Подробности

    ЦифроМахИнтеллектИскусственный интеллект → Электронная кожа показала изменчивый лик техники будущего

    Электронная кожа показала изменчивый лик техники будущего

    панель приборов

    Представьте, что корпус вашего телефона меняет цвет при получении звонка, а бока электрочайника — оттенок по мере нагрева воды. Вообразите, что оконное стекло автоматически регулирует освещённость и показывает узоры, создающие в комнате резную тень, а стены в гостиной и борта автомобиля, ведут себя словно кожа хамелеона. Всё это уже стоит на пороге с появлением новой технологии.

    О похожих вещах не раз писали фантасты. Но те, кто уже пробовал увидеть, как можно было бы реализовать такие изобретения, обычно думали об огромных дисплеях. Инерция мышления, как ни крути. Между тем растягивать на окна и стены даже самые современные экраны (вроде органических) — слишком расточительно. И вес конструкции будет велик, и потребление энергии окажется немаленькое. Про цену лучше не вспоминать. Даже дисплей во весь корпус телефона или чайника — это слишком сложно для существующих гибких и тонких экранов. Инженеры и учёные из Нидерландов решили данную задачку по-своему. Они рассудили: нам не нужны дисплеи в традиционном понимании, обойдёмся простой пассивной (отражающей или прозрачной) поверхностью, цвет (или светопропускание) которой можно регулировать электроникой. И голландцы не только рассудили, но и сотворили желаемое. Первые образцы так называемой электронной кожи (e-skin) продемонстрировали на днях в работе специалисты из исследовательского подразделения знаменитой электронной компании – Philips Research.

    Малые и большие панели, взаимодействие которых со светом можно менять под управлением компьютера, голландские специалисты называют обобщённым термином Digital Surfaces. Это могут быть и поверхности приборов, и столешницы, стены и окна, интерактивные стенки мебели или корпуса бытовых приборов. Такие устройства Philips делит на активные (обладающие излучающими элементами системы, близкие по строению к традиционным дисплеям) и пассивные, которые не излучают, а только отражают внешний свет или пропускают его насквозь. Последние, по замыслу компании, и должны вскоре получить мощное ускорение с появлением электронной кожи, такой как на этом снимке (фото Philips). E-skin является глубокой эволюцией неплохо уже зарекомендовавшей себя технологии электронной бумаги. Только в последней микрочастицы «электронных чернил» всплывали или тонули в толще панели, и происходило это под действием электрического поля, приложенного перпендикулярно поверхности устройства. А в e-skin частицы чёрных или цветных чернил смещаются по горизонтали под воздействием поля, параллельного стеклу (или полимерной плёнке). Такой поворот всего принципа «набок» открыл перед разработчиками «е-кожи» занимательные перспективы.
    Заметим, фактически перед нами переосмысление проекта профессора Хейкенфельда из США, только в собственных экспериментах голландцы пошли дальше — они придумали не один, а сразу несколько вариаций такой «продвинутой» электронной бумаги.

    Рис.1. Малые и большие панели, взаимодействие которых со светом можно менять под управлением компьютера, голландские специалисты называют обобщённым термином Digital Surfaces. Это могут быть и поверхности приборов, и столешницы, стены и окна, интерактивные стенки мебели или корпуса бытовых приборов.Такие устройства Philips делит на активные (обладающие излучающими элементами системы, близкие по строению к традиционным дисплеям) и пассивные, которые не излучают, а только отражают внешний свет или пропускают его насквозь. Последние, по замыслу компании, и должны вскоре получить мощное ускорение с появлением электронной кожи, такой как на этом снимке (фото Philips).

    Самый простой вариант «кожи», переключающийся между чёрным и прозрачным состоянием (снимок с увеличением). В прозрачном виде заметны линейные электроды, около которых «паркуются» заряженные частицы чернил, когда включено напряжение (фото Philips). В e-skin может быть всего два фигурных электрода (в пределе), которые размещены по обе стороны от тонкой полости между стенками панели, заполненной плавающими частицами красителя. Электроды могут быть нанесены на внутреннюю поверхность стекла или плёнки в виде едва заметного на глаз рисунка различной степени сложности. В любом случае в отсутствие напряжения чернила равномерно распределяются по объёму ячейки, придавая электронной коже тот или иной цвет и уровень светопропускания в зависимости от параметров выбранных частиц. Когда на двух электродах появляется напряжение, чернила концентрированно собираются у одного из них (выбор зависит от полярности приложенного поля). В результате львиная доля площади панели оказывается прозрачной. Если под ней лежит отражающая плёнка (серебристая, белая и так далее), «е-кожа» будет сверкать, а без таковой — просто превратится в прозрачное стекло с едва видимым глазу «остаточным» рисунком в тех местах, куда сбились частицы управляемого пигмента.
    При этом в одну и ту же ячейку можно заправить пару различных по цвету чернил, по-разному реагирующих на приложенное поле. В зависимости от подключённого, скажем, к прямоугольной сетке из электродов напряжения такая «кожа» может продемонстрировать небольшой ряд мозаик.

    Рис.2. Самый простой вариант «кожи», переключающийся между чёрным и прозрачным состоянием (снимок с увеличением). В прозрачном виде заметны линейные электроды, около которых «паркуются» заряженные частицы чернил, когда включено напряжение (фото Philips).

    Один из прототипов электронной кожи, в котором параллельные и перпендикулярные ряды электродов формируют рисунок «шахматная доска». Полярность приложенного напряжения определяет цвет шашечек. Что важно, светопропускание у прозрачных участков такого управляемого слоя превышает 50%, что лучше, чем у большинства образцов электронной бумаги.Правда, время переключения – около секунды, но для декоративных приложений, нужд сигнализации (вспомним тот же входящий звонок на телефоне) или для построения больших интерактивных поверхностей в доме, «создающих настроение», – этого вполне хватит (фотографии Philips). Один из привлекательных шагов проекта: авторы «кожи» посчитали, что вовсе не стоит гнаться за числом пикселей выводимого изображения (а никто не сомневается, что e-skin в некотором смысле является экраном). Пока одни компании наращивают разрешение электронной бумаги чуть ли не до печатных стандартов, голландцы пошли в противоположном направлении. Они заявили, что для ряда приложений число пикселей можно сократить до минимума, создавая в электронной коже относительно крупные (по меркам дисплеев) ячейки, способные формировать несложные рисунки и узоры. В частности, Philips поэкспериментировала с шестиугольными ячейками (которые впервые мы увидели у того же Хейкенфельда). Все стенки сот в такой панели представляют собой единый электрод № 1, а точки в центре каждой ячейки объединены проводящим слоем в электрод № 2. Соответственно, в зависимости от включённого направления электрического поля или его отсутствия чернила в таких ячейках или равномерно заполняют объём, или собираются тонкими жилками вдоль стенок, или все перебегают внутрь точек. Получается три состояния «кожи». Интересно, что инженеры попробовали альтернативное размещение боковых электродов в ячейках, помимо уже описанной шестиугольной схемы. Ряд рисунков приводит к сокращению общей поверхности электродов, а от этого зависит степень прозрачности или затемнения панели. На них же влияет и материал стенок, который сам по себе может быть прозрачным или нет.



  • Ударим по рукам: интерфейс Skinput извлекает данные из кожи

    Впрочем, если взглянуть в будущее, то там с этим проблем наверняка меньше: микрофон будет располагаться в зубе, а наушник либо за ухом, либо прямо в черепе

     
  • Источник: http://vestnikatp.wordpress.com