2050 年的出行方式/輕量級電動出行

輕量級電動出行的崛起

由於電池礦產資源的稀缺性以及環境和道德問題，對更具成本效益的電動汽車的需求越來越大。隨著全球變暖帶來的巨大風險，將全球氣溫升幅控制在 2 攝氏度以下已經成為公眾關注的焦點。尋找更有效的方式讓電動汽車（EV）以及更具體地說，讓電池電動汽車（BEV）能夠充分利用現有資源，對於 2050 年的未來至關重要，因為一輛電動腳踏車可能只有 5 磅的電池，而一些電動汽車的電池重量卻高達 1000 磅。未來電動出行願景將是公眾和政府轉向城市輕量級電動出行，並改變基礎設施和法規以減緩氣候變化。

電動出行的現狀

美國交通部將電動出行定義為“任何小型、低速、電動交通工具，包括電動助力腳踏車、電動滑板車……”等等。^[1]目前電動出行的好處是，車輛的預付資本成本低於其他 BEV，同時也為使用者提供了 20 英里到數百英里的續航里程。這些續航里程取決於微型出行工具的具體情況，但通常會因車輛尺寸、充電時間和其他相關因素而異。^[1]儘管如此，這些車輛仍然能夠像傳統汽車一樣將使用者送往城市各處。

擴充套件的可行性

荷蘭一直走在轉向輕量級出行方式的前列，2019 年，腳踏車佔該國所有出行方式的 27%。^[2]他們之所以能夠實現這一目標，是因為實施了政府激勵措施和補貼，投資了充電基礎設施，制定了政策倡議，整合了公共交通，以及改變了公眾的社會價值觀。為了實現這些目標，公眾必須能夠接受對電動出行作為一種替代交通方式發展的責任和必要性。對於荷蘭能夠實現這一壯舉而美國卻無法做到的最流行的解釋是，“好吧，荷蘭比美國小，人口也更少。”對此，我們提出了實際情況，並提出了我們自己的問題：荷蘭的人口比美國除 4 個州以外的所有州的人口都多（並且是除 12 個州以外的所有州人口的兩倍）。^[3]因此，如果像荷蘭這樣的小國能夠實現這一目標，為什麼新澤西州這樣的州卻不能做到呢？在美國實施全面強制執行可能不是微型出行發展的解決方案，但在州和地方一級實施控制將使這種轉變更容易管理。隨著公眾責任更多地轉向將全球氣溫控制在 2 攝氏度以下，這種重點將變得更加突出。

電動出行的未來

電動出行的未來將呈現出多種形式和規模，各種技術進步將推動輕量級電動出行進入主流使用。這些進步已經可以看出來，因為這些車輛的設計已經過改造，以更好地滿足使用者的需求。輕便可摺疊的電動腳踏車使各個年齡段的人都能更方便地存放和運輸，個人可摺疊電動滑板車也是如此。^[4]輕量級出行的另一個未來是使用環保材料製造電池，並開發太陽能充電系統為車輛供電。^[5]此外，電動滑板車的可更換電池系統可以在穿越城市時提供方便的動力補充，此時停止充電並不是最佳解決方案。^[6]未來的出行方式可以採用這些新的形式，這些形式既方便消費者，又有益於環境。

障礙

鑑於我們希望朝著淡化個人機動車運輸，而更傾向於小型個人電動出行的未來發展，我們如何才能制定一項計劃，在 2050 年之前朝著這一目標取得足夠大的進展？荷蘭已經成為現代成功的典範，為我們希望在 2050 年看到的未來奠定了基礎，但假設使荷蘭在這方面取得成功的模板可以複製貼上到世界各地的城市，這未免太天真。從政治、文化、經濟和環境等各個方面都存在著各種障礙，這些障礙將減緩大規模電動出行的採用速度。在美國，這些障礙表現在兩黨制帶來的施工進度滯後，不同地點帶來的工作需求差異巨大，機動車行業與國家政府之間固有的聯絡，以及該國涵蓋的大範圍氣候等等。這些障礙並非不可克服，但在展望未來時需要認真考慮。

實施

考慮到這些因素，邁向未來的第一步將從公眾的強烈呼聲開始。美國每年發生的汽車撞車死亡人數遙遙領先，並且隨著時間的推移，這一數字仍在不斷增加。^[7] 隨著駕駛變得越來越不安全，美國人民將呼籲政府改變其交通系統。這將從城市層面的小型法律和專案開始，例如腳踏車道建設、公共交通支出，甚至紐約目前的政策，該政策允許公民記錄車輛怠速並收回部分罰款費用。^[8] 隨著這些法律和專案在全國範圍內推廣，通用汽車等公司的經濟實力將由於人們尋求替代交通方式而減弱。這將減少他們所能進行的遊說活動，從而使政府能夠採取更直接的行動。此時，政府將與城市規劃師和公共交通專家簽訂合同，以檢查我們目前的城市佈局。他們將與萊姆和 VEO 等輕型電動汽車公司合作，為主要城市提供駕駛替代方案。由於所有主要城市都各不相同，因此這些專案必須根據許多因素進行定製。渡輪可用於河流縱貫的城市。有軌電車可用於氣候溫和的城市。地鐵網路可用於過於龐大而無法使用較慢的交通方式的城市。每個城市都將是一個獨特的工程挑戰，對這方面受過教育的勞動力的需求將確保下一代學生將在未來幾十年內繼續這一願景。隨著這些專案擴充套件到較小的城市，汽車將只用於城市之間，孩子們玩耍的街道將再次變得安全。然而，輕型電動汽車技術方面的進步可以顯著加快這一程序，因此，重要的是要監控輕型電動汽車的現狀以及未來創新的潛力。

技術進步：現在和未來

在計算能力領域取得了重大進步，這部分要歸功於硬體公司英偉達。他們憑藉其高效能 GPU（透過 CUDA（統一計算裝置架構）訪問）徹底改變了該領域。CUDA 加速了程式碼的開發和執行，尤其是在機器學習方面。^[9] OpenAI 也透過釋出 Triton（一個類似地提高速度的 GPU 程式設計框架）為這一進步做出了貢獻。這種競爭催生了程式設計方面的顯著進步。例如，Triton 的引入透過減少臨時記憶體的使用，使 PyTorch 訓練速度更快。^[10] 這些發展標誌著程式設計技術效率和能力的飛躍。

2007 年，GPU 和高效編寫的廣度優先搜尋演算法使每秒處理約 1000 萬個圖節點成為可能。^[11] 2011 年，斯坦福大學的一個團隊發現，在 3200 萬節點的圖上，針對 GPU 進行最佳化的程式碼可以每秒處理高達 4 億條邊，這標誌著向前邁出了實質性的一步。^[12] 這一進步在很大程度上要歸功於摩爾定律，該定律預測每兩年左右晶片上的電晶體數量就會翻一番，從而提高計算能力。這一趨勢助長了 GPU 並行性預計的增長 - 近年來一直保持著這一趨勢。^[13] 因此，我們可以預期未來更強大的 GPU 將能夠同時處理更多複雜的任務，從而顯著加速整體程序。此外，電晶體技術的進步減少了洩漏，從而提高了電晶體的數量和質量。^[14]

這些技術進步將徹底改變 2050 年的軟體。例如，優步和 VEO 等導航公司不僅能夠讓其應用程式更快地找到路線，而且還將增強其車隊管理。這將使這些公司能夠最佳化車輛部署、提高路線效率和簡化運營物流，最終實現更高效、更靈敏的服務。因此，更多人將有動力選擇拼車、使用電動滑板車，並最終放棄使用私人車輛。

增強的計算能力還將提高各個領域模擬的質量。例如，汽車製造商可以執行大量模擬，在設計中融入人工智慧。這將使他們能夠更加關注安全、空氣動力學和整體車輛效能等方面，從而推動輕型電動汽車的採用和使用。材料科學家也將從中受益。改進的技術將加速先進的模擬和探索方法。利用 GPU，研究人員可以有效地模擬複雜的過程，例如 Li4Ti5O12 轉化為 Li7Ti5O12，從而在材料（即電池）方面取得更多發現和改進。^[15] 這些發現將提高輕型電動汽車的質量，這對於實現我們的願景至關重要。

未來工作

未來的研究可以探索到 2050 年改變公眾對輕型電動汽車的態度的方法。美國擁有根深蒂固的汽車文化，從廣闊的郊區和綿延的公路就可以看出。^[16] 雖然政府政策可以引導向更可持續的交通方式的轉變，但培養公眾對這些車輛的真正偏好對於確保順利過渡至關重要。

利物浦市的轉型為改變社會態度提供了一個寶貴的案例研究。該市曾經因種族主義而苦苦掙扎，1981 年的托克斯泰斯暴動就是一個明證，現在已經發生了巨大的轉變，變得越來越好。^[17][18] 穆斯林球員穆罕默德·薩拉赫（Mohamed Salah）加盟利物浦足球俱樂部，他是該俱樂部有史以來最優秀的球員之一，他的到來發揮了關鍵作用。他的存在與仇恨犯罪減少 16% 相對應，而如果他沒有加盟該俱樂部，粉絲們釋出的伊斯蘭恐懼症帖子數量也會減少。^[19] 利物浦的這種轉變表明，根深蒂固的行為/態度（例如美國的汽車文化）有可能發生積極的轉變。