新能源公共助力自行車相關設計研究
——以SHARED WIND WHEEL 共享風電單車為例

袁天楊

（魯迅美術學院，遼寧 沈陽 110000）

1 現有助力共享單車優勢及需要改進之處

隨著社會科技發展和人們生活節奏的不斷加快，共享單車因其快捷、低碳的優點越來越成為普及大眾的一項出行交通工具。市面上，各種品牌的共享單車層出不窮，摩拜單車，OfO，哈啰單車…，近年來還出現了共享電助力單車，即和共享單車具有相同功能的共享電動自行車，是較為新穎的一項租賃型交通工具，通過掃碼租借的方式，實現循環共享。

共享電單車利用車載電池供電的模式較好地解決了人們在騎行時體力不支的問題，并且其利用了電能這一清潔能源，同時符合了環境保護的理念。公共交通系統正是因為共享單車的存在更為完善。對于城市“最后一公里”的邊緣交通問題，共享單車也不失為一種有效的解決方案。不過通過實地考察，現有共享電助力單車在資源利用和交互模式上仍有一些改進空間。例如，在晚間，為了更換共享電單車內的電池，環衛工人常常需要駕駛大型卡車將單車運往指定地點，這樣往往導致人力以及電力資源的浪費。如何能在現有基礎上做出改進，在租賃過程上設計出一款更加親民的交互體驗，再合理利用其他新能源，從而替代需要不斷更換的電池，節約人力、電能與時間成本的三重耗費？隨著對這一問題的深入思考，便誕生了SHARED WIND WHEEL新能源助力單車這一設計想法。

同時，隨著環境保護的理念逐漸深入人心，再結合汽車、電動車等私有交通工具對城市空間的影響、新能源利用的普及、代表著年輕一代的共享理念普及的社會背景，新能源公共助力單車相關產業有望大行其道。

2 國內外現有助力單車現狀調研

2.1 國內助力單車相關設計調研

2.1.1 哈啰電助力單車

與其他普通的國內共享單車相對比，哈啰電助力單車最大的差別在于車座下的電池模塊和車把手上的剩余電量顯示器和加速握把手。不同于一般的電動車，這種單車需要踩幾圈腳踏板之后才能啟動，啟動之后只需要轉動加速握把即可行進。為了避免亂停亂放的問題，使用結束后，哈啰電助力車也需歸還在相應車位，否則將會收取額外費用。附近使用者的想法：雖然和非電助力共享單車相比，租賃費用比共享單車高，但他也經常選擇騎電助力車，因為它輕便又比自行車快，安全性上也勝過了電瓶車。

2.1.2 摩拜電助力單車

摩拜電助力單車在操作方式和騎行體驗與哈啰單車近似。不同之處僅在價格上稍超過了哈啰單車。附近使用者坦言價格雖偏高但仍在可承受范圍內。

2.2 國外助力單車相關設計調研

哥本哈根輪。由MIT 感應城市實驗室（MIT's Sensible City Lab）設計的哥本哈根車輪，可安裝在任意單車上，并可同時將單車改裝為混合動力單車，旨在幫助用戶付出最少的體力抵達目的地。哥本哈根輪的外表，即普通的單車輪中心附帶一個超大尺寸圓盤。這個光滑、明亮的圓盤結構猶如瑞士軍刀一般復雜、緊湊。它內部集成了多種電子部件并衍生出新功能。其中包含一個發動機、電池組和內部齒輪系統，他們可在騎行者每一次剎車時儲存能量由此為上坡時段提供額外動力。此外，車輪內還置了GPS 裝置和路況檢測裝置，可對途中的一氧化碳、氮氧化物含量、噪聲、溫度、濕度等信息進行檢測，通過藍牙模塊與智能手機互聯，便于廣大自行車愛好者們計劃自己的旅程。[1]

圖1 MIT 感應城市實驗室所設計的哥本哈根輪

3 SHARED WIND WHEEL 共享風電單車的設計思路

我們的設計切入點是借用風能這一永不枯竭的清潔能源，提出風電助力自行車這一概念。無論在停靠還是騎行時車輪內的風葉均可接受風力進行充電，產生的電能將儲存在內置的鋰電池中，通過車把上的按鈕實現控制助力。

在運營模式上，由于充電模式之一也可為通過用戶腳踏，將人力動能轉換為電能，我們決定為愿意提供動力的用戶發放資金獎勵，同時還能為用戶提供鍛煉身體的機會，實現有償健身。而想租賃自行車，利用電能助力的用戶只需要繳納費用來使用共享電單車。這一流程無疑也達到了資金的良性循環。

3.1 新能源的利用

3.1.1 新能源利用的意義

新能源又稱為非常規能源，廣義上的新能源包括太陽能、風能、生物質能、地熱能、水能和海洋能以及由可再生能源所衍生出的生物燃料和氫所產生的能量，還包括對常規能源進行創新利用而產生的能源[2]。這些非常規能源資源豐富、可再生、清潔干凈，是十分有前景的可替代能源。[3]

石油和天然氣無疑會在未來十年間成為我們主要倚靠能源的一部分，但我們不能完全依靠它們，而需要從現在開始開發風能、核能、潔凈碳、地熱能、生物能等新能源。

事實上，解決新能源問題的重要方法是各位市民都能參與到能源的生產和消耗中來，同時，可供使用的最大量能源來自于我們每天低能效浪費的能源。[4]

3.1.2 風能

新能源中風能是地球上自然能源的一部分，太陽輻射的能量到地球表面約有2%會轉化為風能。廣義上的風能是空氣的動能，指風所負載的能量，由太陽輻射提供能量，因冷熱不均產生氣壓差異，導致空氣水平運動形成風。風速和空氣的密度決定風能的大小。

在風能的開發與利用上，我國是世界上最早利用風能的國家之一。公元前數世紀，我國就利用風力提水、灌溉、用風帆推動船舶前進。風力發電是利用風力帶動風車葉片旋轉，再通過將旋轉的速度提升來促使發電機發電。近些年我國小型風力發電技術開發應用發展比較快，發電機機型已成系列，性能、結構工藝、制造質量和可靠性已接近國外先進水平。

圖2 SHARED WIND WHEEL 結構及充電方式

3.2 設計語義

在SHARED WIND WHEEL 共享風電單車的設計過程中，產品語義學在工業設計的各方面都有豐富的理論知識來加以運用，融入語義學知識，將更適于在新的社會背景下探索更有設計感的未來共享單車外形，提升用戶體驗的同時更能加強這一共享交通工具的美感。

產品語義學這一概念由美國工業設計師協會（IDSA）所舉辦的“產品語義學研討會”中予以定義：產品語義學乃是研究人造物的形態在使用情境中的象征特性，以及如何應用在工業設計上的學問。它突破了傳統設計理論將人的因素都歸入人機工程學的簡單作法，擴寬了人機工程學的范疇；突破了傳統人機工程學僅對人物理及生理機能的考慮，將設計因素深入至人的心理、精神因素。隨著社會發展與進步、物質的極大豐富、消費層次進一步細化，人們對產品的精神功能需求不斷提高，產品造型除表達其的功能性目的以外，還要透過其語義特征來傳達產品的文化內涵，體現特定社會的時代感和價值取向。正如法國著名符號學家皮埃爾·杰羅所說的，在很多情況下，人們并不是購買具體的物品，而是在尋求潮流、青春和成功的象征。

在SHARED WIND WHEEL 共享風電單車的設計語義中融入了風車的元素。該形態去除了以往單車的沉重感，將風車的輕盈感融入其中，白與紅的顏色同時也是潔凈與活力的象征。

4 SHARED WIND WHEEL 共享風電單車的功能設計

SHARED WIND WHEEL 共享風電單車在作為一個交通工具的同時，還可成為一套健身系統，我的最初想法是靠騎行或停靠時經過的氣流推動輪轂上的小型風力發電機進行充電。這個過程的本質是將風能產生的機械能轉換為電能，在這個前提下，我們同樣可以直接借助機械能來產生電能，這就可以利用用戶在騎行時腳踏所產生的機械能，不過在產生機械能蓄電的過程同樣也是一個費力的過程，我們便可以將此設計推廣為一項健身設施，依據愿意提供體力的人所貢獻的動能多少為其發放獎勵，在健身的同時獲得收入，為市民帶來有償健身，一舉兩得的效果。

與以往電助力單車的不同之處是，人們可選擇時段進行助力。用戶在上坡騎行或體力不支時，可觸動車把上的藍牙傳感器開關開始助力，這樣一來可以起到節約能源的功效。

圖3 SHARED WIND WHEEL 工作方式

5 SHARED WIND WHEEL 共享風電單車的服務流程價值

當今社會健身已經成為了一種時尚，全民健身也已經成為了一種趨勢，隨著時代的進步和人們生活水平的提高，在當科技和機器代替了很多原有勞動力時，健身必然會發展為一股熱潮，畢竟若人類長期缺少運動，身體的各項機能都會慢慢退化，甚至會產生病變。

盡管現在小區內設有許多公共器材，卻因其功能限制脫離不了原地活動的狀態，在以上情況下，我們便可以介入共享的想法來思考市民健身熱潮和避免過度消費的問題，將SHARED WIND WHEEL 共享風電單車作為健身器材并可在市民達到一定運動量時提供資金反饋，必定會激起市民的體驗熱情。將其替代于現有共享單車是一個有著可持續發展觀念的目光長遠的選擇，若經過大力推廣，必定會引起熱烈的反響。

與此同時，共享模式下的代步工具“成本低廉”的特點也將成為驅動消費的主要因素，其實城市個人交通工具小型化的意義不僅僅在于降低了生產成本，更具有實際意義的是小型化代步工具將會大大減少城市道路占道比及停車空間。小型、輕量化城市代步工具無疑將成為中國的國民交通工具。[5]

6 結束語

如何使城市公眾出行更為綠色、便捷、合理是城市發展過程中的必經之路。凱文·凱利在《The Inevitable ：Understanding the 12 Technological Forces That Will Shape Our Future》（中文譯名：《必然》）一書中提出過Anything that can be shared，will be shared（能共享的一切終將被共享），我們可以通過現在的國內外環境大趨勢發現共享經濟已經逐步走向正規。

針對我的SHARED WIND WHEEL 共享風電單車設計過程，本文融合了新能源利用、綠色設計理念、提高人與公共設施的交互密切性和新時代共享理念的應用，同時剖析了市面上現有共享單車所存在的問題。為改善人們出行條件和緩解城市交通壓力提供了一些解決辦法。但從現在的交通體系來看，想要得到具體方案的落實，仍需作出努力。

愿通過SHARED WIND WHEEL 共享風電單車設計這一案例，我們能展望和完善未來交通體系及其運營模式的預測，愿在未來的公共空間內提高市民與公共設施的交互親密度，通過貫徹可持續發展的理念來滿足交通出行能源的自給自足。