茄子帶來靈感 解決了自動(dòng)駕駛汽車的視覺難題

由于深色吸收光線，無人駕駛汽車的導(dǎo)航激光碰到黑色不會(huì)反射，導(dǎo)致無法檢測(cè)黑色汽車。世界最大的汽車涂料生產(chǎn)商PPG正在設(shè)計(jì)一種涂料，使激光器發(fā)射的近紅外光能夠穿過黑色汽車的外層，并從反光底層反彈，從而使傳感器看到它。

一個(gè)世紀(jì)以前，Henry Ford發(fā)明了大量T型車來改變運(yùn)輸方式，當(dāng)時(shí)它只有黑色款式。為了滿足買家的個(gè)性化需求，隨后制造商推出各種色系的汽車。現(xiàn)在，該行業(yè)正在努力改變?cè)蓄伾?，以解決無人駕駛汽車的危險(xiǎn)盲點(diǎn)。由于深色吸收光線，無人駕駛汽車的導(dǎo)航激光碰到黑色不會(huì)反射，導(dǎo)致無法檢測(cè)黑色汽車。

所以，這對(duì)制作油漆的老牌公司來說蘊(yùn)藏著巨大的潛力。世界最大的汽車涂料生產(chǎn)商PPG正在設(shè)計(jì)一種涂料，使激光器發(fā)射的近紅外光能夠穿過黑色汽車的外層，并從反光底層反彈，從而使傳感器看到它。這個(gè)想法是PPG從紫色茄子獲取的靈感，正如農(nóng)場(chǎng)使用類似的技巧在炎熱天氣下保持涼爽。

PPG和其他公司看到了解決無人駕駛技術(shù)最棘手問題的有利時(shí)機(jī)，即使道路上的汽車數(shù)量減少，也能確保對(duì)其產(chǎn)品的需求。

汽車已經(jīng)可以通過配置的傳感器進(jìn)行自主泊車、自動(dòng)剎車、避開障礙物，并找到正確的車道。油漆和涂料會(huì)干擾或改善這些傳感器的性能，艾仕得涂料系統(tǒng)有限公司CTO Barry Snyder 說：“從油漆的角度來看，無人駕駛汽車帶來了一些新的重大問題。但是，只要有技術(shù)就可以參與我們面臨的挑戰(zhàn)。”

無人駕駛汽車的普及將鼓勵(lì)更多的乘用車共享，從而減少新車銷量，給油漆制造商帶來諸多威脅。人為駕駛事故的減少會(huì)使維修店油漆銷量下降，對(duì)于從汽車涂料中獲得超過80％收入的艾仕得來說，風(fēng)險(xiǎn)尤其高。

但是前景依然看好，PPG CTO David Bem說：“無人駕駛汽車需要的油漆、密封劑和其他涂層要比目前的多一倍。如果電動(dòng)馬達(dá)成為無人駕駛汽車的主流動(dòng)力模式，涂料使用量增加幅度將超過10倍。即使汽車制造商生產(chǎn)量因共享汽車的使用而縮小，我們?nèi)匀荒芸吹皆鲩L(zhǎng)?！?/p>

這主要是因?yàn)殡妱?dòng)汽車需要巨型電池組，車上的每個(gè)組件都需要特殊涂層。有的防止過熱，有的防止潮濕或腐蝕。根據(jù)PPG統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)汽車可能需要超過1，000平方米的涂料，而傳統(tǒng)汽車則只需要約70平方米。

“你正在經(jīng)歷100年來汽車動(dòng)力總成的第一次重大改變，”茄子技術(shù)發(fā)明人、PPG高級(jí)科學(xué)家Stuart Hellring說。

PPG CEO Mike McGarry任命了一個(gè)特別委員會(huì)，要求直接向他匯報(bào)。他們的目的是從制造商身上尋找新的商機(jī)，包括從特斯拉公司到準(zhǔn)備將無人駕駛汽車推向市場(chǎng)的通用汽車公司。目前，這支獨(dú)立團(tuán)隊(duì)正在關(guān)注電池方向。

為了防止飛機(jī)客艙在太陽(yáng)眩光下過熱，PPG重新設(shè)計(jì)了最初開發(fā)的涂層系統(tǒng)，并從2015年開始應(yīng)用于飛機(jī)上。該技術(shù)基于茄子生物特性，能使穿透紫色表面的近紅外光在白色肉體的作用下反射出去。根據(jù)PPG的報(bào)道，涂層系統(tǒng)將飛機(jī)外表溫度降低25°F，艙內(nèi)溫度降溫6°F左右。

PPG用特種顏料替代深色涂料中的吸光炭黑，其中一些由化工巨頭BASF SE制造。雖然舊式汽車不會(huì)使用這種檢測(cè)增強(qiáng)型油漆，但自動(dòng)駕駛汽車會(huì)使用聲納、雷達(dá)和攝像頭進(jìn)行導(dǎo)航。PPG表示，這些技術(shù)將有助于縮小差距，直到新涂料出現(xiàn)。

在與汽車制造商討論激光雷達(dá)時(shí)， PPG發(fā)現(xiàn)還可以解決其他問題。一些汽車油漆的金屬光澤會(huì)干擾保險(xiǎn)杠后面的雷達(dá)系統(tǒng)，所以PPG開發(fā)出專門研究雷達(dá)吸收涂層的康明微波設(shè)備，尋找解決方案。當(dāng)汽車制造商抱怨傳感器的性能下降，如變臟或結(jié)冰時(shí)，Bem表示，PPG開發(fā)了改變涂層微觀表面以排斥水和泥漿并防止結(jié)冰的方法。

他說：“不同于在汽車上使用一種多功能涂層，我們?cè)诓煌瑓^(qū)域可以涂上四種、五種或六種不同類型的涂層。越復(fù)雜，越有利于我們這樣的公司?！?/p>

PPG還在開發(fā)一種可應(yīng)用于無人駕駛汽車的條形碼，這種條形碼的顏色肉眼不可察覺，但可以由其他車輛掃描，得到有關(guān)品牌、型號(hào)的信息以及制動(dòng)距離等性能數(shù)據(jù)。該技術(shù)還可以部署在路牌和其他道路設(shè)施上，幫助無人駕駛車輛導(dǎo)航。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所首席項(xiàng)目科學(xué)家Christoph Mertz說，盡管大多數(shù)無人駕駛汽車都是通過無線電信號(hào)進(jìn)行通信，但條形碼具有強(qiáng)大的系統(tǒng)，可以作為備受歡迎的備份?！叭哂嗫偤玫模貏e對(duì)于無人駕駛汽車，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，很可能就是致命的。任何需要傳遞的信息，最好都能用多種方式傳遞，”他說。

Snyder說，一些解決方案會(huì)產(chǎn)生其他需要解決的問題。如果車輛涂有自潔涂層來保持傳感器清潔，則不用粘附在表面上的潤(rùn)色油漆來增加維護(hù)和修理的挑戰(zhàn)性。但是，對(duì)于涂料公司來說這是好事，因?yàn)樗麄儗⒉坏貌惶峁┬碌姆拦蝿?/p>

“除了重新油漆，難道還有其他防止污垢不粘住的辦法嗎？”Snyder問。“涂料就是我們的事業(yè)?！?/p>