tesi di laurea in industrial design corso di laurea triennale in design e comunicazione
CUBE
mobilitĂ minima e sosteninbile lamberti gerardo relatore prof. Biagio finizio candidato
A.a. 2019-2020
A02000984
Indice
Introduzione 1. Scenario globale
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2. Scenario settoriale
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3. Stato dell arte e tecnologia
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4. Design concept
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1.1 Fattore demografico 1.2 L’auto elettrica
2.1 Il mercato 2.2 Analisi della concorrenza 2.3 L’evoluzione dell auto 2.4 Azienda di riferimento - Ispirazione
3.1 Ricarica gogoro 3.2 Propulsione in wheel 3.3 Tecnologia 3.4 Sicurezza e connettività
4.1 tavola tecnica
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Introduzione
L’ obiettivo di questo progetto è quello di promuovere una nuova idea di mobilità minima, ecosostenibile e connessa . Per la realizzazione di questa concept car sono partito da un analisi completa dei veicoli appartenenti al segmento A. La fonte di ispirazione principale è la Panda 750, un auto rivoluzionaria a suo tempo soprattutto per la gestione degli spazi, di fatti quest’ ultima (nella versione 4x4) fù la prima city car a montare la trazione integrale. Oltre alla gestione degli spazi, l’analisi dello scenario globale dell’ automotive evidenzia ulteriori punti fondamentali allo sviluppo del veicolo in questione.
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Scenario globale
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1.1 Fattore demografico
In un mondo in cui le metropoli sono sempre più affollate ed inquinate la progettazione di un veicolo studiato sui canoni di un futuro ecosostenibile e minimo emerge come punto fondamentale di studio. Prendendo in considerazione l’Italia sappiamo che ci sono circa 62,4 automobili ogni 100 abitanti, di fatti ci collochiamo al primo posto nella graduatoria europea per tasso di motorizzazione. Questa situazione causa enormi disagi nelle grandi città come Roma e Milano nella quale trovare un posto auto risulta sempre più difficile. Per quanto riguarda l’inquinamento, tutti i veicoli, producono emissioni dannose per noi e per l’ambiente. Le vetture elettriche risultano essere quelle con emissioni inferiori, a seguire troviamo i motori a gasolio di nuova generazione ( EURO 6-7).
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In alcuni comuni italiani i veicoli con omologazione inferiore ad euro 4 non possono circolare nei centri abitati, per questo motivo molti utenti delle nostre strade hanno sentito il bisogno di passare ad un veicolo elettrico anche a seguito di scandali sulle emissioni come il dieselgate dove le case produttrici non diachiaravano le reali emissioni dei propri veicoli per poter ottenere un classe EURO maggiore. Secondo il parlamento europeo le auto elettriche devono avere almeno il 35 % del mercato entro il 2030. In caso contrario le case produttrici dovrannno pagare un ammenda di bilancio all‘UE. L’idea di concepire un veicolo minimo nelle dimensioni oltre che green nasce dal dato di occupazione delle auto e dallo spazio che occupano in strada che esse siano parcheggiate o in marcia. L’auto privata nei contesti urbani è particolarmente inefficiente poichè occupa 2,5x5 metri (spazio di un parcheggio) da ferma e circa il doppio in movimento considerando una velocità di 30 km/h e la relativa distanza di sicurezza. Sta ferma il 95 % del tempo poichè viene usata spesso solo per spostamenti come andare e tornare dal lavoro , in pratica rimane parcheggiata quasi tutta la giornata. Progettando un auto minima nelle dimensioni si riduce anche il rischio di ingorghi ed il sovraffolamento dei posti auto. D’altra parte le statistiche europee evidenziano la media di passeggeri trasportati da un auto , 1,3 persone e che i veicoli viaggiano la maggior parte del tempo occupati da massimo due persone, sono rari i casi in cui l’auto viene riempita.
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1.2 L’auto elettrica
Prima di concepire un auto elettrica bisogna tenere in considerazione i vari fattori che influiscono su questo tipo di alimentazione. Una delle cose che balza all occhio è il prezzo di queste vetture che anche essendo spesso di piccole dimensioni risultano essere costose poichè portano una tecnologia di nuova generazione, questo costo viene effettivamente ammortizzato dalla spesa carburante. IL secondo aspetto che prendiamo in consierazione è il costo di ricarica, sicuramente inferiore ad un pieno di combustibile fossile, e la disponibilità di una colonnina di ricarica pubblica o privata.
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Cosa non trascurabile è l’impatto ambientale che ha lo smaltimento delle batterie a litio del veicolo in caso di rottamazione o guasto quindi questo tipo di veicoli non impatta tanto durante la fase di utilizzo quanto nella fase di smaltimento.Nel 2019 ormai l’elettico è pressocchè diffuso in tutto il mondo e si sta imponendo sul mercato sia dei trasporti pubblici che privati ma anche nel mondo delle competizioni automobilistiche (formulaE) che da un forte impatto per quanto riguarda la ricerca e sviluppo di nuove tecnologie green.
5,3 + mln veicoli elettrici impatto inferiore del 55 % rispetto a un diesel Dato in base al mix energetico italiano
55 % delle auto in circolazione entro il 2030 dati riferimento globale
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Scenario settoriale
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2.1 Il mercato L’auto è il mezzo di locomozione più utilizzato e consente all utente la liberta di muoversi in modo indipendente ed è un servizio di cui pochi riesconoa fare a meno . Ad oggi praticamente tutte le case automobilistiche proprongono nella loro gamma almeno un veicolo con alimetazione parzialmente o totalmente elettrica. Le aziende in questione propongono l’alternativa di un futuro ecosostenibile sia perchè le norme sull inquinamento sono sempre più stringenti, sia perchè dal momento in cui le maggiori case offrono quest alternativa il mercato è costretto ad adattarsi.Il mercato dell vetture a zero emissioniriguarda lo 0,5 per cento del mercato totale. In Italia sono state Immatricolate 6.453 vetture elettriche nei primi 8 mesi del 2019, il 109 percento in più rispetto all’anno scorso.(dati UNRAE) Dal punto di vista geografico, circa i 3/4 degli acquisti di autovetture elettriche si concentrano nel Nord del Paese, mentre la città di Roma rimane al 1° posto per numero di immatricolazioni.
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Se guardiamo cosa i clienti hanno dato in permuta a fronte dell’acquisto di auto elettriche, nei primi 5 mesi di quest anno (periodo nel quale il dato è consolidato) il 45% dei veicoli permutati ha alimentazione diesel, in linea con le tendenze in atto; segue la benzina al 35% del totale e 20% altre alimentazioni. Tutto ciò è possibile ance grazie agli ecoincentivi statali sulla rottamazione di veicoli con classe EURO bassa ed i forti sconti sull acquisto di un auto elettrica . Le vetture che usufruiranno degli incentivi auto vengono distinte in due fasce, in base al valore delle emissioni: -Da 0 a 20 g/km di CO2 il bonus oscillerà tra 6.000 e 4.000 euro, a seconda che l’acquisto avvenga con o senza rottamazione. -Da 21 a 70 g/km di CO2 l’Ecobonus sarà compreso tra i 2.500 euro in caso di rottamazione, e i 1.500 euro senza rottamazione. La scelta di progettare una city car elettrica non è stata casuale, dati alla mano sappiamo che dal 2015 al 2017 c’è stata una crescita del 13,1 % sulla spesa familiare dei veicoli, inoltre si stima che entro l’anno 2050 il 68% delle persone vivrà in aree urbane (oggi 55%) e si arriverà ad avere 2,4 miliardi di auto sulle strade quindi un conseguente aumento di Co2 nell atmosfera, inoltre un aumento vertiginoso della popolazione implicherà una maggiore richiesta di mobilità.
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2.2 Analisi del mercato Per analizzare al meglio la concorrenza ricorriamo all analisi del settore e allo studio di gruppi strategici (iniseme di imprese che seguono la medesima strategia di mercato) procedendo con la valutazione dei punti di forza e di debolezza rispetto ai competitor.
S.W.A.T. ANALYSIS
L’analisi s.w.a.t. evidenzia le minacce e le opportunità esterne all’ impresa mostrando i punti di forza e di debolezza del prodotto. 匀吀刀䔀一䜀䠀吀匀
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Gruppi strategici Nel grafico sottostante osserviamo l’analisi del settore delle auto elettriche prendendo in considerazione come fattori preponderanti il prezzo e l’ampiezza della gamma. Siccome Il nostro veicolo è l’unico della gamma ed ha un prezzo ipotetico contenuto rispetto ai competitor si posiziona nella parte bassa del grafico evidenziando la e-smart come principale competitor .
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2.3 L’evoluzione dell auto L’avvento di grandi progressi nel campo della tecnologia e della connettività hanno permesso un cambiamento radicale dell utilizzo delle auto rispetto al decennio scorso, di fatti prima l’auto era un “semplice” mezzo di locomozione , ad oggi invece grazie a tecnologie come la guida autonoma e la connettività tra veicoli è anche più sicuro ed efficiente girare in strada . Sono state sviluppate nuove features come il motore all interno delle ruote, questa innovazione permette una migliore ripartizione degli spazi ed una maggiore capacità di carico oltre ad abbassare il baricentro dell auto. Sotto il punto di vista della sicurezza sono stati sviluppati sistemi di frenata assistita dal momento in cui l’auto rileva una situazione di pericolo come può essere un incidente davanti a se oppure un pedone che attraversa , oltre alla frenata assistita i veioli di nuova generazione hanno un alto indice di deformazione della parte anteriore in modo che in caso di impatto l’automobile attutisca il colpo riducendo le possibili ripercussioni sull incolumità del pilota ma anche di un eventuale pedone/altro utente della strada.
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2.4 Azienda di riferimento - Ispirazione L’azienda presa in considerazione come base di questo progetto è laFiat . Quest ultima è leader da anni nel settore dell automotive specialmente per i veicoli apparteneti al segmento A e vanta collaborazioni con designer del calibro di Giorgetto Giugiaro. Quest ultimo a 17 anni entra nel Centro Stile Fiat come apprendista designer, chiamato da Dante Giacosa. Nel 1959 Nuccio Bertone affida al designer ventunenne la responsabilità di gestire il Centro Stile della sua Carrozzeria.Dopo 5 anni passa a dirigere il Centro Stile e Progetti della Ghia e il 13 febbraio 1968 fonda con Aldo Mantovani la Italdesign, una società indipendente concepita con una formula innovativa per offrire ai costruttori mondiali i servizi di creatività, di engineering e di avviamento alla produzione. Con questo marchio ha disegnato oltre 200 modelli, entrati in produzione per un totale di circa 50 milioni di auto circolanti. Tra queste c’è anche l’auto su cui ho basato il mio progetto : la panda 750.Questo veicolo è stato il primo ad avere un ottimizzazione degli spazi tale da poter equipaggiare la trazione 4x4 su una city car quindi l’oggetto di studi preponderante è stato l’ ottimizzazione dei volumi.
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Un altra casa che ha influito molto sulla linea dell auto progettata è Bertone con la sua Dianchè BSS City Car Cube
Il modello citato è solo l’ultima delle auto disegnate dalla casa Bertone. Giovanni Bertone (1914-1997) ha collaborato con numerose case automobilistiche, firmando modelli di punta quali Lamborghini Countach.
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Nel 1953 Nuccio Bertone firma il prototipo dell’Alfa Romeo Giulietta Sprint, che viene presentata al Salone di Torino nel 1954. Inizialmente avrebbe dovuto essere prodotta in 500 esemplari. In realtà verrà costruita in quasi 40.000 esemplari e prodotta per 12 anni. Alcuni tra i modelli di spicco disegnati dalla casa automobilistica : Lamborghini Miura ( il modello che ha letteralmente consacrato il costruttore di Sant’Agata Bolognese ), La Lancia Stratos HF (la regina dei rally) e l’Alfa Romeo GT.
Alfa Romeo Giulietta sprint
Lamborghini Miura
Lancia Stratos
Ultimo ma non meno importante tra le fonti di ispirazione c’è Gino Finizio che mi ha tramandato il suo iter progettuale che si basa su due parole “minimo e sostenibile “. Grazie agli insegnamenti del professore Finizio ho imparato a leggere uno scenario e progettare in funzione di esso avendo sempre presente il concetto di impresa i suoi ambienti e la mission del progetto. Oltre all iter progettuale ho prestato particolare attenzione anche al concetto di design concept e design della forma.
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“ L’azienda troppo attenta al mercato rischia di rispondere con prodotti troppo facili e facilmente imitabili dalla concorrenza. Il design è il valore vero del prodotto “ (Gino Finizio, 1992)
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Nel 2019 le city car giocano un ruolo fondamentale nelle nostre città a prescindere dal tipo di alimentazione. Questo tipo di veicolo permette uno spazio da 2 a 5 persone senza dover rinunciare alla comodità di poter parcheggiare in spazi stretti e allo stesso tempo avere un veicolo che essendo piccolo e leggero è più performante anche con un motore dalle disctrete prestazioni . L’alimentazione elettrica viene pensata e sviluppata già nella prima metà dell ottocento ma è stato perfezionato solo negli ultimi 10 anni per poter garantire un servizio simile a quello fornito dalle auto a combustione . Il maggior ostacolo delle auto elettriche tutt oggi rimangono i tempi di ricarica , nettamente superiori al tempo di un pieno di carburante . Il motore elettrico utilizza l’energia elettrica accumulata dalla batteria trasformandola in energia meccanica necessaria al moto della vettura. L’energia elettrica accumulata dalla batteria viene trasmessa al motore graie all inverter , questo dispositivo trasforma la corrente continua dell accumulatore in corrente alternata e la invia al motore in fase di rilascio dell accelleratore . Il motore elttrico è in grado di generare la coppia massima istantaneamente che consente un accellerazione decisamente maggiore alle altre vetture con diversa alimentazione. Un auto elettrica nonstante goda di prestazioni migliori rispetto ad un motore a combustione non copre la stessa autonomia, infatti le case produttrici dichiarano un autonomia che varia dai 200 ai 400 km ma questo dato può variare a seconda dello stile di guida del conducente.
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3.1 Ricarica Gogoro Uno dei problemi che trattiene il consumatore dall acquisto di un auto elettrica sono i tempi di ricarica. Questo problema viene abbattuto grazie al servizio di battery sharing gogoro . Gogoro è una società Taiwanese che ha praticamente stabilito lo standard mondiale per il funzionamento delle stazioni di sostituzione della batteria per scooter e auto elettriche.La GoStation è una stazione, per sostituire le batterie scariche con celle cariche scansionando la propria scheda con un addebito diretto.Questo servizio risulta essere efficiente anche perchè in caso d’interruzione di corrente o malfunzionamento delle GoStation le batterie possono continuare a funzionare senza una fonte di alimentazione per oltre due giorni e mezzo. L’Ah “ampere” è l unità di misura della capacità della batteria, ed il costo sarà di 299 $ TWD (US $ 9,60) al mese per l’abbonamento e un altro TWD $ 2,30 (US $ 0,07) per Ah utilizzato. Il veicolo progettato dispone di 3 prese d’aria, 2 ai lati del paraurti ed una al centro del cofano anteriore, studiate per far confluire l’aria all interno della scocca in modo da raffreddare sia i propulsori che il gruppo batterie. L’utilizzo di questa tecnologia non preclude la possibilità di ricaricare l’auto con la colonnina tradizionale poichè è dotata comunque della presa di ricarica. Nei costi di servizio è inclusa la manutenzione e garanzia delle batterie utilizzate, ciò significa che in caso di rottamazione del veicolo l’azienda si occupa dello smaltimento delle batterie. La cube è dotata di 4 celle rimovibili che garantiscono un’ autonomia in linea con il mercato odierno (250-450 km per le citycar ).
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3.2 Propulsione in wheel
Peso ridotto trasmissione più efficace e ottimizzazione degli spazi sono i benefici dei propulsori elettrici “in wheel”. La meccanica di un’auto elettrica è meno ingombrante di quella di un modello tradizionale, quindi ho deciso di inserire il motore nelle ruote per ridurre ulteriormente l’ingombro. I propulsori elettrici sono montati tra i freni di serie del veicolo e i cerchi da 18”, ed hanno un peso che si aggira intorno ai 30-35 kg. In termini di dinamica il baricentro della vettura risulta più basso e con meno massa, in aggiunta c’è il vantaggio di poter gestire meglio la trazione, senza dover passare per i differenziali oppure per i freni, sfruttando la prontezza dei motori anche in fase di rilascio dell accelleratore. In questo modo anche funzioni come il “torque vectoring” guadagnerebbero efficienza. Infine è da considerare che ogni ruota risulta più pesante e di conseguenza meno confortevole soprattutto su strade sconnesse e in fase di sterzata, quindi sono necessarie sospensioni attive intelligenti in grado di accompagnare il movimento della ruota anticipando buche e ostacoli.
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3.3 Tecnologia e connettività
Le tecnologie per la sicurezza stradale sono una delle applicazioni più sviluppate del 5G ai trasporti. E uno degli strumenti con cui industria dell’auto, compagnie telefoniche e aziende di telecomunicazioni spingono perché le reti mobili di quinta generazione diventino, di fatto, lo standard per veicoli connessi o a guida autonoma in Europa. A Torino la 5GAa, un’associazione internazionale che riunisce produttori di auto, operatori telefonici e imprese dell’information technology, ha messo in strada una flotta di auto connesse dotate di avanzati sistemi di sicurezza, per dimostrare come le reti di quinta generazione possano far dialogare tra loro veicoli, segnaletica, infrastrutture stradali, sensori e altri dispositivi utili per monitorare il traffico, come gli smartphone dei pedoni. Una foresta di produttori di dati che, raccolti e ridistribuiti, riducono i rischi su strada. Alla base c’è la tecnologia C-v2x, cellular vehicle to everything, che consente a una quattro ruote di scambiare informazioni con un altro veicoli (V2v), con un’infrastruttura (V2i) e viceversa. il 5g può essere sfruttato per sperimentare sistemi che avvertono un’auto connessa quando un pedone si avvicina alle strisce pedonali o una bicicletta (necessariamente connessa a sua volta) viaggia lungo il percorso. O ancora, quando conviene rallentare per traffico intenso o cantieri in carreggiata. Informazioni che arrivano sul cruscotto prima che l’ostacolo sia in vista, con l’obiettivo di ridurre brusche frenate e rischi. Fca e Harman, il braccio operativo della telematica in campo automobilistico di Samsung, hanno messo a punto un sistema di dialogo tra veicoli. Se le due auto rischiano di scontrarsi a un incrocio dove c’è scarsa visuale o se quella davanti inchioda, parte un avviso in tempo reale della manovra azzardata. I punti di forza di quest evoluzione nella connettività sono 3 : Il primo è la latenza limitata e garantita, ossia il ritardo nella ricezione del segnale. Con il 5G va sotto i 10 millisecondi, con il 4G è di 100 millisecondi. La seconda è l’altissimo numero di connessioni disponibili contemporaneamente, fino a un milione per chilometro
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quadrato, che consente di monitorare la situazione in modo capillare. Pirelli a Torino ha connesso per la prima volta alle nuove reti mobili la sua Cyber Tyre, uno pneumatico che contiene un chip che misura accelerazione, pressione, temperatura e aderenza. Così, quando la gomma non sente una presa ottimale su strada, come nel caso di un acquaplano, spedisce le informazioni al veicolo che, a sua volta, può rimbalzarle a quelli che lo seguono, risparmiando il rischio di uno sbandamento,inoltre c’è la possibilità di trasmettere in streaming un incidente per aiutare le forze dell’ordine a coordinare l’intervento. Vodafone, invece, ha costruito un sistema di sorpasso assistito (See through). Se un’auto in coda vuole superare un veicolo, ma questo le ostruisce la visuale, può collegarsi a quella che la precede, che invece ha il campo sgombro e capire se è il momento giusto per effettuare la manovra, tutto in tempo reale. Siccome questa tecnologia impiegherà del tempo per potersi integrare nel contesto urbano odierno ho pensato ad un modo per integrare anche i veicoli non connessi. La cube essendo dotata di connettivita 5g sfrutta un pannello led posto tra il cofano ed il paraurti posteriore in modo da poter comunicare con le auto in coda messaggi di pericolo , guasto o qualsivoglia informazione utile alla viabilità ed all incolumità degli utenti.
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Design Concept
La forma del veicolo progettato viene perfettamente rispecchiata dal nome , cube. L’auto segue canoni estetici tipici degli anni 70 e quello che Marco Turinetto definisce “box like”. Sul mercato odierno recentemente viene ripreso questo “trend” anche da grandi case automobilistiche come Tesla con la sua Cybertruck che sfutta il “box like” per esprimere sicurezza e solidità.
La scelta di adottare queto tipo di forme non è puramente estetica, infatti oltre a dare una sensazione di compattezza quando la si guarda questa forma favorisce la minimizzazione degli spazi e la resistenza dell auto. Una delle forme che balza all occhio a primo impatto è il doppio cofano anteriore,il cofano è concepito con materiali resistenti che possano ammortizzare i colpi e non arrecare danno alle batterie rimovibili gogoro poste al di sotto di esso ed è ispirato al cofano posteriore della Pininfarina Battista .
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L’apertura delle portiere ad ali di gabbiano ( ispirate dalla mercedes sl 300 (1)) oltre ad un fattore puramente estetico si può presentare utile in situazioni di parcheggio strette , dunque facilitare l’ingresso e l’uscita degli utenti dall abitacolo. Quest auto viene concepita come una compatta 2 posti per ovvi motivi sopracitati nelle analisi settoriali, globali e demografiche ma nonostante ciò il veicolo offre un abitabilità che non ha nulla da invidiare ad auto di segmenti superiori, di fatti il veicolo oltre ad avere molto spazio per le gambe ( elevata distanza tra cruscotto e sedile ) è dotatato di 2 grandi bagagliai posti nell area posteriore dell auto. Questi babagliai differiscono tra loro poichè uno è sul lato posteriore ed ha una apertura posta al di sopra del paraurti , mentre il secondo si trova dietro i sedili dell auto e la sue apertura è posta al di sopra del primo bagagliaio ma consente all utente di potervi accedere senza dover scendere dall auto, semplicempente ruotando il sedile che essendo posto su un unica panca, eliminando il tipico spazio tra i sedili ed il tunnel centrale, ha comunque una regolazione singola sia nell avanzamento che nella rotazione . COFANO SUPERIORE ACCESSIBILE DALL INTERNO
COFANO INFERIORE ACCESSIBILE SOLO DALL ESTERNO
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Il volume anteriore dell auto , che ospita il vano batterie , è caratterizzato da un doppio cofano . Quest ultimo è viene concepito con materiali che possano garantire robustezza ed un peso contenuto (es. carbonio, tessuto strutturale )
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L’interno si presenta con delle linee molto pulite e squadrate che rispecchiano le forme viste sull esterno e la filosofia di progetto che presuppone la minimizzazione degli ingombri a favore di una migliore abitabilità . Il display centrale è l’unico elemento multimediale a bordo in grado di adattarsi alle esigenze dei passeggeri .
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Il cruscotto è dotato di un binario posto longitudinalmente lungo il quale lo schermo può scorrere per intero oppure dividersi in due porzioni. La prima che si posiziona davanti al guidatore puo essere utilizzata come quadro stumenti della vettura e per le informazioni sul traffico, invece la seconda porzione di schermo si presta al servizio del passeggero il quale può riprodurre contenuti multimediali oppure collegare il proprio smartphone il tutto senza distrarre il conducente.
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“Le Potenzialità trasformative sono legate alle potenzialità dell’artefatto che, tramite semplici gesti e spostamenti permette un uso diverso dello stesso.” Giorgetto Giugiaro
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4.1 Tavola tecnica
2500
145
3000 183
160
317
tutte le misure sono espresse in cm
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