Электронная кожа показала изменчивый лик техники будущего
Представьте, что корпус вашего телефона меняет цвет при получении звонка, а бока электрочайника — оттенок по мере нагрева воды. Вообразите, что оконное стекло машинально регулирует освещённость и показывает узоры, создающие в помещении резную тень, а стенки в гостиной и борта автомобиля, ведут себя как будто бы кожа хамелеона. Всё это уже стоит на пороге с возникновением новой разработке.
О похожих вещах неоднократно писали фантасты. Но те, кто уже пробовал заметить, как возможно было бы реализовать такие изобретения, в большинстве случаев думали об огромных дисплеях. Инерция мышления, по-любому. В это же время растягивать на стены и окна кроме того самые современные экраны (наподобие органических) — через чур расточительно.
И вес конструкции будет велик, и потребление энергии окажется немаленькое. Про цену лучше не вспоминать. Кроме того дисплей во целый корпус телефона либо чайника — это через чур сложно для существующих эластичных и узких экранов.
учёные и Инженеры из Нидерландов решили данную задачку по-своему. Они рассудили: нам не необходимы дисплеи в классическом понимании, обойдёмся несложной пассивной (отражающей либо прозрачной) поверхностью, цвет (либо светопропускание) которой возможно регулировать электроникой. И голландцы не только рассудили, но и сотворили желаемое.
Первые образцы так называемой электронной кожи (e-skin) показали пару дней назад в работе эксперты из исследовательского подразделения известной электронной компании – Philips Research.
большие панели и Малые, сотрудничество которых со светом возможно поменять под управлением компьютера, голландские эксперты именуют обобщённым термином Digital Surfaces.
Это смогут быть и поверхности устройств, и столешницы, окна и стены, интерактивные стены мебели либо корпуса бытовых устройств.Такие устройства Philips дробит на активные (владеющие излучающими элементами совокупности, родные по строению к классическим дисплеям) и пассивные, каковые не излучают, а лишь отражают внешний свет либо пропускают его полностью. Последние, по плану компании, и должны скоро взять замечательное ускорение с возникновением электронной кожи, таковой как на этом снимке (фото Philips).
E-skin есть глубокой эволюцией хорошо уже зарекомендовавшей себя технологии электронной бумаги. Лишь в последней микрочастицы «электронных чернил» всплывали либо тонули в толще панели, и происходило это под действием электрического поля, приложенного перпендикулярно поверхности устройства. А в e-skin частицы тёмных либо цветных чернил смещаются по горизонтали под действием поля, параллельного стеклу (либо полимерной плёнке).
Таковой поворот всего принципа «набок» открыл перед разработчиками «е-кожи» занимательные возможности.
Увидим, практически перед нами переосмысление проекта доктора наук Хейкенфельда из америки, лишь в собственных опытах голландцы пошли дальше — они придумали несколько, а сходу пара вариаций таковой «продвинутой» электронной бумаги.
Самый несложный вариант «кожи», переключающийся между тёмным и прозрачным состоянием (снимок с повышением). В прозрачном виде заметны линейные электроды, около которых «паркуются» заряженные частицы чернил, в то время, когда включено напряжение (фото Philips).
В e-skin возможно всего два фигурных электрода (в пределе), каковые размещены по обе стороны от узкой полости между стенками панели, заполненной плавающими частицами красителя. Электроды смогут быть нанесены на внутреннюю поверхность стекла либо плёнки в виде чуть заметного на глаз рисунка разной степени сложности. В любом случае в отсутствие напряжения чернила равномерно распределяются по количеству ячейки, придавая электронной коже тот либо уровень светопропускания и иной цвет в зависимости от параметров выбранных частиц.
В то время, когда на двух электродах появляется напряжение, чернила концентрированно планируют у одного из них (выбор зависит от полярности приложенного поля). В следствии львиная часть площади панели оказывается прозрачной.
В случае если под ней лежит отражающая плёнка (серебристая, белая и без того потом), «е-кожа» будет блистать, а без такой — в прозрачное стекло с чуть видимым глазу «остаточным» рисунком в тех местах, куда сбились частицы управляемого пигмента.
Наряду с этим в одну и ту же ячейку возможно заправить несколько разных по цвету чернил, по-различному реагирующих на приложенное поле. В зависимости от подключённого, скажем, к прямоугольной сетке из электродов напряжения такая «кожа» может показать небольшой список мозаик.
Один из прототипов электронной кожи, в котором параллельные и перпендикулярные последовательности электродов формируют рисунок «шахматная доска». Полярность приложенного напряжения определяет цвет шашечек.
Что принципиально важно, светопропускание у прозрачных участков для того чтобы управляемого слоя превышает 50%, что лучше, чем у многих образцов электронной бумаги.Действительно, время переключения – около секунды, но для декоративных приложений, потребностей сигнализации (отыщем в памяти тот же входящий звонок на телефоне) либо для построения громадных интерактивных поверхностей в доме, «создающих настроение», – этого в полной мере хватит (фотографии Philips).
Один из привлекательных шагов проекта: авторы «кожи» посчитали, что вовсе не следует гнаться за числом пикселей выводимого изображения (а никто не сомневается, что e-skin в некоем смысле есть экраном). До тех пор пока одни компании наращивают разрешение электронной бумаги чуть ли не до печатных стандартов, голландцы пошли в противоположном направлении. Они объявили, что для последовательности приложений число пикселей возможно минимизировать, создавая в электронной коже довольно большие (по меркам дисплеев) ячейки, талантливые вырабатывать узоры и несложные рисунки.
В частности, Philips поэкспериментировала с шестиугольными ячейками (каковые в первый раз мы заметили у того же Хейкенфельда). Все стены сот в таковой панели являются единый электрод № 1, а точки в центре каждой ячейки объединены проводящим слоем в электрод № 2. Соответственно, в зависимости от включённого направления электрического поля либо его отсутствия чернила в таких ячейках либо равномерно заполняют количество, либо планируют узкими жилками на протяжении стенок, либо все перебегают вовнутрь точек. Получается три состояния «кожи».
Примечательно, что инженеры попытались другое размещение боковых электродов в ячейках, кроме уже обрисованной шестиугольной схемы. Последовательность картинок ведет к сокращению неспециализированной поверхности электродов, а от этого зависит степень прозрачности либо затемнения панели. На них же воздействует и материал стенок, что сам по себе возможно прозрачным либо нет.
Три состояния электронной кожи с простыми шестиугольными ячейками и вариант с другой раскладкой «боковых» электродов, не совпадающих со стенками пикселей (фотографии Philips).
На нескольких экспериментальных примерах e-skin её создатели продемонстрировали, что светопропускание таковой панели может изменяться от 0,1% до 85%.
Правильные границы возможностей каждой модели зависят от рисунка электродов, подобранных материалов для стенок, стёкол и, конечно же, от цвета использованных чернил.
В этом чёрно-белом примере e-skin светопропускание переключается между уровнями в 1% и 70%, давая контрастность семьдесят к одному (фотографии Philips).
На этом голландцы не успокоились и придумали трюк, что до сих пор электронной бумаге удавался не хорошо. Отыщем в памяти, в большинстве случаев она переключает собственные пиксели между парой фиксированных состояний (потому такая бумага по большей части чёрно-белая). Создание цветных вариантов либо кроме того моделей, талантливых продемонстрировать хотя бы пара градаций серого, требует значительного расширения комплекта контактов (дабы переключать перечень и площадь задействованных особых ячеек).
И без того непростая бумага-дисплей ещё больше усложняется, что влечёт за собой увеличение числа шагов, за каковые на поверхность плёнок либо стёкол наносятся картинки из проводящих дорожек. Кроме этого возрастает сложность управляющей микросхемы. Такая «бумага» существует, но это путь разработки в сторону классических микросхем, другими словами направление, которого голландцы именно старались избежать.
И они нашли выход, разрешающий обеспечить вывод нескольких градаций серого при весьма малом числе контактов. Вместо того дабы заставлять частицы чернил бегать в последовательности изолированных ячеек, они отдали краске на откуп целый «плавательный бассейн» оптом, а на его верхней стороне нанесли узкую сетку из последовательности несложных линейных электродов (от них идут всего два проводка — один от всех чётных последовательностей совместно, второй от всех нечётных).
Разные комбинации приложенных напряжений (это, кстати, всего доли вольта) приводят к тому, что частицы чернил формируют отдельные стайки или у дна (в том месте расположен единственный на целый «экран» прозрачный электрод), или у поверхности, причём ещё и в стайки различного размера. Вот и готова кожа с несколькими уровнями прозрачности.
Схема ячейки с переключением между несколькими градациями серого и опытный образец для того чтобы варианта e-skin (иллюстрации Philips).
Philips грезит, что узкие и компактные варианты таковой «кожный покров» отправятся на отделку мобильников, MP3-плееров и другой небольшой техники. Увидьте, обращение не идёт о замене классического экрана. Переключать цвет научат сам корпус, что, например, может поменять собственный вид при поступлении звонка либо SMS.
Подобно возможно вынудить «краснеть» тёплый чайник. Более того, потому, что электронная кожа может показывать картинки, ею возможно «обернуть» игровые приставки. И тогда сама игра будет загружать в память консоли декоративный рисунок, что по стилю окажется хорошим обрамлением: играетесь в военную стрелялку — получите приставку в камуфляжной окраске. А плеер, оснащённый камерой, может выводить на собственную поверхность рисунок со стола, одежды либо соседних обоев, уподобляясь хамелеону.
Почему бы и нет?
Подобно возможно было бы поменять расцветку медицинской техники (магнитного томографа, к примеру), в случае если это потребуется для успокоения мелких больных,рассуждает Philips. Белый в простом состоянии аппарат нажатием кнопки возможно перевоплотить в цветочный луг.
Мобильные и домашние приложения e-skin (иллюстрации Philips).
«Но наряду с этим разработка масштабируема», — утверждает ведущий учёный Philips Research Карл-Мишель Ленссен (Kars-Michiel Lenssen).
На противоположном краю находятся большие «изделия будущего», в которых кроме этого окажутся ответственны дешевизна и простота совокупности и её ультранизкий расход энергии. Philips рассуждает, что на базе e-skin возможно создать интерактивные оконные стёкла нового поколения либо новый вариант каких-нибудь интерактивных обоев. В общем, меняющая цвет и свою яркость поверхность понадобится в том месте, где требуется не громадный экран для демонстрации футбольного матча, а просто стильный элемент оформления интерьера, талантливый изменяться под настроение хозяина, обстановку либо легко время суток.
Ещё кузова машин, покрытые e-skin, имели возможность бы поменять собственный цвет по желанию водителя. Так же как возможно было бы создавать «хамелеонные» стенки домов.
При таком применении e-skin совсем не ответственны и относительно маленькое число пикселей (либо фактически полное отсутствие таковых), и скромная скорость переключения. Но надёжность изготовления технологии и простота панели выйдет на первый замысел. Исходя из этого у электронной кожи имеется все шансы добраться до использования на практике.
E-skin официально была представлена несколько дней назад на конференции по дисплеям (International Display Workshops 2009), прошедшей в Японии. Подробнее об электронной коже возможно определить в пресс-статье и релизе компании (PDF-документ) авторов разработки в Proceeding of IDW (фото Philips).
