Каким будет смартфон поколения NEXT?

Основными тенденциями в разработке мобильных устройств являются миниатюризация компонентной базы и передача большинства функций «в облако». Это влечет за собой значительное сокращение энергопотребления в смартфонах и открывает возможность для бесконтактной подзарядки устройств. Человечество делает шаг к решению проблемы беспроводной передаче энергии, работать над которой более 100 лет назад стал великий Никола Тесла.

Зарядка без проводов

В салонах связи покупатель часто останавливается перед выбором: приобрести широко разрекламированный девайс под управлением модных операционных систем iOS или Android или же купить еще один телефон с архаичными кнопками, который очень долго «держит» заряд батареи. Быстро садящийся у «навороченных» устройств аккумулятор для делового человека может стать существенной проблемой. Поэтому без решения задачи повышения емкости аккумулятора и увеличения времени его работы, производителям не обойтись.

Снять проблему энергопотребления, увеличивающегося пропорционально функциональной нагрузке, должны новые технологии передачи энергии без использования проводов. В Массачусетском технологическом институте группа физиков открыла метод, при котором потери электроэнергии при ее беспроводной передаче на несколько метров составили меньше 5%. Для этого использовался принцип «сильно связанного магнитного резонанса». Воплощенное в жизнь изобретение позволит пользователям забыть об используемых сегодня зарядных устройствах. Проблемы с зарядкой смартфонов останутся только на необжитых пространствах.

Процессор размером с булавочную головку

Заряда батареи смартфона при активном использовании хватает в среднем на пять-восемь часов. Завсегдатаи мобильного Интернета вынуждены носить с собой запасные батареи. Это не самое лучшее решение проблемы. Даже если аккумуляторы станут еще мощнее, энергопотребление будет расти опережающими темпами. Процессоры смартфонов становятся все мощнее, чтобы соответствовать растущему функционалу, а экраны – все больше. Четырехядерный процессор становится обыденным даже для устройств среднего класса. Аппараты с пятидюймовым экраном, такие как Samsung Galaxy Note, приобретают все больше сходства с планшетным компьютером.

Объем встроенной памяти смартфонов вряд ли достигнет величины, доступной ноутбукам, хотя специалисты IBM Research уже добились потрясающей плотности хранения информации. Исследователи экспериментально доказали, что для записи одного бита информации достаточно 12 атомов, тогда как действующие технологии используют для этого количества миллионы атомов.

Естественно, что электронная начинка смартфонов и дальше будет усложняться для расширения их функциональных возможностей. Вместе с этим будут становиться энергоэффективнее и миниатюрнее их микроэлектронные компоненты. Недавно был создан первый транзистор величиной с атом. Процессоры будут иметь размер булавочной головки, несмотря на то, что их производительность существенно возрастет, а энергопотребление снизится.

Все смартфоны будут обладать равными возможностями

Изменится и внутренняя архитектура смартфонов: огромная вычислительная мощность будет просто не нужна. Обработка информации, в том числе и видео- с высоким разрешением, требующая мощного процессора и большого объема памяти, будет происходить «в облаке». Затем по широким каналам беспроводной передачи обработанная информация будет передаваться на смартфон. Определенные функции коммуникаторов переместятся «в облака», где будут созданы обслуживающие кластеры и размещен различный софт, почтовые и прочие сервисы, файлы памяти и т.д.

Правда, в некоторых компаниях офисный софт в облаке используется уже сегодня. Скоро «в облаке» станет доступна даже операционная система. Таким образом, один и тот же смартфон сможет переходить на любую другую «операционку» нажатием одной кнопки. Китайский клон Nokia N9 уже сегодня использует семь операционных систем: Windows Phone 7, iOS 5.0, MeeGo, Samsung TouchWiz 3.0, BlackBerry, HTC Sense и Symbian Anna.

Скорости передачи данных «из облака» с помощью широкополосных каналов беспроводной передачи уровня LTE достигает скорости проводного доступа. Эта технология может работать в диапазонах с частотой от 700 МГц до 3,5 ГГц. Объем потока данных, передаваемых на одной частоте, может увеличиться на порядок, если информация будет передаваться с помощью дополнительных компонентов электромагнитных волн, как это предсказывал Клод Шеннон в середине XX века.

В скором будущем пользователю останется выбрать только цвет, вес и дизайн аппарата, а содержательная сторона будет храниться в облаке. Сам смартфон станет консолью для оперирования информацией, находящейся на сервере. Потребление электроэнергии устройствами будет сведено к минимуму.

Единство с окружающим миром

В скором будущем смартфон будет использоваться человеком для взаимодействия со всем окружающим миром, включая различные электронные устройства: начинку автомобиля, бытовую технику, датчики, следящие за изменением состояния окружающей среды.  Высокая степень интеграции устройства в окружающий мир освободит его владельца от необходимости заботиться о подзарядке аппарата. С одной стороны, снизится до минимума уровень потребления электроэнергии, а с другой, смартфоны будут подзаряжаться электромагнитным полем стационарных электронных устройств, бытовых приборов, использовать энергию солнечного света. Время зарядки аккумуляторов с использованием проводов заканчивается.

Управление взглядом

На следующем этапе развития технологий смартфон будет управляться с помощью взгляда. Разработчики уже занимаются этим: производится выбор оборудования, испытываются различные модели камер и варианты их расположения, способы подсветки, ведутся исследования в области технологий, позволяющих оценить направление взгляда.

Уже найдены первые конструктивные решения. Коммуникатор поколения next будет оборудован стереопарой камер, направленных в одну сторону. Процессор мобильного устройства определяет направление взгляда по положению зрачка и длительности его фиксации на клавиатуре смартфона, что позволяет обходиться без прикосновения к дисплею. Использование откалиброванных камер позволяет более точно контролировать положение зрачка и рассчитывать направления исходя из положения головы человека.

В поисках решения

Система, определяющая точку взгляда на дисплее смартфона, имеет модульную структуру. Во-первых, она должна обнаруживать лицо владельца и уметь отличить его от других объектов, зафиксированных камерой. Далее необходимо точно оценить положение лица относительно аппарата и обнаружить область глаз. Затем - найти зрачки и определить «область взгляда» на дисплее. В современных смартфонах первые две опции уже присутствуют, другие находятся в стадии разработки. Для определения ключевых точек лица относительно камер используется модифицированный метод Active Shape Model.

Одна из самых серьезных задач для разработчиков - определение на изображении позиции зрачков. На камерах, имеющих низкое разрешение, алгоритмы работают неустойчиво. Экспериментально подтверждено, что для повышения эффективности необходимо применять инфракрасную подсветку, чтобы увеличить контрастность изображения.

Коллектив российских разработчиков сравнил методы Swirski и Starburst. Первый дал хорошие результаты на изображениях со слабой контрастностью, но в ряде тестовых данных уступил методу Starburst. Целью дополнительного исследования в рамках проекта является создание гибридного метода, призванного объединить то лучшее, что есть в названных методах, и способного более устойчиво работать в разных условиях съёмки. Метод должен действовать с субпиксельной точностью, чтобы находить зрачки на большем расстоянии от камеры смартфона. Дополнительно для слежения за зрачками будет создана динамическая система.

Задача активной инфракрасной подсветки смартфона - обеспечить наличие бликов на зрачке. Отслеживая смещение зрачка относительно бликов и зная ориентацию головы, можно оценить направление взгляда с большой точностью.

Итог

Разработка мобильного устройства, которое управляется взглядом человека, защищена российским патентом № 118140. Создаваемая технология нужна не только массовому потребителю, но, прежде всего, людям с ограниченными возможностями. Доказательством важности проблемы стало ее заинтересованное обсуждение в ходе международной конференции «Communication, Environment and Mobility Control by Gaze» 2008.

Регистрация в блогуне: - https://blogun.ru/monismgafhbf.html