Добродошли у футурологију паметних телефона. У овој новој серији чланака пуних науке, Мобиле Натионс гостујући сарадник Схен Ие пролази кроз тренутне технологије које се користе у нашим телефонима, као и најсавременије ствари које се још увек развијају у лабораторији. Пред нама је поприлично науке, јер ће се многи будући разговори заснивати на научним папири са огромном количином техничког жаргона, али трудили смо се да ствари буду што једноставније и једноставније могуће. Дакле, ако желите дубље да зароните у то како функционишу сметње вашег телефона, ово је серија за вас.
Ово је последња рата - за сада - у нашој серији о будућности технологије паметних телефона. Ове недеље покриваћемо науку која стоји иза једног заиста важног подручја квалитета израде паметних телефона - стакла екрана осетљивог на додир. И док завршавамо серију, видећемо и како се тренутно стање мобилне технологије упоређује са предвиђањима изнетим пре скоро деценију. Читајте даље да бисте сазнали више.
Веризон нуди Пикел 4а за само 10 УСД месечно на новим Неограниченим линијама
О аутору
Схен Ие је програмер за Андроид и дипломирао је хемију на Универзитету у Бристолу. Ухватите га на Твиттеру @схен и Гоогле+ + СхенИе.
Више у овој серији
Обавезно погледајте прве три рате наше серије Смартпхоне Футурологи, које покривају будућност технологије батерија, екран за паметне телеф и процесори и меморија.
Ојачано стакло
Милијарде долара троше се на поправке екрана сваке године, при чему се део корисника одлучује да живи са својим испуцаним екраном, уместо да троши новац на поправке. Готово сви водећи телефони из 2014. године користили су Горилла Гласс 3 компаније Цорнинг, мада се неки одлучују за генеричко ојачано стакло. Модерно каљено стакло резултат је вишеструких процеса термичке и хемијске обраде, повећавајући чврстоћу материјала у поређењу са обичним стаклом.
Ако површину стакленог листа погледате под микроскопом, видећете да је испуњена ситним манама и микропукотинама. Ове мане чине стакло стварно подложан ломљењу. Ако се примени довољно напрезања, ове пукотине могу да се шире, пукну и резултирају сломљеним лимом стакла. Ако замислите 2 листа папира, један је савршен, а један има малу сузу у средини. Ако сте повукли бочне стране листова папира, листу са малом сузом захтијеваће знатно мање силе да се поцепа. Сад замислите да је мала суза била на ивици листа папира, потребно је још мање силе да се она шири и на крају преврне папир на пола. Стрес се може врло лако накупити на ивицама, а још више на оштрим угловима; због тога се од авиона захтева да имају прозоре са заобљеним угловима.
Обично стакло је заправо препуно ситних недостатака и пукотина - каљено стакло их затвара помоћу различитих техника.
Горилла Гласс је врста каљеног стакла позната као „алкално-алумосиликатно стакло“. То је најпознатија марка ојачаног стакла за паметне телефоне, која се користи у популарним Андроид и Виндовс телефонима попут Самсунг Галаки С5, ХТЦ Оне М8, и многе Лумиа слушалице. Термички процеси каљење стакла узрокују силу компресије на спољној површини стакла. Ово учвршћује стакло затварајући неке од тих микропукотина, али такође чини стакло сигурнијим - ако се стакло разбије, разбиће се у мале комаде уместо у велике опасне крхотине (слично као Кап принца Руперта). Осим каљења, хемијски поступак познат као „јонска размена“ такође ојачава материјал.
Чаша садржи пуно натријума из производног процеса. Када је уроњен у вруће растопљено калијумско купатило, јони калијума се померају у стакло и померају јоне натријума. Калијум је већи од натријума, а то такође узрокује силу компресије на површини стакла - попут каљења - која ојачава стакло.
Каљено стакло је изузетно тврдо. Прихваћени метод класификације тврдоће је коришћење „Вицкер-овог теста тврдоће“. Горилла Гласс 3 је тврђи од већине метала и вероватно је најтврђи материјал на површини вашег телефона. Иако стављање телефона у исти џеп са новчићима и кључевима можда неће довести до огреботина екрана, шасија ће вероватно покупити неке знакове оштећења. Бацајући поглед на објављене спецификације Горилла Гласс-а постоји низ оцена које описују различите врсте жилавости.
- Иоунг-ов модул - описује еластичност материјала. Већи број значи да је материјал тврђи, али је споредни ефекат повећање ломљивости.
- Поиссонов однос - аксијално напрезање материјала када се вуче или гура. Замислите да развучете комад жвакаће жваке - центар ће постати тањи.
- Модул смицања - описује реакцију материјала на смицање, веома важан фактор када је у питању спречавање стварања пукотина.
- Чврстоћа лома - мерење отпорности материјала на ширење пукотина.
Када се упоређују горње вредности између Горилла Гласс 3 и недавно најављени Горилла Гласс 4, велика разлика је у томе што добијамо нижи Иоунгов модул, па би требало да буде мање ломљив. Међутим, одељак за хемијско јачање открива више него дупло дубински слој, са 40 µм на 90 µм. Ово у великој мери повећава отпорност ГГ4 на пуцање и ширење пукотина, са дебљим компримованим површинским слојем. На слици испод приказани су пресеци у којима се упоређује отпорност на оштећења између Горилла Гласс 3 и 4:
Кредит за слику: Цорнинг
Међутим, ако користите заштитник екрана, разлике постају мање значајне. Штитници екрана помажу у ширењу било каквог ударног напрезања, довољно да спрече нагомилавање знатног напрезања на једном месту да проузрокују преломе. Колико год учвршћивали стакло, не можете у потпуности елиминисати све ове природне недостатке, због чега неки произвођачи почињу да разматрају егзотичније материјале попут сафира.
Синтетички сафир
Прошле године било је много хајпа око извештаја да је иПхоне 6 би имао екран направљен од синтетичког сафира уместо ојачаног стакла. Очигледно је да цео табак не би био направљен од кристалног сафира (био би превише ломљив), већ од сафирног композита који материјалу пружа одређену еластичност. Уобичајене производне методе укључују употребу танког слоја стакла као подлоге на коју се таложи алуминијум-оксид, формирајући танак слој кристалног сафира на површини. Сафир има драстично већу Викерову тврдоћу од конвенционалног каљеног стакла, што га чини отпорнијим на огреботине.
Сафирни екрани су знатно тврђи од каљеног стакла ...
Међутим, трошкови израде сафирних екрана су изузетно високи од трошкова каљеног стакла, па су ретко користи се за приказе уређаја и повремено користи као поклопац сочива за камере паметних телефона, на пример у новијим иПхоне моделима. Међутим, постоји разлог за надати се јефтинијим приказима сафира у будућности, јер се цена производње сафира постепено смањује како се процеси постају све оптимизованији.
Пре лансирања, говорило се да иПхоне 6 користи сафирни екран - у стварности користи стакло ојачано јонима.
... али су трошкови производње већи, а постоје и други технички изазови које треба решити.
Према Цорнинговим извршним радницима, побољшана тврдоћа сафира не премашује његове недостатке. Има нижу пропусност светлости што би утицало на животни век батерије (због потребних виших нивоа позадинског осветљења), 10 пута је скупљи од стакла, много је дужи за производњу, 1,6 пута је тежи и мање је отпоран на њега пуцање. Цорнинг је, наравно, уложио велика средства у своју технологију Горилла Гласс и има разлога да полива хладном водом овај конкурентски материјал.
Са произвођачима укључујући Киоцера и Хуавеи који користе сафирне екране, видећемо колико добро уређај подноси општу употребу. Хуавеи извршни службеници су рекли Андроид Централ на ИФА 2014 да је компанија очекивала да ће телефони са сафирним дисплејима постати ниша у настајању у наредној години. У међувремену, Киоцерин бригадир, робусна слушалица која користи сафир на свом дисплеју, назван је „готово неуништивим“ након опсежних тестирања Андроид Централ.
Једном када производни процеси сафира постану рафиниранији и јефтинији, можда ћемо видети да више произвођача усваја кристал у својим уређајима.
Антибактеријски дисплеји
Иако никада заправо не размишљамо о томе, наши екрани осетљиви на додир могу да носе невероватну количину бактерија из бројних окружења. А с обзиром на то да тржиште паметних телефона брзо расте само у последњих неколико година, заправо није било пуно истраживања о томе како се борити против овога.
Екран вашег паметног телефона је потпуно прљав - али наука вам може помоћи.
Немачки универзитет је узорковао 60 екрана осетљивих на додир1 и открио је да неочишћени екран осетљив на додир садржи просечно 1,37 јединица за формирање колоније бактерија по квадратном центиметру. Ово заправо није толико високо, редова величине нижа од оне кухињске сунђере, али неколико пута већа од седишта тоалета у болници2. Овај број је смањен на 0,22 након чишћења крпом од микровлакана, и 0,06 након чишћења алкохолном марамицом - средством за чишћење од ВЦ шкољке након чишћења детерџентом. Истраживачи су идентификовали да већина бактерија потиче из људске коже, уста и плућа - што није изненађујуће јер уређаје држимо тако близу лица. Већина људи редовно не чисти екране паметних телефона, тако да екрани осетљиви на додир дефинитивно могу да шире микробе на друге.
Почетком 2014. године, Цорнинг је представио своје антимикробно стакло Цорнинг Горилла Гласс на ЦЕС-у. Било је то прво антимикробно стакло за регистрацију које је регистровала ЕПА. Екран је у основи пресвучен танким филмом јона сребра који имају невероватна антимикробна својства и за које се наводи да убијају 90% бактерија, алги, плесни и гљивица на површини. Сребро се широко користи у болницама због свог антимикробног дејства, помажући у спречавању ширења МРСА, а заправо се користило за превијање рана у Првом светском рату за спречавање инфекције.
Количина сребра потребна за танки филм на екранима паметних телефона је врло мала, али на крају ће и бити бити на произвођачима да ли желе да додају доларе на рачун материјала или не. Па ипак, будући да функције здравља и кондиције постају централни део многих паметних телефона, антибактеријски дисплеји могу представљати још једну тачку разликовања за произвођаче телефона.
Кредит за слику: Тацтус
Морпхинг Дисплаис
Тацтус Тецхнологиес, стартуп компанија у Калифорнији, показује своју иновативну морфинг технологију осетљиву на додир. Када је у стању мировања, изгледа као обичан екран осетљив на додир, али када се активира, може генерисати низ избочених облика који одговарају ономе што је покренуто на уређају. Пример који показују је уређај где тастери вире када се мека тастатура приказује на екрану, пружајући кориснику тактилне повратне информације.
Корисници не требају притискати појединачне тастере, већ само додиривањем регистроваће се притискање тастера. То је импресивна технологија која се развијала неколико година, али тек треба да се примени у потрошачком уређају. Будући да произвођачи напуштају хардверске тастатуре док се баве тањим дизајном уређаја, љубитељи хардверске тастатуре Тацтус може бити оно што траже.
Интерактивни холограми
На АЦМ симпозијуму о софтверу и технологији корисничког интерфејса ове године, Универзитет у Токију представио је свој прототип дисплеја под називом ХаптоМиме3. То је систем интеракције у ваздуху који делује попут плутајућег екрана осетљивог на додир који може стимулисати врхове прстију помоћу ултразвука да би пружио тактилне повратне информације. Помоћу плоче за обраду слика на екрану се трансформише у плутајући холограм. Када систем открије да корисник „додирује“ холограм, ултразвучни фазни претварач низа створиће осећај на вршку прста корисника.
Технологија не ради само са холограмима већ и са 3Д приказима. Довешће нас корак ближе интеракцији Тонија Старка са нашим дигиталним уређајима. Ово вероватно никада неће бити уграђено у паметни телефон, али могуће је да ће се у неком тренутку у будућности ставити у уређај сличан таблету.
Будућност технологије паметних телефона - Да ли смо већ ту?
Још у фебруару 2008. године, 7 месеци пре почетног издања Андроида, Нокиа је представила концептни телефон - Нокиа Морпх. Нокиа истраживачки центар и Центар за нанонауке Универзитета у Кембриџу сарађивали су на овом пројекту да би произвели концептни телефон за који верују да је будућност паметних телефона, фокусирајући се на нанотехнолошке примене у преносним уређајима уређаји.
Како се Нокиа визија будуће мобилне технологије упоређује са оном што имамо данас?
Уређај је садржао:
- Савитљиви, провидни уређај
- Самоочишћујућа површина
- 3Д избочена површина (попут Тацтус екрана)
- Соларно пуњење путем технологије „нанограсс“
- Бројни интегрисани сензори за сензорске факторе као што су загађење ваздуха и хигијена
Нокиа је предвидела да ће такве технологије бити доступно до 2015, па докле је напредовала наука да би дозволила такве функције у уређају? У прва два чланка из ове серије видели смо како је ЛГ створио провидни савиљиви ОЛЕД екран и постоје два кандидата за савијање литијумских батерија - литијум керамика и литијум полимер са флексибилним компоненте. Још увек немамо самочишћујуће површине, али уложен је велики напор у развој боље олеофобне превлаке за стакло како би се спречило масно мрље са наших уређаја. Тренутни прототипови "нанофур" су подложни премазима који се трљају општим трењем у нашим џеповима.
Кредит за слику: Универзитет у Массацхусеттсу, Универзитет Станфорд
Пробој у истраживању нано траве је тек недавно објављен у сарадњи два универзитета у САД-у4. Користећи лист графена, могли су густо да поређају ступове од високо ефикасног фотонапонског материјала - материјала који претвара светлост у електричну енергију. Структура нано траве изузетно повећава површину која је у контакту са сунчевом светлошћу, побољшавајући ефикасност за 33% у односу на танкослојне соларне панеле.
Кредит за слику: Тзоа
Коначно, о предвиђеним Нокијиним сензорима за загађење и хигијену. Почетком децембра појавила се Кицкстартер страница за уређај назван Тзоа, према тој страници је прва носива која мери загађење ваздуха у непосредном окружењу. Повезује се директно са вашим паметним телефоном, шаљући и податке о загађењу ваздуха и податке о изложености УВ зрачењу. Сонда не открива хемијско загађење у ваздуху, али у ствари открива честице у ваздуху, које такође представљају претњу по наше здравље.
И такође треба напоменути Самсунг-ова Галаки Ноте 4, који је крајем 2014. године постао први уобичајени паметни телефон који се испоручује са сензором УВ светлости.
Кредит за слику: Цалтецх
Изненађујућа количина футуристичких ствари већ је с нама - било у лабораторији, било у уређајима које користимо.
Још 2011. године објављен је рад на малој платформи за анализирање микроорганизама без сочива. Названо је еПетри тањир и дизајнирано је за рад на силицијумском чипу5. (Име је добило по Петријевој посуди, конвенционалној методи за узгајање микроба како би се могли анализирати.) За еПетријеву посуду није потребна велика опрема и радно интензивних процеса, култура се једноставно стави на сликовни чип осветљен екраном паметног телефона, а склоп се стави у инкубатор. Подацима се може приступити даљински преко лаптопа или другог паметног телефона, што омогућава кориснику да увећа и анализира појединачне микробиолошке ћелије. Технологија је врло специјализована и још увек је далеко од концепата Нокиа Морпх, али је дефинитивно корак ближе.
Тренутно смо развили пуно технологије за коју су Нокиа и Универзитет у Кембриџу предвидели да би требало да буде доступна до 2015. године. Концепт је још увек врло футуристички, али делује као добар извор инспирације за оне који развијају технологије паметних телефона за будућност.
Ко зна, можда ћемо за следећих седам година видети уређај сличан Нокиа Морпх-у, можда са технологијама које тек треба да замислимо.
Хвала Ерицу из Еволутиве Лабс што ме је научио о каљеном стаклу!
М. Егерт, К. Спатх, К. Веик, Х. Кунзелманн, Ц. Хорн, М. Кохл и Ф. Благослов, бактерије на додирним екранима паметних телефона у немачком универзитетском окружењу и оцена два популарне методе чишћења помоћу комерцијално доступних производа за чишћење, Фолиа Мицробиологица, 2014: стр. 1-6. ↩
А. Хамбреј и А.С. Малмборг, Дезинфекција или чишћење болничких тоалета - процена различитих рутина, Јоурнал оф Хоспитал Инфецтион, 1980. 1 (2): стр. 159-163. ↩
И. Моннаи, К. Хасегава, М. Фујивара, К. Јошино, С. Иноуе и Х. Схинода. 2014, АЦМ: Хонолулу, Хаваји, САД. стр. 663-667. ↩
И. Зханг, И. Диао, Х. Лее, Т.Ј. Мирабито, Р. В. Јохнсон, Е. Пуодзиукинаите, Ј. Јохн, К.Р. Цартер, Т. Емрицк, С.Ц.Б. Маннсфелд и А.Л.Брисено, унутрашњи и спољни параметри за контролу раста органских монокристалних нано ступова у фотоволтаици, Нано слова, 2014. 14 (10): стр. 5547-5554. ↩
Г. Зхенг, С.А. Лее, И. Антеби, М.Б. Еловитз и Ц. Ианг, еПетри тањир, платформа за снимање ћелија на чипу заснована на субпикселној помичној микроскопији у перспективи (СПСМ), Зборник Националне академије наука, 2011. 108 (41): стр. 16889-16894. ↩
Ово су најбоље бежичне слушалице које можете купити по свакој цени!
Најбоље бежичне слушалице су удобне, звуче сјајно, не коштају превише и лако се ставе у џеп.
Све што треба да знате о ПС5: Датум изласка, цена и још много тога.
Сони је званично потврдио да ради на ПлаиСтатион 5. Ево свега што до сада знамо о томе.
Нокиа лансира два нова буџетска Андроид Оне телефона испод 200 долара.
Нокиа 2.4 и Нокиа 3.4 су најновији додаци буџетској линији паметних телефона компаније ХМД Глобал. С обзиром да су оба Андроид Оне уређаја, гарантовано ће добити две главне исправке ОС-а и редовна безбедносна ажурирања до три године.
Осигурајте свој дом овим СмартТхингс звонима и бравама.
Једна од најбољих ствари код СмартТхингс-а је та што можете да користите мноштво других независних уређаја на свом систему, укључујући звона на вратима и браве. Будући да сви они у основи деле исту подршку за СмартТхингс, усредсредили смо се на то који уређаји имају најбоље спецификације и трикове како би оправдали њихово додавање у ваш СмартТхингс арсенал.