Wenn wir gelernt haben, eine Sache von gehauchten Konzept entwickelt und kitschig sci-fi-Filme, es ist, dass wir alle verdienen flexible Technologien: bio-elektrische Tätowierungen, Messen unsere lebenswichtigen Organen und tablets können wir roll-up zu schieben in unsere Taschen.
Also… wo sind Sie?
Es stellt sich heraus, dass wirklich flexible Geräte ist schwieriger, als Futuristen und Filmemacher vorgestellt. Wir zunehmend siehe flexible Technologien gezeigt, die auf Veranstaltungen wie CES, aber die Hersteller neigen dazu, zu zeigen, eine einzelne Funktion—eine aufrollbare Leinwand hier ein dehnbarer Strecke. Real-life-gadgets müssen bundle jene Eigenschaften, die zusammen in ein ordentliches Paket, und das ist, erweist sich als ein Knackpunkt.
Aber einige der wichtigsten Hindernisse für flexible Elektronik—nämlich die Entwicklung dehnbar Schaltung bieg-Batterien—sind Recht jetzt herausgefunden, in Labors auf der ganzen Welt. Und wenn diese Herausforderungen zu überwinden sind, könnten Sie in der Linie für die Elektronik, die sind schwerer zu Schaden, mehr reaktiv, um Ihre Umgebungen, und die Art und Weise ändern, die Sie physisch mit Ihnen zu interagieren.
Das Samsung Galaxy S6 Edge spielt es überraschend einfach, trotz seiner flexiblen Bildschirm.
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Als der große verbogene iPhone-6-Debakel 0f 2014 gezeigt, dass viele der heutigen Geräte sind nicht durchdrungen Flexibilität. Das ist, weil die Elektronik eine komplexe Kombination von Komponenten, von denen die meisten können aktuell nicht gebogen werden. Prozessoren sind immer noch geätzt in Silizium-wafer, zum Beispiel, und Sie wollen nicht darüber nachdenken, was passieren könnte, wenn Sie gebogen die lithium-Ionen-Akku, der das einschalten Ihres Telefons.
Die wenigen Beispiele für flexible Elektronik, die es gibt, haben nicht viel zu empfehlen. Betrachten wir ein paar Beispiele, die Sie gesehen haben, über diese Seiten Weg zurück im Jahr 2012, Wexler veröffentlicht die erste flexible e-reader und Sony folgte mit Papier im Jahr 2014. E-Reader sind nicht intrinsisch spannend, aber Papier verpackt eine biegsame 13-Zoll-e-ink-Bildschirm, die—trotz Ihrer $1,100 Preis—deuteten auf eine Zukunft, die biegsame Tabletten. Zwei Jahre, auf die wir noch warten, da scheint niemand zu haben herausgefunden, was zu tun mit den chips, Speicher, Batterien und so weiter. In beiden Geräten, Sie waren einfach nur voll in einem festen Knoten an den Rand des Bildschirms.
Dann gibt es noch die paar Brocken der Telefone, machen Verwendung von flexiblen Displays, wie das LG Flex 2 und Samsung Galaxy S6 Edge. Aber wie wir alle gesehen haben, eine flexible Bildschirm nicht gleich eine flexible Telefon; vielmehr bekommt man ein Gebogenes Gerät, das passt zu Ihrem Gesicht besser, oder eine seltsame Nachricht ticker auf einer Seite. So oder so, Flexibilität bleibt mehr ein witziges gimmick als eine wirklich nützliche Funktion.
Auf einem viel größeren Maßstab, Samsung hat gezeigt, aus einem TV, der automatisch morph von gewölbt, flach mit dem Knopfdruck. Aber der Bildschirm ist 105 Zoll in der Diagonale und die Tiefe der Krümmung gemessen werden kann, im einzelnen Figuren Zentimeter—so ist der Effekt eher vorsichtig beuge eine Riesen Kreditkarte als eigentlich Kuvertierung Ihr Gesicht in Pixel.
Panasonic neue dehnbar schaltungen sind flexibler als yoga-Lehrer. (Bild von Panasonic.)
Diese Mängel können alle werden, die auf eine mangelnde Flexibilität in einigen wichtigen Komponenten. Stellen Sie sich stapeln einer Reihe von Spielkarten auf der jeweils anderen. Dann denken Sie, wie die verschiedenen Teile einer einfachen, flexiblen elektronischen Gerät: Verkabelung, eine Batterie, einen Prozessor, und so weiter. Biegen Sie den Stapel ein wenig aus der Mitte, und alles bewegt sich unisono; biegen Sie aggressiv, und die enden der Karten-fan-out von einander. Ihre elektronischen schaltungen nicht mehr heiraten sauber. Das könnte (nur) in Ordnung, wenn Sie nur brauchen, um Rollen Sie das Gerät in einer Röhre.
Aber sagen Sie, Sie wollen etwas, das entspricht komplexere Formen, wie ein tablet können Sie knüllen, wie ein Stück Papier. Denken wir zurück an die Stapel von Karten, Sie können es nicht tun, zumindest nicht so einfach, und Sie könnten am Ende schädlich etwas in den Prozess. Stattdessen müssen Sie die Komponenten—oder zumindest das, was Sie miteinander verbindet, wenn Sie gemacht werden können, kleiner zu werden, dehnbar, so dass die verschiedenen Teile verbiegen kann mit jedem anderen in mehr interessante Formen.
Geben Sie elastisch circuity, das ist schließlich coming of age. Normalerweise ist diese Schaltung beinhaltet eine Art dehnbar polymer, das geändert wird, Strom zu leiten, und es entwickelte sich sprunghaft in den letzten zehn Jahren. Im Jahr 2008, diese Arten von Elektronik könnte Strecke von rund 70 Prozent, während die Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit; heute ist es möglich, um ähnliche Fasern, die sich bis über 1.000 Prozent Ihrer ursprünglichen Länge. Angewandte einem elastischen polymer-Basis, können Sie erstellen eine dehnbare printed circuit board viel wie angekündigt von Panasonic im letzten Jahr, wie oben abgebildet. Und, es sei denn, Sie ziehen ein paar ziemlich verrückte tricks mit dem Handy, es ist schwer, eine situation vorstellen, wo Sie Sie benötigen mehr Elastizität als das.
Ist, dass ein Radiergummi oder mehr Rechenleistung, als in Ihren ersten PC? (Bild von Intel.)
Einige Komponenten sind ein wenig schwieriger, flex, aber zum Glück gibt es einen Allgemeinen trend in der Elektronik, die helfen können. “Der Weg von der herkömmlichen Halbleiter-Industrie ist in der ganzen Miniaturisierung—Dinge kleiner und dünner,” John Rogers, professor für Verfahrenstechnik an der Universität von Illinois, sagte Gizmodo. “Diese trends haben Relevanz und Bedeutung für flexible Elektronik.” Das bedeutet, dass einige Teile, wie Funk-Antennen und sensoren sind natürlich ab, sich so Dünn, dass Sie flexibel genug sein, ohne viel extra-Forschung.
Die Verbreitung von smartphones und wearables hat, nachdem alle, angetrieben chips zu wachsen immer kleiner—schauen Sie nur auf Intel Curie, die packs zu einem Prozessor, der mit einfachen sensoren und Bluetooth in ein Knopf-große Einheit. Wie Rogers versteht es, die kleinen Inseln, von starren Komponenten, wie diejenigen, die bereits in diesen Arten von Geräten, sitzen konnte, auf elastischen Platten. Verbunden durch elastische Dirigenten, Sie können so positioniert werden, dass die Arten der Bewegung das Gerät ist so konzipiert, dass Sie scheitern. “Früher gab es einen glauben, dass, Sie hätten die Entwicklung ganz neue Klassen von Halbleiter-und Materialien, und dass es war alles zu haben, inkjet-oder Siebdruck”, sagte er. “Aber jetzt ist die gewinnende Strategie erkennen diese Art der Ansätze, aber auch die extreme Leistung in bestehende Technologie, die entwickelt wurde für tragbare Elektronik mit klassischen form Faktoren.”
Eine weitere option ist es, Ressourcen zu teilen, die zufällig in der Nähe sind: es dürfen keine Notwendigkeit für ein Gerät zu kommen verpackt mit leistungsfähiger hardware, wenn eine blitzschnelle smartphone herum. Wir haben gesehen, dass mit smartwatches zum Teil, und es gibt keinen Grund, es nicht der Fall für die meisten flexiblen Geräte. Alles, was erforderlich ist eine Art von wireless data link zu schnell Strahl Informationen hin und her.
Es gibt immer noch eine große fliege in der Suppe. “Netzteile sind eine Barriere,” Rogers zugelassen. “Sie können die meisten Komponenten, die klein genug sind, im lateralen Abmessungen, können Sie Ingenieur der soft-mechanik, die Sie letztendlich wollen.” Aber das ist einfach nicht der Fall, mit Batterien, wo die Kapazität einer Zelle ist bestimmt durch seine Lautstärke: stellen Sie eine Dünn genug, um flexibel zu sein, und es kaum hält eine Ladung. Das ist wenig, vor allem angesichts der rate, mit der die meisten Geräte jetzt kauen durch berechnen.
Wireless power ist wahrscheinlich die beste Lösung. “In diesem Fall alles, was Sie wirklich tun müssen, ist zu schaffen flexible Antennen empfangen die macht”, sagt Rogers. Es gibt bereits Häuser in Seattle, die Teil eines Experiments zu testen, wie praktisch, dass Ansatz sein könnte. Dort, Geräte nutzen die oszillierende Signale in die Datenströme von wi-fi und schalten Sie es in Gleichstrom um. Derzeit treibt es nur kleine Geräte, aber auf der diesjährigen CES wir sahen, Dh das wireless-system ein iPhone aufzuladen mitten in der Luft, die eine kommerzielle Realität werden bis Ende 2016.
LG ist eindeutig auf einer Rolle mit seiner flexiblen OLED-Bildschirm. (Bild von LG.)
Nach Rogers, wir nähern uns einem Punkt, wo “inkrementelle engineering zur Geltung gebracht werden.” Erwarten flexible Elektronik schrittweise Verbesserung in den kommenden Jahren. Komponenten wird flexibler, schaltungen wird die Nachfrage weniger Energie und Materialien ermöglichen flexible Geräte angenehmer zu interagieren. “Es gibt Möglichkeiten für die Forschung,” sagte Roger, “aber ich hoffe und glaube, dass wir Sie für sehr schnelles Wachstum.”
Sriram Subramanian, professor für Mensch-computer-Interaktion an der Universität Bristol, Aktien, die Begeisterung—aber auch airs ein Wort der Vorsicht. “Einige der Beispiele, die wir gesehen haben, wie der Bildschirm von LG, nur Demonstranten”, erklärte er Gizmodo. “Die Frage ist nicht, ob wir schaffen flexible Geräte oder nicht, aber wie können wir uns vorstellen, Anwendungsfälle, die sinnvoll sind.”
Ihre TV vielleicht einen besseren job zu verziehen seiner Form als Samsung aktuelle Bemühungen, zum Beispiel. Subramanian wies darauf hin, dass es könnte in der Tat bend in beide Richtungen: In konkav-Modus der TV könnte ein wirklich eindrucksvolles Erlebnis, während in konvex-Modus könnte es ermöglichen multi-player-Spiele, ohne dass Sie Ihren Gegner sehen. Ihr tablet kann die flex-Hälfte—ein wenig wie das Lenovo Yoga, aber als Einzel -, Serien-Bildschirm, so dass Sie zu kuratieren eine Diashow der Bilder auf der einen Seite, sagen Sie, während Ihre Zuschauer sitzt gegenüber. Oder Ihr Telefon verwenden könnte, seine ambient-light-sensor, um zu bemerken, dass sich die Sonne auf und morph seine Form zu Schatten auf Ihrem Bildschirm.
Es gibt viel mehr potenzielle Anwendungen, wo diese herkommen. Aber, wie Subramanian hat mir erzählt, dass in der Vergangenheit diese Art von Technologien sind Revolutionär, nicht evolutionär—Sie sind ein Schritt änderung in der Weise, die wir verwenden, Elektronik. Der Grund dafür sind wir nicht zu sehen, ein biegsamer tablet kann doch fast so viel zu tun mit den Herstellern in kleinen Schritten, um zu vermeiden überwältigend uns, wie ist es mit der Bereitschaft der hardware selbst.
Letztlich ist wirklich flexibel-Technologie ist eine unvermeidliche Zukunft von consumer-electronics—wir müssen einfach geduldig sein. “Es wäre toll, wenn ich könnte roll mein Handy und steckte es in meine Tasche,” Subramanian sagte. “Wir sind es immer.”
Top-Bild von Peter Sobolev – /Shutterstock