定而且高效等特点。另外,美国能 源部艾姆斯实验室的物理学家科斯达斯苏库勒斯同样利用超材料技术制备了一种“开口谐振环”微结构薄膜,对太赫兹波至红外光波间的任何频率电磁波均具有强磁 场响应能力。这些研究说明采用超材料技术不但可以发射,还可以接受太赫兹电磁波,即采用超材料技术可以实现太赫兹通信。结合超材料结构的可设计性和柔性加 工方式,可以预期,太赫兹超材料将在很多领域大显身手,尤其是在物联网、车辆网等等大容量、快速通信领域应具有广阔的应用前景。
可以想象一下,当太赫兹超材料技术足够成熟,整个车联网系统将渗透到生活中的每一个角落,还需要为驾驶技术不过关而苦恼吗?还要为选择路线而犹豫吗?还要为行车安全而提心吊胆吗?所有的答案都可以大声说No了。
在这样一个汽车互动连接的世界,汽车能够立即“看到”或者“感官”到道路上的其他汽车,基于网络连接性,未来汽车驾驶的道路将更具安全性,驾驶员将不再局限于他们的视野观测范围,届时汽车的智能性可以与其他汽 车进行“沟通对话”,从而避免碰撞事件发生。你驾驶时,视野可能会被一辆卡车部分阻挡,但这种视野阻挡现象可以避免,通过太赫兹超材料通信系统,汽车之间 能够彼此“沟通对话”,你的汽车将能提前看到其他汽车的路线,并能基于驾驶员事先设定的GPS导航的路线来改变行驶路径。
在现实驾车过程中,尤其是在下雨天道路湿滑或因雾霾能见 度较低的高速公路上,特别容易发生连环相撞,发生这类交通事故一般损失惨重,人、车都会有不同程度的受损。拥有了太赫兹通信网络的车辆能立即广播“碰撞事 件”,从而提醒一定距离内的车辆,那么势必会起到预警作用,从而避免出现第三、第四辆车连环碰撞的发生。同时,收到碰撞消息的车辆可将该消息进一步转发通 知后续车辆,便于后续车辆获取信息改道行驶或者做出其他决定。
汽车超材料智能结构可实现路面状态感知、红外行人探测与紧急自动制动
在这样的通信网络下,车辆通过云计算的统筹与协调,不仅可以实现行驶路线的最优化,省时间、降低油耗,还可以尽可能的降低拥堵和事故伤亡。而车辆间的实时数 据汇总与共享,更让智能汽车配备了“千里眼”、“顺风耳”,将一处的情况即时通报给所有车辆,进而规避风险,让汽车真的转变成变形金刚,成为我们的保护 者。
汽车超材料智能结构将具备大数据分享与高速信息传输能力
超材料和太赫兹两大高科技强强联手,通过材料结构的创新设计,实现全新的通信系统,突破现有技术的局限,有望使“智能车辆+车联网”的时代提前到来。
针对超材料和太赫兹技术的研究,世界各国都在倾力支持。目前,美国和日本处 于领先地位,已经开始进军商业领域,我国也正在加紧发展。以光启为技术核心、集聚大规模科技创新群体的超材料产业集群已经在深圳经历了5年的成长,光启开 始将目光聚焦到超材料智能结构特别是智能汽车领域,拟入主龙生股份(002625.SZ),依靠其在超材料和太赫兹技术领域的积累,拟推出以超材料车辆为 主的一系列有高科技含量、高技术门槛和广阔应用的新兴智能结构及装备产品。或许经过太赫兹超材料技术助力的智能车辆,真的可以满足我们儿时的变形金刚梦呢!
(文章来源:环球网)
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