Ёлектронна€ кожа будущего

15.03.2011, 13:10
»сточник: Membrana.ru




Ёлектронна€ кожа показала изменчивый лик техники будущего
ѕеред нами не новый образец диспле€ и не жидкокристаллический затвор, как можно подумать, а один из новых прототипов произвольно мен€ющей прозрачность (или отражение и даже цвет) оболочки дл€ самых разных предметов Ц "электронна€ кожа" (фото Philips).

ѕредставьте, что корпус вашего телефона мен€ет цвет при получении звонка, а бока электрочайника — оттенок по мере нагрева воды. ¬ообразите, что оконное стекло автоматически регулирует освещЄнность и показывает узоры, создающие в комнате резную тень, а стены в гостиной и борта автомобил€, ведут себ€ словно кожа хамелеона. ¬сЄ это уже стоит на пороге с по€влением новой технологии.

ќ похожих вещах не раз писали фантасты. Ќо те, кто уже пробовал увидеть, как можно было бы реализовать такие изобретени€, обычно думали об огромных диспле€х. »нерци€ мышлени€, как ни крути. ћежду тем раст€гивать на окна и стены даже самые современные экраны (вроде органических) — слишком расточительно. » вес конструкции будет велик, и потребление энергии окажетс€ немаленькое. ѕро цену лучше не вспоминать. ƒаже дисплей во весь корпус телефона или чайника — это слишком сложно дл€ существующих гибких и тонких экранов.

»нженеры и учЄные из Ќидерландов решили данную задачку по-своему. ќни рассудили: нам не нужны дисплеи в традиционном понимании, обойдЄмс€ простой пассивной (отражающей или прозрачной) поверхностью, цвет (или светопропускание) которой можно регулировать электроникой. » голландцы не только рассудили, но и сотворили желаемое.

ѕервые образцы так называемой электронной кожи (e-skin) продемонстрировали на дн€х в работе специалисты из исследовательского подразделени€ знаменитой электронной компании Ц Philips Research.

ћалые и большие панели, взаимодействие которых со светом можно мен€ть под управлением компьютера, голландские специалисты называют обобщЄнным термином Digital Surfaces. Ёто могут быть и поверхности приборов, и столешницы, стены и окна, интерактивные стенки мебели или корпуса бытовых приборов.<br></br>“акие устройства Philips делит на активные (обладающие излучающими элементами системы, близкие по строению к традиционным диспле€м) и пассивные, которые не излучают, а только отражают внешний свет или пропускают его насквозь. ѕоследние, по замыслу компании, и должны вскоре получить мощное ускорение с по€влением электронной кожи, такой как на этом снимке (фото Philips).

ћалые и большие панели, взаимодействие которых со светом можно мен€ть под управлением компьютера, голландские специалисты называют обобщЄнным термином Digital Surfaces. Ёто могут быть и поверхности приборов, и столешницы, стены и окна, интерактивные стенки мебели или корпуса бытовых приборов.

“акие устройства Philips делит на активные (обладающие излучающими элементами системы, близкие по строению к традиционным диспле€м) и пассивные, которые не излучают, а только отражают внешний свет или пропускают его насквозь. ѕоследние, по замыслу компании, и должны вскоре получить мощное ускорение с по€влением электронной кожи, такой как на этом снимке (фото Philips).

E-skin €вл€етс€ глубокой эволюцией неплохо уже зарекомендовавшей себ€ технологии электронной бумаги. “олько в последней микрочастицы "электронных чернил" всплывали или тонули в толще панели, и происходило это под действием электрического пол€, приложенного перпендикул€рно поверхности устройства. ј в e-skin частицы чЄрных или цветных чернил смещаютс€ по горизонтали под воздействием пол€, параллельного стеклу (или полимерной плЄнке). “акой поворот всего принципа "набок" открыл перед разработчиками "е-кожи" занимательные перспективы.

«аметим, фактически перед нами переосмысление проекта профессора ’ейкенфельда из —Ўј, только в собственных экспериментах голландцы пошли дальше — они придумали не один, а сразу несколько вариаций такой "продвинутой" электронной бумаги.

—амый простой вариант "кожи", переключающийс€ между чЄрным и прозрачным состо€нием (снимок с увеличением). ¬ прозрачном виде заметны линейные электроды, около которых "паркуютс€" зар€женные частицы чернил, когда включено напр€жение (фото Philips).

—амый простой вариант "кожи", переключающийс€ между чЄрным и прозрачным состо€нием (снимок с увеличением). ¬ прозрачном виде заметны линейные электроды, около которых "паркуютс€" зар€женные частицы чернил, когда включено напр€жение (фото Philips).

¬ e-skin может быть всего два фигурных электрода (в пределе), которые размещены по обе стороны от тонкой полости между стенками панели, заполненной плавающими частицами красител€. Ёлектроды могут быть нанесены на внутреннюю поверхность стекла или плЄнки в виде едва заметного на глаз рисунка различной степени сложности. ¬ любом случае в отсутствие напр€жени€ чернила равномерно распредел€ютс€ по объЄму €чейки, придава€ электронной коже тот или иной цвет и уровень светопропускани€ в зависимости от параметров выбранных частиц.

 огда на двух электродах по€вл€етс€ напр€жение, чернила концентрированно собираютс€ у одного из них (выбор зависит от пол€рности приложенного пол€). ¬ результате львина€ дол€ площади панели оказываетс€ прозрачной.

≈сли под ней лежит отражающа€ плЄнка (серебриста€, бела€ и так далее), "е-кожа" будет сверкать, а без таковой — просто превратитс€ в прозрачное стекло с едва видимым глазу "остаточным" рисунком в тех местах, куда сбились частицы управл€емого пигмента.

ѕри этом в одну и ту же €чейку можно заправить пару различных по цвету чернил, по-разному реагирующих на приложенное поле. ¬ зависимости от подключЄнного, скажем, к пр€моугольной сетке из электродов напр€жени€ така€ "кожа" может продемонстрировать небольшой р€д мозаик.

ќдин из прототипов электронной кожи, в котором параллельные и перпендикул€рные р€ды электродов формируют рисунок "шахматна€ доска". ѕол€рность приложенного напр€жени€ определ€ет цвет шашечек. „то важно, светопропускание у прозрачных участков такого управл€емого сло€ превышает 50%, что лучше, чем у большинства образцов электронной бумаги.<br></br>ѕравда, врем€ переключени€ Ц около секунды, но дл€ декоративных приложений, нужд сигнализации (вспомним тот же вход€щий звонок на телефоне) или дл€ построени€ больших интерактивных поверхностей в доме, "создающих настроение", Ц этого вполне хватит (фотографии Philips).

ќдин из прототипов электронной кожи, в котором параллельные и перпендикул€рные р€ды электродов формируют рисунок "шахматна€ доска". ѕол€рность приложенного напр€жени€ определ€ет цвет шашечек. „то важно, светопропускание у прозрачных участков такого управл€емого сло€ превышает 50%, что лучше, чем у большинства образцов электронной бумаги.

ѕравда, врем€ переключени€ Ц около секунды, но дл€ декоративных приложений, нужд сигнализации (вспомним тот же вход€щий звонок на телефоне) или дл€ построени€ больших интерактивных поверхностей в доме, "создающих настроение", Ц этого вполне хватит (фотографии Philips).

ќдин из привлекательных шагов проекта: авторы "кожи" посчитали, что вовсе не стоит гнатьс€ за числом пикселей выводимого изображени€ (а никто не сомневаетс€, что e-skin в некотором смысле €вл€етс€ экраном). ѕока одни компании наращивают разрешение электронной бумаги чуть ли не до печатных стандартов, голландцы пошли в противоположном направлении. ќни за€вили, что дл€ р€да приложений число пикселей можно сократить до минимума, создава€ в электронной коже относительно крупные (по меркам дисплеев) €чейки, способные формировать несложные рисунки и узоры.

¬ частности, Philips поэкспериментировала с шестиугольными €чейками (которые впервые мы увидели у того же ’ейкенфельда). ¬се стенки сот в такой панели представл€ют собой единый электрод є 1, а точки в центре каждой €чейки объединены провод€щим слоем в электрод є 2. —оответственно, в зависимости от включЄнного направлени€ электрического пол€ или его отсутстви€ чернила в таких €чейках или равномерно заполн€ют объЄм, или собираютс€ тонкими жилками вдоль стенок, или все перебегают внутрь точек. ѕолучаетс€ три состо€ни€ "кожи".

»нтересно, что инженеры попробовали альтернативное размещение боковых электродов в €чейках, помимо уже описанной шестиугольной схемы. –€д рисунков приводит к сокращению общей поверхности электродов, а от этого зависит степень прозрачности или затемнени€ панели. Ќа них же вли€ет и материал стенок, который сам по себе может быть прозрачным или нет.

“ри состо€ни€ электронной кожи с обычными шестиугольными €чейками и вариант с альтернативной раскладкой "боковых" электродов, не совпадающих со стенками пикселей (фотографии Philips).

“ри состо€ни€ электронной кожи с обычными шестиугольными €чейками и вариант с альтернативной раскладкой "боковых" электродов, не совпадающих со стенками пикселей (фотографии Philips).

Ќа нескольких экспериментальных образцах e-skin еЄ создатели показали, что светопропускание такой панели может мен€тьс€ от 0,1% до 85%.

“очные границы возможностей каждой модели завис€т от рисунка электродов, подобранных материалов дл€ стенок, стЄкол и, конечно же, от цвета использованных чернил.

¬ этом чЄрно-белом образце e-skin светопропускание переключаетс€ между уровн€ми в 1% и 70%, дава€ контрастность семьдес€т к одному (фотографии Philips).

¬ этом чЄрно-белом образце e-skin светопропускание переключаетс€ между уровн€ми в 1% и 70%, дава€ контрастность семьдес€т к одному (фотографии Philips).

Ќа этом голландцы не успокоились и придумали трюк, который до сих пор электронной бумаге удавалс€ плохо. ¬спомним, обычно она переключает свои пиксели между парой фиксированных состо€ний (потому така€ бумага в основном чЄрно-бела€). —оздание цветных вариантов или даже моделей, способных показать хот€ бы несколько градаций серого, требует существенного расширени€ набора контактов (чтобы переключать площадь и перечень задействованных специальных €чеек).

» без того непроста€ бумага-дисплей ещЄ больше усложн€етс€, что влечЄт за собой повышение числа шагов, за которые на поверхность плЄнок или стЄкол нанос€тс€ рисунки из провод€щих дорожек. “акже увеличиваетс€ сложность управл€ющей микросхемы. “ака€ "бумага" существует, но это путь технологии в сторону традиционных микросхем, то есть направление, которого голландцы как раз старались избежать.

» они нашли выход, позвол€ющий обеспечить вывод нескольких градаций серого при очень малом числе контактов. ¬место того чтобы заставл€ть частицы чернил бегать внутри р€да изолированных €чеек, они отдали краске на откуп весь "плавательный бассейн" оптом, а на его верхней стороне нанесли тонкую сетку из р€да простых линейных электродов (от них идут всего два проводка — один от всех чЄтных р€дов вместе, второй от всех нечЄтных).

–азличные комбинации приложенных напр€жений (это, кстати, всего доли вольта) привод€т к тому, что частицы чернил формируют отдельные стайки либо у дна (там расположен единственный на весь "экран" прозрачный электрод), либо у поверхности, причЄм ещЄ и в стайки разного размера. ¬от и готова кожа с несколькими уровн€ми прозрачности.

—хема €чейки с переключением между несколькими градаци€ми серого и опытный образец такого варианта e-skin (иллюстрации Philips).

—хема €чейки с переключением между несколькими градаци€ми серого и опытный образец такого варианта e-skin (иллюстрации Philips).

Philips мечтает, что тонкие и компактные варианты такой "кожи" пойдут на отделку мобильников, MP3-плееров и прочей небольшой техники. «аметьте, речь не идЄт о замене традиционного экрана. ѕереключать цвет научат сам корпус, который, к примеру, может мен€ть свой вид при поступлении звонка или SMS.

јналогично можно заставить "краснеть" гор€чий чайник. Ѕолее того, поскольку электронна€ кожа умеет показывать рисунки, ею можно "обернуть" игровые приставки. » тогда сама игра будет загружать в пам€ть консоли декоративный рисунок, который по стилю окажетс€ достойным обрамлением: играете в военную стрел€лку — получите приставку в камуфл€жной окраске. ј плеер, оснащЄнный камерой, может выводить на свою поверхность рисунок со стола, одежды или соседних обоев, уподобл€€сь хамелеону. ѕочему бы и нет?

јналогично можно было бы мен€ть расцветку медицинской техники (магнитного томографа, например), если это потребуетс€ дл€ успокоени€ маленьких пациентов, рассуждает Philips. Ѕелый в обычном состо€нии аппарат нажатием кнопки можно превратить в цветочный луг.

ћобильные и домашние приложени€ e-skin (иллюстрации Philips).

ћобильные и домашние приложени€ e-skin (иллюстрации Philips).

"Ќо при этом технологи€ масштабируема", — утверждает ведущий учЄный Philips Research  арл-ћишель Ћенссен (Kars-Michiel Lenssen).

Ќа противоположном краю наход€тс€ крупноформатные "издели€ будущего", в которых также окажутс€ важны простота и дешевизна системы и еЄ ультранизкий расход энергии. Philips рассуждает, что на основе e-skin можно создать интерактивные оконные стЄкла следующего поколени€ или новый вариант каких-нибудь интерактивных обоев. ¬ общем, мен€юща€ свою €ркость и цвет поверхность пригодитс€ там, где требуетс€ не большой экран дл€ демонстрации футбольного матча, а просто стильный элемент оформлени€ интерьера, способный мен€тьс€ под настроение хоз€ина, ситуацию или просто врем€ суток.

≈щЄ кузова автомобилей, покрытые e-skin, могли бы мен€ть свой цвет по желанию водител€. “ак же как можно было бы создавать "хамелеонные" стены домов.

ѕри таком применении e-skin совсем не важны и сравнительно небольшое число пикселей (или практически полное отсутствие таковых), и скромна€ скорость переключени€. «ато простота изготовлени€ панели и надЄжность технологии выйдет на первый план. ѕоэтому у электронной кожи есть все шансы добратьс€ до практического применени€.

E-skin официально была представлена на прошлой неделе на конференции по диспле€м (International Display Workshops 2009), прошедшей в японии. ѕодробнее об электронной коже можно узнать в пресс-релизе компании у авторов технологии в Proceeding of IDW (фото Philips).

E-skin официально была представлена на прошлой неделе на конференции по диспле€м (International Display Workshops 2009), прошедшей в японии. ѕодробнее об электронной коже можно узнать в пресс-релизе компании и статье (PDF-документ) авторов технологии в Proceeding of IDW (фото Philips).

 лючевые слова:
Ёлектронна€ кожа будущего
 ибер-одежда
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

 иберодежда


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
Ќа сайте superinstructor.ru автоинструктор.
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.