스마트 모핑 가능한 표면의 작동 방식


다음에 아래를 내려다보면서 허벅지에 셀룰라이트가 보이더라도 절망하지 마십시오. 이러한 보조개는 실제로 당신을 더 빠르고 공기역학적으로 만들 수 있습니다.

아니, 농담이 아니다. 스마트한 변형 가능한 표면에 대해 알게 되면 당신의 코티지 치즈가 축하할 만한 가치가 있다는 것을 알게 될 것입니다. 또한 우박으로 인해 자동차가 찌그러지는 것이 연료 절약에 도움이 될 수 있다는 사실도 알게 될 것입니다. 적어도 일부 운전 상황에서는 그렇습니다. 그러나 자동차나 피부의 흠집을 축하하기 전에 스마트한 모핑 가능한 표면이 어떻게 작동하는지 알아야 합니다.

스마트 모핑 가능 표면 또는 스모프는 주변 및 내부 조건에 따라 변경되는 표면입니다. 당신의 피부는 일종의 스모프와 같습니다. 체중이 증가하는 것처럼 피부 내부의 상태가 바뀌면 피부도 그에 따라 바뀝니다. 예를 들어 Doritos를 너무 세게 치기 시작하면 배가 커질 것입니다. 좋은 소식은 청바지와 달리 청바지와 함께 피부가 자랍니다. 임신했거나 임산부의 배를 본 적이 있다면 피부가 성장하는 신체 부위에 따라 늘어지고 팽팽해질 수 있다는 것을 알고 있습니다. 아기를 낳거나 도리토스를 당근으로 바꿔서 신체 부위가 줄어들면 일반적으로 피부도 다시 줄어들 것입니다.

물론 우리의 피부가 항상 완벽하게 축소되는 것은 아닙니다. 큰 체중 감량 후에는 느슨한 피부와 튼살이 생길 수 있습니다. 피부는 신체 내부의 상태에만 반응하지 않습니다. 욕조에 너무 오래 있으면 손가락이 쭈글쭈글해집니다. 추운 날 알몸으로 밖에 나가면 소름이 돋을 것입니다(대부분의 장소에서 공개 누드는 불법이기 때문에 인용문도 있음). 스모프는 항상 매끄럽고 매끄럽지 않으며 신체 내부 및 외부 조건에 반응할 수 있다는 점에서 일종의 피부와 같습니다. 어떤 경우에는 스모프의 딤플이 자동차의 공기 역학과 연비를 향상시킬 수 있습니다. 스트레치 마크만 동일한 작업을 수행할 수 있다면. 미래에 운전할 수 있는 자동차가 어떻게 1분 동안 움푹 들어간 곳이 있고 다음에는 매끄럽게 변하는 피부를 가질 수 있는지 알아보려면 계속 읽으십시오. 이 모든 것은 운전 조건에 달려 있습니다.

콘텐츠
  1. 보조개 및 공기 역학
  2. MIT에서의 스모프
  3. 스마트 모핑 가능한 표면 및 자동차

>보조개 및 공기역학


좋은 오후에 드라이빙 레인지로 가시면 자동차에 스모프를 사용하는 것에 대한 영감을 얻을 수 있습니다. 흐릿하고 주름진 외관을 가진 골프 공은 엔지니어와 다른 연구원들이 스모프에 대해 수행하고 있는 작업 중 일부를 알려주는 데 도움이 되었습니다. 이 연구는 자동차의 피부가 움푹 패인 피부로 전환되어 연비가 향상될 수 있습니다.

골프 공이 항상 의도적으로 움푹 들어간 것은 아닙니다. 사실 1800년대 중반까지만 해도 골프공은 부드러우며 플레이 중에만 움푹 들어간 부분이 있었습니다. 라운드당 100번 정도 맞으면 결국 약간의 찌그러짐과 움푹 들어간 곳이 생깁니다. 골퍼들이 오래되고 움푹 들어간 공이 더 멀리 간다는 것을 알아차리기 시작했을 때, 그들은 새 골프 공에도 동일한 성능을 요구하기 시작했습니다. 그리고 제조업체가 움푹 들어간 공을 판매하기 시작하면서 현대적인 딤플 골프공이 탄생했습니다.

골프공의 딤플은 움푹 들어간 곳이 공기가 공에 "붙는" 것을 허용하지 않기 때문에 더 멀리 가는 데 도움이 됩니다. 대신 딤플은 공이 이동할 때 공에 가장 가까운 공기를 방해합니다. 각 보조개는 공 주위에 작은 미니 사이클론을 만듭니다. 공의 표면은 공기가 흐르고 있는 매끄러운 구체처럼 보이지 않고 결국 찻잔을 탄 것처럼 보입니다. 구체는 공기를 통과하지만 주위에 공기를 꼬는 더 작은 원이 있습니다. 그 소용돌이 운동은 공 주위의 공기를 더 빠르게 이동시켜 공이 직면하는 바람 저항을 줄이는 데 도움이 됩니다. 바람 저항이 적다는 것은 공을 주어진 거리로 이동시키는 데 필요한 에너지가 적다는 것을 의미합니다.

자동차에서 바람 저항이 적다는 것은 도로를 따라 앞으로 나아가는 데 필요한 에너지가 적다는 것을 의미합니다. 이는 더 나은 연비로 해석됩니다. 또는 전기 자동차에 대해 이야기하는 경우 배터리 소모가 적습니다. 아직 차에 골프채를 가져가지 마십시오. 자동차의 보조개는 특정 상황에서만 효율성을 향상시킵니다. 바로 여기에서 스모프가 등장합니다.

>MIT의 스모프


이것은 단지 추측일 뿐이지만, 대부분의 소비자는 연비가 향상된다 하더라도 구겨진 차를 사고 싶어하지 않을 가능성이 높습니다. 문제는 보조개가 일부 상황에서만 바람 저항을 줄인다는 것입니다. 다른 상황에서는 매끄러운 피부가 바람직합니다. 자신의 피부와 마찬가지로 스마트한 변형 가능한 표면은 주변 조건에 맞게 조정할 수 있습니다.

풍선과 같은 스모프를 생각해 보십시오. 풍선을 불면 풍선의 표면이 부드럽고 단단해집니다. 그러나 풍선 내부의 공기 부피가 변경되면(예:누출이나 공기 온도 변화로 인해) 풍선 표면이 부드럽고 유연해집니다. 과학자들이 자동차의 공기 역학과 연비를 개선할 것으로 기대하는 스모프의 경우 주름이 생길 것입니다. 이러한 주름은 보다 효율적인 자동차를 만드는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.

부드러운 부분에서 움푹 들어간 부분으로 변경하면 스마트 모핑 가능한 표면의 "모핑 가능성" 구성 요소가 포함되지만 이름의 "스마트" 부분도 핵심 구성 요소입니다. 추울 때 피부에 "소름이 돋을 때"라고 말할 필요가 없습니다. 직면한 조건에 따라 무엇을 해야 하는지 알고 있습니다. 스모프는 같은 방식으로 작동합니다. 그들은 가장 공기역학적인 표면을 만들기 위해 직면한 조건에 반응합니다.

매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들은 조건에 반응하고 움푹 들어간 곳이나 매끄럽게 됨으로써 그들이 직면하는 공기 저항을 줄이는 실리콘 기반 스모프를 만들었습니다. 보조개를 만들기 위해 연구자들은 스모프의 내부 공간을 감압합니다. smorph는 주름과 보조개 패턴을 ​​형성하여 갑자기 맥주 배를 잃은 사람의 피부처럼 내부 볼륨의 변화에 ​​반응합니다. 내부 볼륨이 증가하면 스모프가 부드러워집니다.

자동차의 경우 센서, 컴퓨터 및 소프트웨어를 차량의 외피에 연결하여 저항을 줄이고 연비를 개선하기 위해 필요에 따라 항력 측정을 확인하고 피부의 특성을 조정할 수 있습니다.

>스마트 모핑 가능한 표면 및 자동차


골프공이나 Mabel 이모의 허벅지(둘 다 항상 움푹 들어간 부분)와 달리 스모프는 내부 ​​재료의 양에 따라 매끄럽거나 주름이 생길 수 있습니다. 골프공은 딤플이 공기역학 개선을 멈추는 속도 이상으로 올라가는 경우가 거의 없기 때문에 이 작업을 수행할 필요가 없습니다. 반면에 자동차는 골프공보다 훨씬 빠르게 갈 수 있습니다. 고속에서 딤플은 실제로 바람 저항을 증가시킵니다. 이것이 바로 우리가 차에 보조개를 추가하는 것을 미루라고 말한 이유입니다. 고속도로를 달리면 집에서 만든 움푹 들어간 곳이 속도를 늦추기 시작할 것입니다.

연구원들은 스모프가 조건에 따라 항력을 최소화하고 공기역학을 최대화하기 위해 자동차 외부를 조정할 수 있다고 생각합니다. 자동차가 상대적으로 천천히 가는 경우 스모프는 보조개를 드러내고 항력과 자동차가 이동하는 데 필요한 에너지 양을 모두 줄일 수 있습니다. 차가 더 빨라지면 스모프가 스스로 부드러워져 차가 공중에서 미끄러질 수 있습니다. 자동차 외부의 센서는 바람의 저항을 읽고 필요에 따라 자동차의 피부를 조정할 수 있습니다.

오늘날 자동차는 대부분의 상황에서 최대한 공기역학적으로 설계되었습니다. 그러나 자동차가 일반적인 공기 역학에서 얻는 것은 특정 상황에서 공기 역학에서 잃는 것입니다. 스모프 스킨이 있는 차는 조건에 관계없이 가능한 한 효율적이 되도록 지속적으로 변경될 수 있습니다.

스마트한 변형 가능한 표면을 가진 자동차는 아직 갈 길이 멀지만 스모프는 자동차 디자인뿐만 아니라 항공 우주 공학 및 건축 자재에도 흥미로운 가능성을 열어줍니다. 예를 들어 표면이 변형 가능한 건물은 기존 재료로 만든 건물보다 강풍을 더 잘 견딜 수 있습니다.

깔끔하죠? 그리고 당신은 당신의 셀룰라이트가 당신을 위해 아무 것도 하지 않는다고 생각했습니다.

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저자 노트:스마트 모핑 가능한 표면 작동 방식

자동차의 연비를 개선하는 방법에 대해 생각할 때 대부분의 사람들은 실제로 자동차를 움직이는 기술 또는 연료를 공급하는 요소에 주목합니다. 대중 시장 자동차에 알루미늄 및 탄소 섬유와 같은 재료를 사용하면서 우리가 자동차를 만드는 데 사용하는 재료가 효율성 향상에 기여할 수 있는지에 대해 의문을 갖기 시작한 것은 최근입니다. 대부분의 사람들은 미래의 자동차를 상상할 때 교통 체증을 가로지르는 매우 매끄러운 자동차를 생각합니다. 움푹 들어간 피부를 가진 변신 자동차는 트론 스타일의 느낌이나 모양이 완전히 같지 않을 수 있지만 지난 주에 평행 주차를 하려고 할 때 휀더에 움푹 들어간 곳을 보니 확실히 기분이 좋아집니다.

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>출처

  • 베닝턴-카스트로, 조셉. "스마트 모핑 가능한 표면은 마음대로 딤플 수 있습니다." MRS 게시판. 39. 8. 655–655. 2014년 8월. (2014년 10월 20일) http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=9319822&fileId=S0883769414001766
  • 챈들러, 데이비드 L. "변형 가능한 표면이 공기 저항을 차단할 수 있습니다." MIT 뉴스. 2014년 6월 24일. (2014년 10월 20일) http://newsoffice.mit.edu/2014/morphable-surfaces-could-cut-air-resistance-0624
  • 하드, 앤드류. "그건 풍선껌이 아니라 MIT의 '모핑 가능한' 미래 자동차 스킨입니다." 디지털 트렌드. 2014년 7월 29일. (2014년 10월 20일) http://www.digitaltrends.com/cars/smorph/
  • 스톡턴, 닉. "내일의 가장 빠른 자동차는 모핑 가능한 스킨으로 덮일 수 있습니다." 열광한. 2014년 7월 24일. (2014년 10월 20일) http://www.wired.com/2014/07/the-futures-fastest-cars-could-be-covered-in-morphable-skins/