2024-08-20
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自行車騎乘的人體工學 虎科大攜手皓準科技客製化鏈盤 搶攻歐美高端市場

全球自行車市場蓬勃發展,各國製造工藝也迎頭趕上,如何打造高門檻的技術壁壘維持競爭優勢,成為業者成功的關鍵。

隨著全球環保永續、健康意識增加、國家政策推廣等需求推升,2023年全球自行車市場達652億美元,自行車市場更以每年10%以上的複合年增長率擴張,臺灣在國際上擁有自行車王國稱號,領導品牌捷安特、美利達為世界第一與第二的自行車製造商,旗下自有品牌更助力選手在職業自行車賽中成為奪冠常勝軍,屬於後發者的自行車新創皓準科技,也瞄準這塊競爭激烈的市場。

2022年皓準科技藉由經濟部價創計畫支持成立,起初與自行車毫無關聯,而是專注打造應用於半導體產業的微型鑽石刀具,但遭遇半導體景氣循環,公司為了求存開發第二項主力產品「自行車非圓形鏈盤」。皓準科技執行長王議弘說道,這也有賴他的指導教授虎尾科技大學張信良校長,老師其中一個研究課題就是自行車鏈盤,而他有幸曾參與部分工作,並察覺到其中的商機。


#打造高技術門檻 客製化非圓形鏈盤


張信良校長提及自行車發展歷程,為了騎乘更省力、更快速,從傳統鋼管到鋁合金、碳纖維等複合式材質的研發應用,臺灣持續走在前沿,但複合型材料技術門檻較低,很難與國外如中國大陸、東南亞拉大差距,別人追趕的速度也很快速,於是思索如何去創造高門檻打造差異化?

 

張校長團隊在研究自行車車架、材質、結構後,發覺能產生技術門檻的就是「鏈盤」,他說道:「非圓形鏈盤的設計理念,在全世界發表文獻裡,我們應該是第一個。」在實驗過程中我們團隊注意到,因使用者身高、臂長、腿部各關節長度不同,他踩踏的力量、施力程度,在360度一圈的施力過程中都是不一樣的,那客製化去作出符合每個人體型與發力的非圓形鏈盤,就是一個全新的藍海市場。
與傳統圓形鏈盤又有什麼差別,王議弘舉例來說,Ubike就是圓形鏈盤,所以不管你左右腳輸出量或是肌肉量的差距,施力都得是相同的,就算是變速調整,也只是讓兩隻腳施力一起變輕或是加重。而客製化非圓形鏈盤,則可以配合肌肉量的不同,讓左右腳的施力達到最大力矩,讓騎乘更加輕鬆並能騎得更遠。

 

#高端客製與標準化 鎖定海外客群
 

但王議弘坦言,自行車零組件被大品牌所主導,其中又以荷蘭的SRAM與日本的Shimano為主,要與其競爭皓準缺乏人脈與成熟的商業模式,所幸透過經濟部TREE計畫,得以前往史丹佛大學進行創業與商業模式的打磨,在這裡遇到創業導師John Novitsky全力支持,其更是兩屆奧運金牌選手,藉由其訓練經驗,王議弘也定位皓準的高端客製市場。


Novitsky提及一位奧運自行車選手如何訓練培養,需要365天不管颳風下雨、酷熱降雪都得進行訓練,一方面是保持肌肉量,另一個重點就是要平衡左右腳的輸出,這花了他5年時間才完成調整。Novitsky曾說道:「如果有這片客製化的非圓形鏈盤,他可以少奮鬥5年,花多少錢他都願意買。」另外為推動新產品的市場能見度,皓準也推出6種標準化的鏈盤,分成身高170公分、170公分至180公分、180公分以上3種,再加上慣用右腳或是慣用右腳,總共6種供消費者依據自身情況選擇,雖沒到客製化這麼精準,但對於一般消費者也足夠使用。

王議弘也積極參與國際展覽拓展海外市場,如2023/2024年美國消費電子展(CES)、2024年法國科技創新展覽會(Viva Tech)、德國歐洲自行車展(Eurobike)。因為我們鏈盤的單價一片在300到500美元,而臺灣傳統圓形鏈盤500元新台幣就有了,在臺灣價格競爭力不高加上市場需求也小,但反觀國外腳踏車動輒數十萬,連入門的公路車/登山車款平均售價都在1,000至3,000美元之間,實際消費者數量眾多,加上從改動上無須更換腳踏車材質或是零件,只需換上鏈盤就可提升騎乘體驗,也是一項市場優勢。

 

#鏈盤實際效益 騎乘效率增加3成


皓準的鏈盤所帶來的實質效益為何?王議弘透過數據來舉例,在實驗對照中透過客製化非圓形鏈盤,可以增加28.5%的騎乘距離,也就是說騎乘1公里可以多0.3公里左右;而標準化非圓形鏈盤,騎乘1公里則可以多0.1公里左右,大約10%的增加。左右腳細微的差異也能靠調整鏈盤去輔助,比如右腳比較有力鏈盤斜率就可以加大,左腳比較沒力鏈盤斜率就可以降低,在爬坡時就能踩的輕鬆又穩定。很多人爬坡時腳踏車會左右搖晃,那是靠身體力量去施壓,騎乘效率反而較差。
張校長說道:「左右腳施力的不一樣、身高差異、關節長度,客製化的鏈盤可以調整的地方很多,而對於專業選手來說,差0.1秒也許就是一個名次的差距。」而對於標準化鏈盤瞄準的一般民眾,像台灣夏季熾熱的天氣下,如可以節省體力、不容易滿身大汗、加上騎得更遠,那就有機會推行成為民眾上下班的交通工具。

皓準科技的產品技術也不斷在演進,王議弘談及以往需要2小時的踩踏去測量肌肉量的變化,因為運動中的肌肉量是不一樣的,如今只需要10至20分鐘我們就可以推算2小時後的身體肌肉量。在拆卸組裝鏈盤上,也不如我們想像中複雜困難,已經做到像換電池般輕鬆,只需卸下4根螺絲、換上鏈盤、再鎖上4根螺絲,而全世界腳踏車規格大約8種,我們也能做到通用設計,減輕消費者選擇的負擔。


#客製化時代 人體工學新創成趨勢


「未來是客製化、個性化產品的市場,不管是自行車產品或是任何產業。」張校長觀察。當產品發展到一定程度,客製化成為一種趨勢,消費者不再滿足於產品的單一功能,而是需要個性化的產品,如材質、顏色、尺寸、功能搭配,而皓準的鏈盤客製化,更偏向高級定制服裝、手工皮革鞋等產品,為每位消費者量身設計與生產。另一方面,過往一般自行車是單盤、公路車是雙盤、登山車是三盤設計也有所改變,但因輕量化需求,自行車產業從2023年起均朝單盤系統設計,讓皓準的產品更具備競爭力。

客製化鏈盤不只可為專業自行車手服務,張校長也提及在醫療領域也大有可為,王議弘說道:「在全客製化的過程中,我們會去測量每個角度所能達到的最大力矩,反向利用數據的就可以設計復健腳踏車,利用斜率設計讓肌肉量漸進回升。」這與選手的肌肉訓練有相同道理,在規劃設計踩踏斜率,就能目的性增強特定腳的肌肉量。

未來甚至可以做到更深度的客製化,利用已蒐集的髖關節、膝關節、肘關節的受力數據,如果特定部位損傷就能客製,讓該部位受力減小、壓力減輕。對於60歲以上長者,常有膝蓋軟骨磨損問題,也可以對針對膝蓋壓力角設計,預防運動傷害發生。
這與近年國際展覽上的趨勢相符,王議弘觀察到人體工學上的輔助應用新創數量增多,與AI結合應用在人體工學上,像是在棒球、舉重、高爾夫的運動,對於運動姿勢、身體平衡、傷害預防就可透過AI改進與調整。王議弘相信相關新創,在注重個人健康的時代,將會更蓬勃發展。