會變色的汽車

張司鈺

01 E Ink Prism可變色電子紙運用雙色電子墨水系統，透過程序編碼控制白色墨水粒子與另一種顏色墨水粒子，讓可變色電子紙在雙色間呈現漸層或閃動的變化。

02 E Ink Prism可變色電子紙因動態設計材料的獨特性，被BMW應用于概念車BMW iX Flow，E Ink Prism能讓車身顏色以動態流動方式，從黑色變為白色。

除了作為代步工具滿足基本出行需求，汽車還能成為什么？從車內KTV到移動私人影院，越來越多天馬行空的想象正被用在量產車上。而在概念車階段，創作的邊界更加寬廣，比如，一輛汽車的顏色不是固定的，且不再需要刷漆這樣的“體力活”，而是能像變色龍一樣實時變色—這已經成為可能。

在2022年美國消費電子展上，寶馬展現了一項最新研究成果：利用“電子墨水”技術，寶馬BMW i X F low車型可以實現車身一鍵變色。司機只需按一下按鈕，汽車外殼乃至輪轂就可以在黑、白、淺色條紋、深色條紋之間切換。基于此，車主無需再糾結購買什么顏色的汽車，再靚麗的色彩，似乎都比不上可以隨時變換的車身顏色更能彰顯個性。

資料來源：E Ink官網

資料來源：根據公開資料整理

雖然聽起來酷炫，其實BMW i X F low使用的電子墨水技術離我們并不遙遠。偶爾用來“壓泡面”的Kindle電子閱讀器，就是該技術最廣為人知的應用場景；2021年9月寶馬推出的Vision Amby自行車，其號碼牌也是一塊電子墨水屏。

電子墨水使用的原料其實與印刷業使用的有點相似，只不過融合了化學、物理學、電子電路等領域的知識和技術。電子墨水由數百萬個微膠囊（microcapsules）構成，其大小約等于人類頭發的直徑。每個微膠囊里含有電泳粒子，白色粒子帶負電荷，黑色粒子帶正電荷，它們懸浮于透明液體中。當電場接通時，利用正負相吸的原理，相對應的黑色粒子或白色粒子會移動至微膠囊的頂端，由此，使用者就能看到白色或黑色。

寶馬BMW i X F low使用的便是研發的EInk Prism可變色電子紙。1992年在中國臺灣成立的元太科技，因2009年并購了美國E-Ink公司，成為了全球唯一具有上游電子墨水技術與中游電子紙制造技術的公司。E Ink Prism運用雙色電子墨水系統內含白色墨水粒子與另一種顏色墨水粒子，透過程序編碼控制，可變色電子紙可以在兩種顏色間呈現漸層或閃動的變化。元太科技告訴《第一財經》雜志，E InkPrism可變色電子紙擁有紅、黃、藍、綠、黑、棕等不同的顏色，寶馬從中挑選了黑色粒子，用于車身黑白顏色的切換，驅動過程中，諸多黑白粒子混合在一起出現“混色”，即形成灰色的效果。

“在設計E Ink Prism可變色電子紙的顏色時，紅色、綠色、藍色是三原色（RGB），肯定要有，黑色最容易搭配，也要有。紅色粒子與黃色粒子因為醒目，頻繁被廣告商選取，其他顏色就都是與多位設計專家討論后，為了呈現更多元的效果，搭配出來的。”元太科技產品行銷處處長梁予介紹道。

此前，電子墨水屏應用最廣的場景多是二維平面，對于凹凸不平的三維立體車體而言，如何將選好的可變色電子紙嚴絲合縫拼接到車身上，是一道難題。梁予對《第一財經》雜志介紹，E Ink Prism可變色電子紙相對普通紙張較硬，但具有一定的柔性，可以貼合任意表面，不過在某些棱角處，仍然需要采用鐳射切割技術將需要形狀或線條切割出來，能讓EInk Prism可以更服貼于表面。

從數學的角度來看，將三維立體的圓球無限切割，就會變成無數個二維圓。寶馬便是通過這樣的方法將車身“降維”的。寶馬通過“生成式設計”（一種A I算法輔助的設計方法），為車身計算出專屬圖案，經過反復嘗試，找到最精確的角度，將E Ink Prism可變色電子紙與車身貼合在一起。最后，再給車身上的可變色電子紙涂上防水層，BMW iX Flow的“變色外衣”便制作完成。

找準合適的角度鐳射切割并不容易。此外，因為每一片E Ink Prism可變色電子紙都需要接口，如何在拼接的過程中將控制板“藏”起來，又如何保證中央控制系統能使每一片電子紙連通從而保持顯示的一致性，也是一個技術難點。

那么，如果一片E Ink Prism可變色電子紙因受到撞擊而損壞，是否會影響整體的顯示效果？目前沒有足夠的信息表明當寶馬BMW i XFlow車身遇到剮蹭，需替換多大范圍的電子墨水屏才能保證正常的變色效果，梁予表示，在很多應用場景中—比如動態墻面—每一片E Ink Prism可變色電子紙可依設計的需求成為獨立的顯示單元，若其中一片損壞，在中央控制板沒有損壞的情況下，動態墻面可以繼續顯示，只需要更換壞掉的部分。

電子紙還有一個優勢：低能耗。以電子紙標簽和電子紙廣告牌為例，過去7年，全球共安裝約6億個3寸左右的電子紙標簽，假設每天更換4次價格信息，使用紙質標簽所產生的二氧化碳排放量是電子紙標簽的3.2萬倍；若以3000萬張10英寸電子紙廣告牌取代同尺寸LCD廣告牌，持續使用5年且每天更換4次顯示畫面，將省去LCD廣告牌36億度的電力消耗，而生產這些電子紙只需要消耗900萬度的電。

寶馬BMW i X F low也并非僅僅為了酷炫才運用電子墨水技術。由于電子紙是反射式、雙穩態的顯示技術，因此只在短暫的變色過程中消耗少量電能，維持顏色狀態則不產生能耗。據寶馬介紹，“電子墨水”在讓車身顏色變換的同時，可以提升車內舒適性，從而降低電氣系統所需能量。比如，相比黑色，白色表面能夠反射更多陽光，所以，若將車身顏色變為淺色，可相應減少外部強烈陽光照射和高溫對車輛內部的影響，防止中控臺、儀表板等內飾過熱。而在溫度較低的情況下，又可以將車身變為深色，有助于從陽光中吸收更多熱量，減少空調加熱所需的能耗，增加電動續航里程。

但由于法規嚴苛，加上成本較高，BMWiX Flow仍處于概念車階段，是否量產還是未知數。不過，E Ink Prism可變色電子紙已經有非常多量產應用場景，比如廣告牌、公交站牌、商品價簽、行李牌、墻面……“未來電子紙還能覆蓋更多物體的表面，根據應用與軟硬件結合，使傳統不會動的表面智能化且可持續。”梁予說道。

采用可變色電子紙的客戶普遍有幾個訴求：酷炫、讓空間有變化感、可持續，以及能夠傳遞信息。其中，信息傳遞在城市智慧化的過程中是電子紙非常重要的目標，以視覺也就是最直覺的方式，告訴用戶對象的信息，同時不產生光污染與碳排放。而寶馬BMW iX Flow在這方面也做了一些極具創意的嘗試。比如，在偌大的停車場里，車主可以通過色彩變換時的閃爍定位尋找自己的汽車，車體電量多少也可以在車身外部顯示。

2022年5月，寶馬與初創公司Brainboost合作，通過結合“電子墨水”技術與神經科學技術，BMW iX Flow還可以對人體的腦電波做出反應—體驗者的大腦狀態被投射于車身，車身的顏色變化可以反映體驗者的大腦活動情況。比如，當大腦處于休息狀態時，車身上的顏色變化趨于平穩，且有節奏感；當大腦變得活躍，車輛會開始迅速變換顏色。

“你可以決定你想穿什么，你的社交媒體狀態是什么，也可以決定你的車是什么樣子。汽車也可以成為人們表達不同情緒的載體。”該“變色車”項目的負責人Stella Clarke表示。