印度裔女博士造出會飛的電動船馬斯克搶試駕
繼新能源車後,電動船(Electric Boats)開始創投兩旺,許多資本也紛紛「下水」一探究竟。有廠商把電動船插上了翅膀。電動水翼船帶著「節能」、「環保」的標籤進入民用市場,在水上交通「捲」了起來。根據Marketingmarinas,Candela(瑞典)、Navier(美國)、Brunswick Corporation(美國)是電動水翼技術領域三個出名的生產商。
其中,Navier將未來的水上出租看做關鍵市場。麻省理工博士、航空航天工程師Sampritii Bhattacharyya和船舶愛好者、海事領域工程師Reo Baird在2019年共同創立了Navier。團隊內還有美洲盃帆船賽工程師兼水翼專家Paul Bieker、前Google、Uber前飛行控制主管Kenny Jensen。
這家休閒電動水翼船製造公司在2022年2月獲得720萬美元的種子輪,領投方是Treble、Global Founders Capital,參與投資的有Next View、Liquid2、Soma Capital、Precursor Ventures。
據說,今年2月底,馬斯克抽出時間駕駛了Navier的電動船。他對Sampritii說:「這才是建造船的正確方法,電動+飛行。」上週,Tim Draper也上船試了一下,留下評價:非常順暢(This is smooth as silk!)。
圖源:Sampritii領英分享
飛起來的電動船
“汽車已經在邁向電動化的路上,電動飛機也抬上了日程,我們的目標是在海上空間實現電動化”,Navier的CTO Kenneth Jensen表示。
去年9月,前SpaceX工程師創辦的Arc Boats交付了第一款電動船Arc One,操作螢幕和方向盤和特斯拉很相似,220千瓦時電池,續航5小時,承載12人,「水上特斯拉」這一概念激起大眾熱烈討論。
有評論認為,電動船這一目標不好實現,因為其所需電池數量可能高於電動車,加上水對船體的外阻力會讓船消耗更多的能量。以及,現在碼頭的充電樁並不普及,海上沒有充電器,將極大限制電動船的里程。
而水翼船電動化後,至少可以解決阻力問題。
水翼和機翼的原理差不多,當船的速度逐漸增加,船舶能從水裡「飛」起來。維基百科介紹,水翼船是一類特殊設計的船舶,船體底部有支架,裝上水翼類似飛機機翼提供升力,將船身抬離水面(被稱為“水翼航行”),減少摩擦阻力,提升船的速度和燃油效率,有表面穿透式和全浸式兩類。
圖源:維基百科
相較傳統船舶,水翼船的飛行狀態迎風升力,具有高速性能,能適應不同深淺的水域。
船隻的水翼設計並非近年才有。1845年,納維-斯托克斯方程式使造水翼船成為可能,這也是Navier命名由來。波音早在上世紀七十年代就開發了全浸式水翼船JetFoil用於客運服務。2021年,專為美洲盃帆船賽設計的水翼船AC75在比賽中留下了驚人的53.3節航速。
圖源:Americascup官網,AC75
Navier將休閒船舶電氣化,它不僅能讓水翼“飛行”,還結合了智慧軟體系統。這類船隻航行時浪潮小,具有穩定、快速、安靜、環保、智慧等特色。Navier稱,「有了電池和水翼,船的能源效率是燃氣動力船的10倍,飛起來的船可以開闢海上運輸新途徑」。
圖源:Navier N30產品手冊
Navier的營運主管Sam Seder在Stage3 Media Works的交通技術專欄中展示了Navier N30的內外佈局。這艘船不使用任何燃料,充電週期為快充1小時或常規電源6至8小時。據Sam稱,美國在許多碼頭已經安裝了船體充電器。
圖源:Stage3 Media Works,Navier N30起飛行駛效果
Navier稱,N30是全球續航里程最長的全電動水翼船。據介紹,2023年,Navier N30推出,巡航速度20節,最大速度30節,最大航程75海裡(86英里),可以承載8人,有雙90kW的電動馬達推進。充電方式是岸邊充電(夜晚期間電壓240伏特)。船上配的專門的水冷外置發動機,由Cascadia公司製造。
在航行時,Navier N30會以16節的速度「起飛」。其船長30英尺,船重650磅,利於飛行。據介紹,它可以側向行駛並向任何方向移動,水翼可以升降、鎖定,以適應不同的水深。吃水深度為2至5.5英尺,水翼可伸縮,在淺水區航行時會收起水翼,當水翼完全展開時,可自我調節穩定性。
船內每種設施都是兩個,包括螢幕、引擎、電池、操縱桿等,且每台引擎都是獨立控制,以確保船隻在航行和停靠時有備用方案。船頭螢幕是主動控制船舶系統,自動控制水翼升降,顯示水面距離、船速、引擎轉速和航向等,船尾由旋轉門隔開。
圖源:Navier
實際上,動力划艇界受水翼啟發的不只Navier一家。2023年1月,Candela在CES展會上秀出了28英尺的電動快艇(C-8水翼船,Polestar 69kWh電池組,一次充電航程57海裡),Navier展示了30英尺N30水翼船的模型(航程75海浬),在航程和大小上「反將一軍」。同一周,Artemis又展示了EF-12(純電動水翼船,載客8人,41英尺,最高時速34節,巡航60海裡),與一樣瞄準公共交通的發展。
圖源:marketingmarinas,圖為Candela C-8
Navier表示,它的核心優勢是軟體驅動。Kenneth Jensen解釋,「駕駛船的人不需要知道任何航行的知識,電腦會完成剩下的工作。」Navier專有的作業系統HIRO結合感測器和智慧控制系統,駕駛人可以靠其規劃行程、一鍵停靠和控制操縱桿。
其程式借鏡了自動駕駛系統、無人機(軍用、攝影)等領域的技術,能從多個感測器獲得海浪狀況、船內體重分佈及飛行員指令,進而對水翼進行專業調整。儘管Navier的船有非常多複雜的零件,而智慧的軟體控制系統讓使用者能像駕駛普通船一樣操作。
Sampriti描述,Navier正在為46%的密集人口的沿海城市開闢有效的海上交通,將與其他公司合作在舊金山灣區運營N30水上出租車。
不過,這水上出租的價格不親民。N30 Open型號售價37.5萬美元,相當於1.45艘Arc最新版電動快艇。其他高級型號售價45萬美元、55萬美元。
圖源:Navier
據悉,2022年Navier與知名造船廠Lyman-Morse合作Navier 27、N30的生產。Lyman-Morse的總建造師Lance Buchanan指出,Navier的船採用超輕疊層碳纖維材質。如此複雜的項目,設計和建造過程比平常短——從概念到零件不到一年時間,其中許多零件是3D列印生產。
根據Maineboats,Navier在2023年接到了15個高級型號的訂單,截至2024年第二季的訂單已售罄。
從物理掛科到MIT航太博士
僅4年,Navier將電動水翼船從概念變為現實,並成功販售。創辦人Sampritii Bhattacharyya表示,他們的目標是將水路變成高速公路。
Navier要做的事很酷,就像它的創始人一樣,有厚積薄發、快意人生的氣勢。
Sampriti是一位美麗的印度裔女性,出生於加爾各答。
圖源:seattletimes
高中時,她的學習不好,數學成績不行,物理甚至沒有及格。Sampriti回憶,他人眼中她被安排好的人生:「我的老師說,你未來最好能成為一名家庭主婦。在印度,身為女性,你嫁給誰是你一生中最大的榮耀,如果你有大學學位就更好了。”
但她相信賈伯斯的一句話:“世界不是由比你和我更聰明的人建造的,為什麼不去做一些大膽的事呢?”
中學時,Sampriti對太空非常著迷,期望能走出地球探索未知,所以在後來的13年,她專門研究機械、工程,把握一切能學習的機會。
高中畢業後,她就讀於加爾各答西孟加拉理工大學,這所學校並不出名,但培養了印度許多在STEM領域傑出的人才。20歲的她也第一次接觸網絡,據描述,Sampritii會在搜尋引擎上搜尋任何帶有「internship」的網頁,並向她能看到的所有機會發送了540封冷郵件(未經對方同意、未建立聯繫的電子郵件)。
「我在郵件裡表明自己的能力和動向,’嘿,我是一名大二的學生,我想要重新設計火星探測車,這是我的草圖’,有4封回复郵件,也只有1封真正回應、解決了我的問題。」大三時,Sampritii拿到的實習機會是在美國Fermilab(費米實驗室)擔任實習研究助理。有網友推測,費米實驗室的實習機會很難得到,Sampritii一定在大學期間電機工程學業優異或掌握過硬實際技能才有機會進入。
在費米實驗室,她將全部精力用於研究物理、工程學,做電源調節、壓電致動器控制、超導磁鐵感測器控制,累積了研發、測試和維護科學設備的經驗。
Sampritii表示,實習經驗是她人生中重要的轉捩點,她身邊的同儕帶給她更大的思想轉變。回到印度,Sampritii沒有按部就班地結婚,跟家人關係不好,她獨自完成了一次環印度的背包旅行,體會到生命的可貴。
“當你有足夠的目標感和使命感時,那你就去做,即使這感覺有點可怕。”
2010年,她前往美國俄亥俄州立大學攻讀研究,學習航空航天工程,同時學習核子工程。這段期間,她在印度Tata實驗室設計了低成本、高精度的多感測器板,填補了商業板過於昂貴的空白。後前往NASA實習,在2個專案中做飛行器控制系統的工程實施與分析。
碩士畢業後,Sampritii又花了5年繼續申請進修,拿到哈佛大學、麻省理工學院的商業輔修學位,以及麻省理工的哲學及機械工程博士學位。
在她讀博期間,2014年,馬航墜機的新聞吸引了她的注意力,「我們一直在說一起去火星,結果我們連一架迷失在海底的大型飛機都找不到,太神奇了。 「那時起,Sampritii的注意力轉向了海洋,研究用於檢測能源系統的水下無人機。
根據MIT新聞,2014年,Sampritii和博導Harry Asada一起研究,用3D列印機做了潛水機器人的主要部件,該機器人用於尋找核反應器的水箱裂縫或走私者的假船體、螺旋槳軸。
在此基礎上,她的發明Hydro swarm(水下無人機)獲得專利,能在沒有GPS的地方繪製水下污染地圖、探索深海。同時期,Sampritii在波士頓成立了同名公司將其商業化,《經濟時報》、《衛報》報道她的無人機Evie。
圖源:《衛報》,Sampritii與水下無人機產品
業務成長不定,籌資困難,第一家公司營運失敗,這沒有讓Sampritii灰心。2019年,她有一個想法:電動製造更快、更節能,而航海領域一直沒有推動創新的關鍵技術。如果將電氣化運用到海事,可能會有無限市場,就像為跑馬時代帶來了一輛汽車。
“(2005年到2017年)在過去的13年,我學會了很多,並有信心解決任何問題”,Sampritii很有自信,“不管是做核反應堆,還是做飛行器,或者是造一艘飛船。”
20歲,Sampritii第一次觸碰到互聯網,尋求世界之外更大的可能性。
28歲,她入選了《富比士》全球30名最具影響力的年輕變革者。
34歲,她在棕櫚灘國際遊艇展發布了Navier 27,希望為全球提供一種新型運輸方式。這艘船8.23公尺長,巡航速度18節,可行使75海裡,50kW雙電動發動機,預購開放1個半月首批船舶15艘全部售出,售價30萬美元一艘。
此外,她還拿到了來自Sergey Brin(Google創作者之一)、Adam draper(Boost VC)等人的投資。Sampritii表示,實際上Sergey是(團隊之外)第一個駕駛Navier水翼船的人。
將水道變成高速公路
在Sampritii眼中,馬斯克是最正統、最專注於建設和工程的CEO,用第一原理建造了Space X和特斯拉這兩家公司,解決正確的問題。
Sampritii在領英表示:「我也用第一原理方法建造Navier。」她從3個方面給出解釋:一是Navier解決電動船的瓶頸,比傳統船舶更好,二是Navier將為世界上沿海城市的人擴展清潔的運輸方式,三是提振美國海運。
思考清楚後,她搬到了舊金山,結合了她航空航天的夢想和水下產品經驗,創辦Navier,做電動水翼船。
馬斯克不會一步登上火星,同樣,Navier也要分3步走。
第一步,解決技術問題,把效率高於傳統船舶10倍的電動船給造出來。
「每個人都認為我不可能在5年內造一艘30英尺的船,這大概要5000萬美元才能做到。」Sampritii再次在融資時碰壁,籌集了約1100萬美元。但她知道,這個問題必須打破,要讓人們相信,即使沒有準備好幾千萬美元,Navier也可以大幅降低成本建造下一代船舶。
她組建了一支強勁的人才隊伍,到現在有10人,加上工程師團隊約有65人。初創時招募了她的共同創辦人Reo Baird,麻省理工工程碩士,船艇愛好者。
圖源:maineboats,Navier初期團隊
在2020年,水翼船已是個老早的概念,電動水翼船也不是新鮮事——Artemis在2018年就做出了能無風前行的水翼電動賽艇,那怎樣做出差異化?
他們發現競爭對手在水翼的末端沒有襟翼,而是靠旋轉兩翼來控制方向,這樣並不穩定、可控。
“所以,我們研發了智慧系統,這是多年來機器學習和系統控制創新的用武之地”,Navier團隊成員表示,系統控制是船舶起飛、穩定的關鍵所在。Reo和Sampritii共同主導了具有系統功能的兩艘全尺寸原型船開發。2023年7月,Silicon Valley Girl專欄造訪Sampritii,看到了依然保留了細節的原型船。
圖源:Silicon Valley Girl
根據Navier概念視頻,在之後的Navier27規劃中,船內設有智慧自動駕駛儀及航空航天級水翼控制系統,感測器輔助操縱桿。Sampritii認為,如果把海洋生態系統以通訊資料的方式連接起來,開發工作應用程式滿足海洋應用,將能在海運領域繪製一片藍圖。
2021年7月,她請到了Paul Bieker擔任首席船舶建築師,這位美洲杯老將有20年賽船製作經驗,是水翼船專家。從那年夏天開始,Navier27才真正開始建造。
有了控制系統,有了造船人,也得有懂高科技船舶的人讓電動船飛起來。Sampritii看中了Kenny Jensen——加州柏克萊物理學博士,前Google、Kitty Hawk、Uber首席控制系統工程師。他“能讓一切飛起來”,2008年,Kenny在Makani Power工作時設計利用無人機收集高空風能。Kenny連續拒絕Sampritii多次,最後被說服前來挑戰水下交通,並在Reo走後接替擔任Navier CTO。
第二步,快速量產,並將帶有智慧體系的船售往市場,並進入DFM(Design for Manufacturing),讓全球負擔得起Navier。同時,銷售解決Navier的現金流問題。船內收集的數據將反哺技術開發,持續升級船隻的自主控制系統。2022年,Navier 27僅能小額數量訂製。根據TechCrunch,Navier計劃在2024年將產量提及400多艘。
第三步,他們要把水道變成與陸地交通媲美的高速公路。“在某種程度上,這幾乎是一個笑話,但這確實是Navier的核心所在,打造適應更多需求的海上船隻”,Sampritii說。
總的看來,Navier的水翼船正在解決兩個問題,船的運作成本和水上運輸的便利性問題,而且速度很快。
2022年初,Navier N30的設計稿還存於紙面,一年不到便有了全尺寸原型,期望作為水上出租車服務於更短、需求更頻繁的航線。
他們也做出了實際行動。據報道,Navier簽署協議與Stripe合作,將其員工從拉克斯珀運送到Oyster Point附近的辦公室。這段路穿過舊金山市中心,最順利的情況1小時車程,搭船隻需要半小時。
圖源:bloomberg
「無論運人員或貨物,電動水翼船是最快、最具成本效益的方式從A點到達B點。而至少,Navier要透過這些船(stripe接送船)建立交通網絡,讓每個碼頭成為交通樞紐。因為想要續航里程夠長,就必須這樣做。”
Sampritii表示,Navier最終會超越沿海航線,前往更遠的地方。