库珀传感器 大块头一点都不笨重 KUPPER助力自行车体验
大块头一点都不笨重 KUPPER助力自行车体验
自行车在中国非常常见，但有一类自行车较为少见——助力自行车，这类产品在欧洲和日本都很流行了，但在中国刚刚起步。我们可以发现，助力自行车的用户群和普通电动车有着较大的不同，虽然都是解决城市通勤问题的产品，但助力自行车要的用户整体要更为高端一些，他们不少都有汽车，选择助力自行车，是希望能够在通勤效率和锻炼身体直接能够取得一个平衡。而之前我们体验过的轻客TS01、TF01或者米家骑记等，都是纯公路的小轮径助力车，在面对一些山地路面时，就不太适合了。而今天我们体验到的一款助力车，是一款大轮径的山地助力车，KUPPER Unicorn One。
KUPPER Unicorn One助力自行车 京东众筹2399元起点“阅读原文”参与众筹
在淘宝我们可以看到，山地车在助力车中的种类和销售占比都是比较大的，不过很多都是采用转速传感器这种相对陈旧的技术和动力系统，而KUPPER Unicorn One则是采用的轻客推出的Velo UP!力矩传感器。我们之前体验过的轻客助力自行车，对其动力系统都有着不错的评价，那么这款运用了Velo UP!系统的KUPPER助力车的表现如何呢？
可能有朋友还不知道什么是助力自行车，动助力自行车和我们普遍印象中的电动车是不一样的，它没有拧把的“油门”结构，采用传感器+电机+电池构成的动力系统，解决骑行累的问题，它依然需要骑行者用脚去蹬脚踏，只不过动力系统的介入会让你的骑行变得更加省力而轻松。
助力自行车目前并不是一个纯粹为解决通勤需求而诞生的产品品类，它面向的还普遍是有一定消费能力的注重生活品质的中高端人群，环保态度、健康理念、生活方式、甚至情怀都是助力自行车的附加价值，但随着都市交通拥堵的加剧，都市人对生活品质要求的提升，电动助力自行车会是电动智能出行领域不可忽视的一个新兴力量。
↑ KUPPER Unicorn One是一款26英寸的山地车，整车的车架设计是那种最为经典的山地车架。
↑ 整车质量为21kg，由于动力系统和电池比较重，所以助力自行车没有特别轻巧的，但骑行感受确是非常轻松。这样的重量如果是想把它搬上楼梯，可能要稍微的费一些力气。
↑ 我们拿到的KUPPER Unicorn One采用黑色和荧光绿的撞色搭配，看起来很年轻化，也很时尚，比较适合年轻人的审美。据说发售时还有另外的配色可以选择。这款助力车采用硬尾式设计，并没有后减震，城市道路骑行可以避免不必要的泄力。
↑ 车架焊接工艺符合大厂水准。
↑ 车架采用铝合金材质
↑ Unicorn英文是独角兽的意思，在车头处还特意设计了一个独角兽的logo。
↑ KUPPER Unicorn One的把宽为970mm，比较适中的宽度。两侧还设计了羊角把。
↑ 由于只采用了后变速的设计，因此在车把左侧KUPPER安装了一个机械的车铃铛，声音还蛮清脆的。
↑ 后变速指拨采用了禧玛诺的TX30，虽然属于比较入门级别的指拨，但大品牌用起来还是很舒适的，稳定性也不成问题。
↑ 后七速变速器也来自禧玛诺。
↑ KUPPER Unicorn One在机械变速上采用了后7速的设计，前方牙盘并没有机械变速机构，不过和3档不同的助力模式搭配，也可以有21种不同的骑行组合，而且这种“电子+变速”的21变速真正可以实现各种路况下的全变速。
↑ 26英寸的轮圈
↑ 正新CST JET外胎
↑ 前减震并不可调节
↑ 标配轮胎颗粒不大，兼顾抓地性和静音性能
↑ 有两根辐条还被有心的喷成了荧光绿色，与整车的配色相呼应。
↑ KUPPER Unicorn One采用前后碟刹系统。
↑ 车座为偏舒适的设定，柔软程度还不错。
动力系统
↑ KUPPER Unicorn One搭载的轻客Velo UP!动力系统，主要由力矩传感器、踏频传感器、速度传感器构成，力矩传感器用于测量用户踩踏力的大小；踏频传感器用于测量用户脚踏的频率；速度传感器用于测量车辆速度，可精确、完整的识别当前用户骑行意图和路况信息。
↑ KUPPER Unicorn One采用后置电机的布局，相比于中置结构来说，在成本上具有一定的优势，驱动性能则是没有什么本质的不同。它的电机采用AKM无刷有齿直流高速电机，体验中我很直观的一个感觉是十分的静音，工作时完全没有电机常见的那种“吱吱”的电流声。
↑ 250W的功率比起之前体验过的轻客TF01的180W要更大，在调整到S档模式的时候，确实能感受到很强劲的助力辅助。
Tips：说说什么是力矩传感器？
它主要被安装在曲柄和牙盘之间，也就是五通的外侧，有些则直接安装在中轴上。世界上没有绝对的刚体，因此中轴在受力时就会产生极为细微的扭力形变，通过测量中轴表面的细微形变信号即可得出当前踩踏的力矩的大小，它的精度非常高。因为是由扭力测量力矩，所以力矩传感器也被称为“扭矩传感器”。
力矩传感器是目前助力车动力系统中最有科技含量也是最为高端的解决方案，它拥有反应精准、响应迅速、通用性强、寿命长等几个主要优势。
↑ 电池采用水壶架式的设计，也是大多数山地助力车的电池负载方式。这样可以均衡车身的重量分布，在一定程度上提升骑行的稳定性。
↑ KUPPER Unicorn One的电池容量为8.8Ah，采用的是松下动力锂电芯，轻客的Velo Up!动力系统目前已经和松下达成官方合作，在电单车领域是唯一的品牌，松下动力锂电芯，拥有更高的能量密度。同时还与松下共同研发BMS电池管理系统，更好的发挥电池性能，同时在安全性上，比如过充过放、温度控制、电流保护方面，也做得更有保障。
↑ 电池前端的按钮为整车唯一的动力系统控制开关，至于助力强度的调整，则需要通过蓝牙链接App进行设定。
↑ 电池可以拆卸下来带走，方便充电，也是为了防盗的考虑。
↑ 满电的情况下，这块电池可以提供最多120km的续航能力，按照个人的习惯，单程10km之内是上下班通勤可以依靠自行车的较为合适的距离，这样看来一次充电可以满足一周的通勤需要，还是比较理想的。即便是锻炼的话，120km也是一个相当长的骑行距离了。
↑ 在电池的一端，除了充电接口外，还有一个USB接口，可以当作充电宝使用。
↑ 这个位于车身中部的部件，就是整车控制器的所在了，据说采用了汽车级飞思卡尔ARM Cortex-M0+ 32位MCU 内核处理器，可以结合日常骑行进行学习，让动力输出更符合用户骑行意图。
骑行体验
这是我第二次骑26英寸的助力自行车，之前体验过的大车是捷安特的XTC助力车，那款车的售价为12000多元，是KUPPER Unicorn One的好几倍，它采用的是中置布局，机械变速的档位也更多，由于捷安特这款助力车的电机为400W的功率，当时给我的感觉是好猛，甚至猛的有些过了，尤其是起步的那一下，往前窜的还是很明显的。
KUPPER Unicorn One的电机功率为250W，比起捷安特要小了一些，不过我感觉也算是比较恰到好处，不会显得动力有些过猛，同时它的感受也延续了轻客Velo UP!动力系统的优势，更加的柔和而自然。我的骑行过程都是将它的助力模式调整到S档，也就是最强档进行的，也没有突兀的感觉。
↑ 通过App，可以调整助力模式，App中能够实现上划升档，下划减档。我都是放在S档的最强模式下体验的，这样助力的效果最爽。
体验助力自行车的“魔力”，最简单的就是找一个大上坡，比如地库的出入口，相信我，一般的自行车，就算你调到最轻的档位，想骑上来也绝非轻松。而KUPPER Unicorn One，你可以做到在坡中轻松的起步，这种感觉真的很神奇。之前在体验不带变速的助力车时，即便有电动助力，骑上这种坡也是比KUPPER要费力的。想轻松骑行，机械变速+电动助力可能真的是最好选择，我估计我骑着它爬个妙峰山，是不是连汗都不会出啊。
Tips：Velo UP!动力系统的三种基本工作状态
（1）起步时： 在起步时，踩踏踏板，力矩传感器测量得到脚部施加的力量的大小，系统通过力矩的大小识别出起步意图，驱动电机提供起步的动力。此时，踏频传感器与速度传感器均无法有效识别用户意图。这一过程中，力矩传感器的作用无可替代，有些电单车仅有踏频传感器是无法解决起步问题的。
（2）平路骑行： 在平地骑行过程中，踏频传感器识别脚踏频率，力矩传感器识别力量大小，综合判断骑行目标速度，提供稳定舒适骑行感受。而速度传感器实时监测车辆速度，与踏频传感器配合，识别车辆速度状态，提供一定的安全冗余。
（3）上坡逆风： 上坡或逆风时脚部对踏板发力，力矩传感器检测值变大，此时车辆会切入到阻力状态。在阻力状态下，系统会增大电机对应车速时的输出功率，实现对坡道逆风情况的轻松应对。
在平路骑行时，即便挂上机械变速的最高档，双腿基本也是不用额外发力的，依靠腿的重力自然蹬踏，就可以让车子保持匀速前进了。由于不带有时速表，因此我并不清楚自己骑行的最快速度有多少。KUPPER Unicorn One的前牙盘其实并不是很大，我估计在我蹬的最快的时候，也差不多就是30km/h多的速度时，助力依然是有辅助的。
虽然Unicorn One的机械式变速只有后7速，但我觉得在城市通勤类别的骑行中是完全够用的，唯一的不足可能就是前牙盘齿比略微偏低，导致车辆骑行的极速略受影响，但考虑到骑行安全，也是足够用了。后7速的机械是变速，每片都能和Velo UP!系统密切配合，达成不错的助力效果。
总结
KUPPER Unicorn One的售价为3880元，众筹期间提供的优惠价格则是2399元起，在26英寸的助力山地车中属于适中的价位，但考虑到它采用了目前我认为国内最为靠谱的轻客Velo UP!动力系统， 所以个人还是比较推荐的。买助力车买的就是传感器、电机、电池等这套动力系统，它们的技术含量高低直接关系着骑行体验的好坏，虽然KUPPER Unicorn One的变速机构、刹车机构等都只是入门级别的产品，但你可以较为方便的进行升级，只要舍得花钱，把它折腾成一款顶级配置的山地车也不成问题。
如果你正考虑购买一款助力山地车，我建议不要考虑淘宝上那些没听过的杂牌产品了，KUPPER Unicorn One是个不错的选择。
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混合量子点系统中单个库珀对的可控分裂
两种库珀对分裂器的抽象图解。传统的库珀对分离器(包括图中褪色的部分)由一个超导触点组成，两个量子点将两个普通金属触点分开。当电流穿过电路时，量子点迫使库珀对在离开设备进入金属触点之前分裂。在我们的方法中(没有褪色的部分)，没有接触，超导体是一个孤立的材料。通过对量子点施加电压为V_L和V_R的电场，我们可以通过分裂库珀对将电子拉到量子点上，之后电子稳定地留在量子点上。资料来源:de Jong et al。
库珀对是超导材料中在低温下相互结合的电子对。这些电子对是超导的根源，由于量子效应，材料在低温下具有零电阻的状态。超导体作为相对较大且易于操作的量子系统，对量子计算机和其他先进技术的发展非常有用。
代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员最近展示了在混合量子点系统中将铜对可控地分裂成两个组成电子，并在分裂后保持它们。他们的论文发表在《物理评论快报》上，可能为研究量子点系统中的超导性和纠缠开辟了新的途径。
该论文的作者之一克里斯蒂安·普罗斯科告诉Phys.org:“这项研究的动机是库珀对，超导的基本成分，携带无电阻的电流，是由预期完美量子纠缠的电子对形成的。”
“许多研究小组之前的工作都是将库珀对分裂成两个组成电子来检查这种纠缠，但我们希望通过制造一种设备来建立这些实验，在这种设备中，人们可以在分裂一对电子后'抓住'两个电子，以进一步研究它们的性质。”
虽然研究人员已经确定了多种方法来检查两个粒子是否量子纠缠，但在它们分裂后保留粒子可以极大地推进这些努力。Leo P. Kouwenhoven在代尔夫特工业大学的实验室专门研究利用微波谐振器探测电子运动的技术，使设备中的电子控制无需通过电流。
普罗斯科说:“在我们的研究中，我们通过确保它们被困在量子点上来固定它们。量子点是半导体材料的一个区域，被设计成一个容纳电子的盒子。”
“与此同时，我们想展示一种实际检测库珀对分裂时刻的方法，所以我们设计了一个量子点探测器，它可以感知单个电子何时跳跃或脱离它。我应该在这里指出，大约在这项工作的时候，另一个小组观察到单个库珀对的分裂。”
在我们的设备中，耦合到超导体的微波谐振器的谐振频率作为施加到周围量子点的电压的函数的测量位移。当电子在点和超导体之间来回移动时，频率会发生变化。沿着图中两个钻石状特征之间的线移动，单个库珀对被分裂，其电子移动到量子点上，由覆盖在测量数据上的卡通说明。资料来源:de Jong et al。
传统的分裂以库珀对束缚的电子的装置由一个基于超导体的电触点和两个由量子点分开的普通金属触点组成。量子点通常一次只接收一个电子，而流过超导体的电流是由电子库珀对携带的。
普罗斯科解释说:“如果你在超导体和金属触点之间施加电流，库珀对别无选择，只能分裂，以便通过量子点到达电路的其他金属终端。”“在我们的案例中，我们用一个孤立的超导体块取代了超导引线，并完全摆脱了电接触。通过对量子点和超导体施加电场，我们能够将单个库珀对从超导体中“推”出来，迫使它分裂成两个量子点。”
由于其独特的设计和没有电接触，普罗斯科和他的同事们创造的混合量子点系统没有电流流过。当他们从超导体中“推出”单个库珀对时，电子被隔离到量子点上。通过这个过程，研究人员能够抓住之前属于单个库珀对的分裂电子。
普罗斯科说:“我们最近的工作包括两部分:分裂单个库珀对并抓住产生的电子，并分别演示一种方法，可以在没有外部电荷传感器的情况下检测跳到量子点上的单个电子。”“这两项成就将使人们能够引起库珀对分裂事件，并实时检测新出现的电子，使我们离测试电子的量子纠缠更近一步，这是超导性的基础。”
这篇论文的一些作者现在已经完成了他们在代尔夫特理工大学的博士学位，并开始在其他研究所和公司工作。在未来，这些研究人员和其他仍然是Kouwenhoven实验室成员的学生将继续探索超导、量子纠缠和量子计算。
普罗斯科补充说:“我们希望我们的研究小组能继续将单库珀对分裂技术与宇称传感器结合起来，这种传感器也能探测到电子的磁自旋。”
“这将允许对贝尔不等式进行测试，我们可以验证超导体中的电子确实是量子纠缠的。类似的测试已经在半导体量子比特中的电子上进行了。另一方面，我们的研究小组最近对库珀对分裂器非常感兴趣，认为这是一种利用所谓的“马约拉纳束缚态”构建特别健壮的量子位的方法，通过使用我们摆脱一些铅接触的方法，这些量子位可能会更有效。”
更多信息:Damaz de Jong等，混合量子点系统中的可控单库珀对分裂，物理评论快报(2023)。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.131.157001。
期刊信息:Physical Review Letters
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