在每年7月舉行的環(huán)法自行車大賽(Tour de France)，向來是受到全球?qū)I(yè)與業(yè)余自行車愛好者關(guān)注的焦點(diǎn)；在今年的賽事轉(zhuǎn)播中，美國NBC電視臺(tái)的一位評(píng)論員表示，在選手行進(jìn)路線中都會(huì)有騎著摩托車的巡邏員以手持式掃描儀，偵測自行車所散發(fā)的熱電場(thermal electric fields)；以防杜車手用電動(dòng)馬達(dá)來作弊。

環(huán)法自行車大賽主辦單位使用的掃瞄儀器，是由CEA (即法國原子能委員會(huì))所開發(fā)的紅外線攝影槍；該設(shè)備用以擷取每輛自行車的熱度范圍(thermal envelop)，而藉由發(fā)現(xiàn)其異常可判斷自行車車架中是否嵌入了微型馬達(dá)──這能在選手爬坡或是直線加速時(shí)提供助力，但采用微型馬達(dá)在比賽中會(huì)被視為作弊行為。

國際自行車聯(lián)盟(International Cyclists’ Union，UCI)與環(huán)法自行車大賽主辦單位的作法并不能被視為偏執(zhí)，因?yàn)檫@場有21段、總長2,200英哩(約3,540公里)的賽事，除了展現(xiàn)美麗的法國鄉(xiāng)村風(fēng)景，也是全球自行車運(yùn)動(dòng)的盛會(huì)；而觀眾們能從現(xiàn)場電視轉(zhuǎn)播能近距離看到選手們的激烈競爭過程，比賽是否公平進(jìn)行非常重要。

在國際運(yùn)動(dòng)賽事中以科技作弊──UCI使用的專業(yè)名詞是“技術(shù)詐欺(Technological Fraud)”──是非常嚴(yán)重的事情；而不同于運(yùn)動(dòng)選手服用禁藥來增強(qiáng)體力，這種技術(shù)詐欺很罕見、也不容易成功。對此我們會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)疑問可能是：嵌入自行車的微型馬達(dá)需要多大或是得產(chǎn)生多大的熱度范圍，才能被路側(cè)的掃描儀發(fā)現(xiàn)？

若要加強(qiáng)自行車選手的速度與表現(xiàn)，可能會(huì)需要使用相當(dāng)大的馬達(dá)；那可能不容易隱藏在自行車座椅或是車軸中。該種馬達(dá)以及其電池──特別是電池──還會(huì)為自行車添加重量，使得機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢被削減。

而到目前為止，只有一位參加了世界越野自行車錦標(biāo)賽(Cyclocross World Championships，今年1月底在比利時(shí)舉行)的選手，被正式指控在自行車座椅中加裝微型馬達(dá)，不過并沒有相關(guān)公開消息顯示其作弊行為是如何達(dá)成，或是該選手能因此取得哪些競爭優(yōu)勢。

太小沒有用，太大藏不住…

技術(shù)人員在這方面會(huì)意識(shí)到一種權(quán)衡：你可以把微型機(jī)械(如MEMS組件)縮小到顯微尺寸，方便塞進(jìn)自行車座椅內(nèi)，但無法得到任何力矩；相反地，你可以為自行車加掛一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)以協(xié)助爬坡或競速，但那種尺寸的馬達(dá)很難被藏起來。

參考目前市面上電動(dòng)單車/自行車的規(guī)格，或許可以取得一些線索。例如Currie Electro-Drive這家公司，能為通勤者或是長距離騎乘者提供一系列電動(dòng)單車解決方案；知名自行車品牌萊禮(Raleigh)也是他們的客戶之一。

*Raleigh電動(dòng)單車(Misceo iE)配備一個(gè)大電池，不但笨重也很難在運(yùn)動(dòng)賽事中被隱藏
（來源：Currie Electro Drive）*

根據(jù)Raleigh提供的資料，電動(dòng)馬達(dá)通常會(huì)放置在自行車以下三個(gè)位置中的一個(gè)：前輪、后輪或是中央傳動(dòng)軸；下圖所示是裝設(shè)在自行車底部支架、接近中央傳動(dòng)軸的馬達(dá)。

（Sorce：SAE）

(Source: Currie Electro Drive)

(Source: Currie Electro Drive)

裝設(shè)在自行車中央傳動(dòng)軸的電動(dòng)馬達(dá)，能產(chǎn)生350W動(dòng)力…這也不容易在自行車賽事中隱藏

而Raleigh的數(shù)據(jù)亦顯示，大多數(shù)電動(dòng)單車會(huì)采用踏板輔助傳感器，將馬達(dá)提供的動(dòng)力與騎乘者的力量自然結(jié)合；不同種類傳感器會(huì)量測踏板曲軸的旋轉(zhuǎn)(踩踏節(jié)奏)、踏板壓力(扭矩)以及車輪轉(zhuǎn)速，然后用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來處理傳感器饋入數(shù)據(jù)，以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。

Raleigh的文件數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)在美國市場上的電動(dòng)單車都會(huì)配備一個(gè)“油門(throttle)”，就像摩托車油門那樣，讓自行車騎手自己控制馬達(dá)要提供0~100%的速度；而若將“油門”開到最大，電動(dòng)單車動(dòng)力可達(dá)到約300W (約二分之一匹馬力)；當(dāng)然馬達(dá)動(dòng)力還可以開到更大，只是這很容易耗盡電池動(dòng)力。

電動(dòng)單車不但笨重(特別是配備7.9Ahr容量電池)，價(jià)格也不便宜，約4,000美元。標(biāo)準(zhǔn)配備的電動(dòng)自行車一般能支撐體重最高達(dá)300磅(lbs，約136公斤)的騎手，不過時(shí)速頂多20英哩(32公里；環(huán)法自行車大賽的選手平均體重約68公斤，而直線時(shí)速可達(dá)48公里)；但是無論如何，到底要怎么在競賽用自行車內(nèi)藏一顆300W的馬達(dá)，實(shí)在令人費(fèi)解。

*在環(huán)法自行車賽騎自行車的人被提醒謹(jǐn)防“技術(shù)欺詐”：自行車的速度和轉(zhuǎn)矩因嵌入式微電機(jī)而大大增強(qiáng)...
（Source：NPR）*

未來的電動(dòng)單車

不提它是否可能被用來在運(yùn)動(dòng)競賽中作弊，電動(dòng)單車市場近來確實(shí)有一些技術(shù)進(jìn)展；市場研究機(jī)構(gòu)IDTechEx的分析師Peter Harrop最新報(bào)告指出，有一家來自丹麥的混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)制造商Bike2 (Bike二次方)，提供能適用船只與飛機(jī)、也適用自行車的動(dòng)力系統(tǒng)，其運(yùn)作原理是讓自行車踏板能為發(fā)電機(jī)充電，然后驅(qū)動(dòng)位于后輪的無齒輪(gearless)混合動(dòng)力馬達(dá)。

上述方案免除了配備笨重電池的需要，而全電動(dòng)式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(gearless)，能適合各種類型的自行車。Bike2將其技術(shù)比喻為1960、70年代的全自動(dòng)汽車變速箱，能為汽車駕駛省下手動(dòng)換檔的力氣；而加裝了混合動(dòng)力系統(tǒng)的自行車踩踏與轉(zhuǎn)向，號(hào)稱與全機(jī)械腳踏車完全一樣。目前該公司鎖定的目標(biāo)客戶是生產(chǎn)都會(huì)通勤自行車的制造商。

Harrop認(rèn)為，Bike2的技術(shù)可能會(huì)獲得一些擁有自行車共乘方案(編按：例如YouBike)的大城市青睞；或是為上海、臺(tái)北等，民眾不是已經(jīng)拋棄自行車改開高級(jí)房車、就是摩托車充斥馬路的城市，減少一些二氧化碳排放量、達(dá)到環(huán)保效果。

Bike2的技術(shù)還有另一個(gè)賣點(diǎn)，就是可以模擬某個(gè)自行車路線的路況，例如是鄉(xiāng)間道路、爬坡…讓騎手在踩踏時(shí)有身歷其境的感覺；這種技術(shù)是搭配一輛像是健身房用的自行車，并能結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)畫面與路線圖，提供越野自行車選手進(jìn)行訓(xùn)練或是無法參加環(huán)法自行車大賽的單車愛好者過干癮。

而事實(shí)上有一家名為Pro-Form的跑步機(jī)與固定式腳踏車等健身器材制造商，號(hào)稱可提供環(huán)法自行車大賽“官方訓(xùn)練自行車”的廠商；該公司的訓(xùn)練仿真器路線是由Google Maps提供，受訓(xùn)者可以選擇一條想嘗試的路線，由Google提供的街景圖則會(huì)顯示固定式自行車配備的10吋屏幕上，自行車會(huì)模擬路途中騎手會(huì)感受到的路況。

無論如何，只要你不是參加國際賽事，嵌入式馬達(dá)與自行車的搭配完全合法，而且技術(shù)正突飛猛進(jìn)，能帶給你更多的休閑樂趣！

編譯：Judith Cheng

本文授權(quán)編譯自EE Times，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載

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