Es ist 2016, also wo sind unsere Flexible Elektronik?


Wenn wir eine Sache von gehauchten Konzeptentwürfe und kitschig Sci-Fi-Filmen gelernt habe, ist es, dass wir alle flexible Technologien verdienen: Bio-elektrische Tätowierungen, die messen unsere Eingeweide und Tabletten können wir krempeln, um in unsere Taschen zu schieben.

Also... wo sie sind?

Es stellt sich heraus, dass wirklich flexible Geräte härter als Futuristen und Filmemacher vorgestellt ist. Wir sehen zunehmend flexible Technologien, die bei Veranstaltungen wie CES gezeigt, aber Hersteller sind in der Regel eine einzelne Funktion zu zeigen – einem rollbaren Bildschirm hier eine dehnbare Schaltung gibt. Realen Geräte müssen diese Funktionen in einem praktischen Paket bündeln, und das erweist sich als ein Knackpunkt sein.

Aber einige der primären Hindernisse für flexible Elektronik – nämlich die Entwicklung der dehnbare Schaltung biegbar Batterien – sind jetzt Wesen in Forschungslaboren auf der ganzen Welt herausgefunden. Und wenn diese Herausforderungen meistern sind, könnte man in der Linie für Elektronik, die sind schwerer zu Schaden, reaktiver an ihre Umgebung und die Art und Weise, wie Sie körperlich mit ihnen interagieren.


Samsung Galaxy S6 Edge spielt es überraschenderweise gerade trotz seiner flexiblen Bildschirm.

Wie der große iPhone 6 Debakel 0f 2014 gezeigt, viele der heutigen Geräte gebogen sind nicht durchdrungen von Flexibilität. Das ist, weil Elektronik verwenden ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Komponenten, von denen meisten können nicht gerade gebogen werden. Prozessoren sind noch in Silizium-Wafer geätzt, zum Beispiel, und Sie wollen nicht, darüber nachzudenken, was passieren könnte, wenn Sie die Lithium-Ionen-Batterie gebogen, die Ihr Handy mit Strom versorgt.

Der wenigen Beispiele für flexible Elektronik, die es gibt viel nicht, sie zu empfehlen. Betrachten Sie ein paar Beispiele, die Sie auf diesen sehr gesehen habe Seiten Weg zurück im Jahr 2012, Wexler veröffentlicht die erste jemals flexible e-Reader und Sony folgte mit Papier im Jahr 2014. E-Reader sind nicht wirklich spannend, aber Papier verpackt eine biegsame 13-Zoll-e-Ink-Bildschirm die – trotz seiner Preisschild von $1.100 – deutete auf eine Zukunft der biegsamen Tabletten. Zwei Jahre später noch warten wir denn niemand herausgefunden haben scheint, was mit den Chips, Speicher, Batterien und So weiter zu tun. In beiden dieser Geräte wurden sie einfach in eine starre Klumpen am Rand des Bildschirms gefüllt.

Dann gibt es die paar Brocken von Handys, die flexible Bildschirme, wie das LG Flex 2 und Samsung Galaxy S6 Edge nutzen. Aber wie wir alle gesehen haben, ein flexibler Bildschirm ist nicht gleich eine flexible Telefon; Vielmehr erhalten Sie eine gebogene Gerät, das Ihr Gesicht besser passt, oder eine neugierige Nachricht-Ticker auf der einen Seite. In jedem Fall bleibt Flexibilität mehr eine schrullige Spielerei als ein wirklich nützliches Feature.

Mit einem viel größeren Maßstab hat Samsung ein Fernseher aus gezeigt, die automatisch vom morph kann gebogen flach mit einem Knopfdruck. Aber der Bildschirm 105 Zoll in der Diagonalen ist und die Tiefe der Wölbung im einstelligen Bereich von Zoll gemessen werden – so ist der Effekt eher sanft Biegen einer riesigen Kreditkarte als eigentlich Ihr Gesicht einhüllt, in Pixel.


Panasonics neue dehnbare Schaltkreise sind flexibler als ein Yoga-Lehrer. (Bild von Panasonic).

Diese Mängel können zu einem Mangel an Flexibilität in einigen wichtigen Komponenten zurückführen. Stellen Sie sich vor, eine Reihe von Spielkarten übereinander stapeln. Dann betrachten Sie sie als verschiedene Teile eines einfachen flexible elektronischen Geräts: Verkabelung, einer Batterie, einem Prozessor und So weiter. Biegen Sie den Stapel ein wenig aus der Mitte, und alles bewegt sich im Einklang; Biegen Sie es aggressiv, und die Enden der Karten auffächern von einander. Ihre elektronische Schaltungen heiraten nicht mehr ordentlich auf. Das wäre OK (nur), benötigen Sie nur das Gerät in einer Röhre Rollen.

Aber sagen Sie wollen etwas, das komplexere Formen, wie eine Tablette entspricht, die Sie wie ein Stück Papier zerdrücken können. Denken wir zurück an den Stapel von Karten, kann man nicht, zumindest nicht so einfach, und Sie könnten am Ende etwas dabei zu beschädigen. Stattdessen brauchen Sie die Bestandteile – oder auf das Mindeste was sie miteinander verbindet, wenn sie klein gemacht werden können –, dehnbar, so dass die verschiedenen Teile miteinander in interessanter Formen gebogen werden können.

Geben Sie elastische Schaltungs, die schließlich Alter kommt. In der Regel diese Schaltung erfordert, eine Art dehnbare Polymer, das geändert wird, um die Durchführung von Strom, und es entwickelt ist, Sprünge und Grenzen in den letzten zehn Jahren. Im Jahr 2008 konnte diese Art von Elektronik um rund 70 Prozent dehnen, unter Beibehaltung ihrer Leitfähigkeit; Heute ist es möglich, ähnliche Fasern zu erstellen, die auf mehr als 1.000 Prozent ihrer ursprünglichen Länge dehnen. Zugetroffen auf ein elastisches Polymer-Basis, erstellen Sie eine dehnbare Leiterplatte ähnlich wie die von Panasonic im vergangenen Jahr angekündigt, im Bild oben. Und, wenn Sie mit Ihrem Handy einige ziemlich verrückte Tricks ziehen, es ist schwer, eine Situation vorstellen, wo Sie mehr Elastizität als brauchen.

Ist das ein Radiergummi oder mehr Rechenleistung als in Ihrem ersten PC war? (Bild von Intel).

Einige Komponenten sind ein wenig schwieriger zu beugen, aber glücklicherweise gibt es eine allgemeine Tendenz in der Elektronik, die helfen können. "Die Flugbahn der traditionellen Halbleiterindustrie ist rund um die Miniaturisierung – basteln kleiner und dünner," John Rogers, Professor für Raumfahrttechnik an der University of Illinois, sagte Gizmodo. "Diese Trends haben Relevanz und Bedeutung für flexible Elektronik." Das bedeutet, dass einige Teile – wie Radio Antennen und einfache Sensoren – natürlich beginnen, so dünn geworden, dass sie flexibel genug sein, ohne viel zusätzliche Forschung sein.

Die Verbreitung von Smartphones und Wearables getrieben hat, denn immerhin Chips immer kleiner wachsen – schauen Sie sich Intels Curie, die ein Prozessor, einfache Sensoren und Bluetooth in einem Knopf-sortierten Maßeinheit packs. Wie Rogers sieht es, könnten kleine Inseln von unflexiblen Komponenten, wie bereits in dieser Art von Geräten, auf elastischen Blättern sitzen. Durch elastische Leitungen verbunden, können sie positioniert werden, dass die Art der Bewegung des Geräts soll Scheitern standhalten. "Früher gab es eine Überzeugung, die musst du ganz neue Klassen von Halbleiter- und Materialien zu entwickeln, und das er wollte alle Tintenstrahl- oder Bildschirm müssen, gedruckt werden," sagte er. "Aber jetzt die gewinnende-Strategie erkennt solche Ansätze, sondern auch die extreme Kraft in der bestehenden Technologie, der für tragbare elektronische Geräte mit eher konventionellen Formfaktoren entwickelt worden ist."

Eine weitere Option ist, Ressourcen zu teilen, die zufällig in der Nähe sind: möglicherweise gibt es keine Notwendigkeit für ein Gerät verpackt mit leistungsfähiger Hardware kommen, wenn sich eine Smartphone blitzschnell um. Wir haben gesehen, die mit Smartwatches zu einem gewissen Grad, und es gibt keinen Grund, es könnte nicht der Fall für flexibelste Geräte entweder. Zur Anmeldung ist eine Art von drahtlose Datenverbindung zu schnell Strahl Informationen hin und her.

Es gibt noch eine große Haar in der Suppe. "Netzteile sind eine Barriere", gestand Rogers. "Man kann die meisten Komponenten klein genug in seitlichen Abmessungen, die Sie die weiche Mechanik Ingenieur können letztlich gewünschte machen." Aber das ist einfach nicht der Fall mit Batterien, wo ist die Fähigkeit einer Zelle durch sein Volumen diktiert: machen Sie einen dünn genug, um flexibel zu sein, und es hält kaum irgendeine Gebühr. Das ist von geringem Nutzen, vor allem angesichts der Geschwindigkeit, an der meisten Geräte jetzt durch Ladung kauen.

Drahtlose Energie ist wahrscheinlich die beste Lösung. "In diesem Fall alles, was Sie wirklich tun müssen, ist die Schaffung flexible Antennen um die Macht zu erhalten,", sagte Rogers. Es gibt bereits Häuser in Seattle, die Teil eines Experiments zu testen, wie praktisch, die sich nähern werden könnte. Dort Geräte nutzen die oszillierende Signale in die Datenströme der wi-Fi und in Gleichstrom umwandeln. Derzeit treibt es nur kleine Geräte, aber wir sahen auf der diesjährigen CES Ossia des Funksystems laden ein iPhone in der Luft, eine kommerzielle Realität bis Ende 2016 werden.

LG eindeutig auf einer Rolle mit seiner flexiblen OLED-Bildschirm. (Bild von LG)

Nach Rogers nähern wir einen Punkt, wo "inkrementelle Entwicklung gebracht werden kann, tragen." Erwarten Sie flexible Elektronik, in den kommenden Jahren schrittweise zu verbessern. Komponenten werden flexibler, Schaltungen erfordert weniger Energie und Materialien machen flexible Geräte angenehmer zu interagieren. "Es gibt Möglichkeiten für die Forschung," sagte Roger, "aber ich hoffe und glaube, dass wir für ein sehr schnelles Wachstum gelegt sind."

Sriram Subramanian, Professor für Mensch-Computer-Interaktion an der Universität Bristol, teilt diese Begeisterung – aber auch airs ein Wort der Vorsicht. "Einige der Beispiele, die wir haben, wie der Bildschirm von LG gesehen, sind nur Demonstranten," erklärte er auf Gizmodo. "Das Problem ist nicht, ob wir flexible Geräte erstellen können oder nicht, aber so können wir Use Cases vorstellen, die sinnvoll sind."

Ihr TV könnte einen besseren Job des Verwerfens seine Form als Samsungs aktuelle Anstrengungen, zum Beispiel tun. Subramanian darauf hingewiesen, dass es in der Tat beide Richtungen biegen konnte: im konkaven Modus der TV könnte eine wirklich immersive Erfahrung bieten, während im konvexen Modus es Multiplayer-Spiele ermöglichen könnte, ohne dass Sie Ihre Gegner sehen. Das Tablet kann in zwei Hälften flex – ein wenig wie das Lenovo-Yoga, sondern als einen einzigen, kontinuierlichen Bildschirm – so dass Sie eine Diashow mit Bildern auf der einen Seite sagen, kuratieren, während Ihre Zuschauer sitzt gegenüber. Oder Nutzung des Telefons könnte seine Umgebungslichtsensor zu bemerken der Sonne beschienen und verwandeln ihre Form, Ihren Bildschirm zu schattieren.

Es gibt viel mehr Anwendungsmöglichkeiten, wo diese herkommen. Aber wie Subramanian mir in der Vergangenheit gesagt hat, solche Technologien sind revolutionäre, nicht evolutionären — sie sind ein Wandel im Umgang mit Elektronik. Der Grund, wir sind nicht zu sehen, einen biegsamen Tablet noch möglicherweise fast so viel zu tun mit den Herstellern kleine Schritte, um zu vermeiden ist überwältigend, wie es mit der Bereitschaft der Hardware selbst.

Letzten Endes wirklich flexible Technologie ist eine unvermeidliche Zukunft von Consumer Electronics – wir müssen nur geduldig sein. "Es wäre toll, wenn ich mein Handy aufrollen und in meine Tasche stecken könnte,", sagte Stefan. "Wir bekommen es."

Top-Bild von Peter Sobolev/Shutterstock

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