La historia del desarrollo y las tendencias futuras de los dispositivos portátiles
En la era en la que los dispositivos portátiles todavía tenían pantallas monocromáticas, un par de baterías alcalinas AA comunes podían durar semanas o incluso meses con velocidades de procesador más rápidas, colores de pantalla más ricos y mayor brillo, las baterías de Los dispositivos portátiles ahora están abrumados. No importa cuán poderoso sea el dispositivo portátil, no importa cuán ricas sean las funciones, no importa cuánta felicidad te brinde, una vez que la batería se agote durante el viaje, no solo será decepcionante, sino que también se perderán datos importantes. Se puede decir que cómo mejorar la duración de la batería manteniendo el peso y el volumen del dispositivo sin cambios o incluso más ligero es un cuello de botella importante al que se enfrentan todo tipo de dispositivos portátiles.
Pilas de combustible (Fuel Cells)
Se han propuesto algunos enfoques para las capacidades futuras de los dispositivos portátiles, la mayoría de los cuales son solo ideas. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología de pilas de combustible ha logrado grandes avances en los últimos tiempos y ahora se ha convertido en la solución más atractiva, realista y considerada la más potencial (Figura 1).
La pila de combustible genera el doble de electricidad que una batería tradicional del mismo volumen mediante la reacción del combustible líquido-metanol, proporcionando así a los dispositivos portátiles un uso continuo durante varios días, diez días o incluso más. Al principio, los consumidores necesitarán a menudo utilizar botellas de combustible para cargar las pilas de combustible, pero a medida que las aplicaciones se vuelvan más populares, es probable que haya pilas de combustible desechables.
En los últimos tiempos, los problemas técnicos a los que se enfrentan las pilas de combustible se han ido superando continuamente. Los mayores problemas solían ser el tamaño y el peso. Ahora, gracias al esfuerzo de algunos fabricantes, se han desarrollado con éxito pilas de combustible adecuadas para portátiles e incluso teléfonos móviles. Otro desafío es cómo manejar mejor el agua producida durante la reacción del metanol. Los prototipos recientes de pilas de combustible almacenan agua en el recipiente de combustible original, lo que diluye gradualmente la concentración de combustible y afecta el rendimiento de la pila. Sin embargo, se han logrado avances en el control de la concentración de combustible.
El verdadero obstáculo para las pilas de combustible probablemente no sea la tecnología, sino las políticas de los países de todo el mundo. Debido a que el metanol es un líquido inflamable, está clasificado como un artículo prohibido en algunas situaciones, especialmente si no se permite transportarlo en aviones. Algunos expertos opinan: "La respuesta del gobierno es muy lenta. Incluso si se toma en serio, las políticas de elevación correspondientes no se introducirán como muy pronto en 2007, si no se pueden transportar pilas de combustible y equipos relacionados en el avión (portátiles de empresarios). y otros dispositivos portátiles a menudo se encuentran en su lugar), su promoción se verá profundamente afectada.
Dispositivos de mano
Ordenadores portátiles
Figura 1 Dispositivos portátiles con pilas de combustible
Micromotores
Excepto combustible Las células, y una solución energética más interesante, es la tecnología de micromotores. La tecnología fue desarrollada por un equipo de investigación de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido. Genera más de 300 veces más electricidad a través de un microgenerador que es mucho más pequeño que una batería normal y funciona con el combustible líquido que se utiliza en los encendedores. A primera vista esto puede parecer sensacional, pero es así. Según las predicciones optimistas del Dr. Kyle Jiang, líder del proyecto responsable del desarrollo de esta tecnología, ésta sustituirá a las baterías tradicionales utilizadas en todos los dispositivos portátiles en 2010.
Baterías de polímero de plata
En el proceso de búsqueda de energía duradera, la gente no sólo recurre a tecnologías emergentes como pilas de combustible y microgeneradores, sino que también presta atención al desarrollo de tecnologías tradicionales. como el uso de baterías de plata-zinc.
Las baterías de polímero de plata fueron desarrolladas por empresas eléctricas basadas en zinc. La mayor diferencia entre las baterías de polímero de plata y las baterías de iones de litio comúnmente utilizadas en dispositivos portátiles es que las primeras pueden acomodar una mayor densidad de reactivos químicos en el mismo volumen y, por lo tanto, pueden generar más energía eléctrica. Alternativamente, en dispositivos portátiles que necesitan reducir su tamaño, las baterías de polímero plateado pueden ocupar mucho espacio físico manteniendo la misma cantidad de energía. Según el fabricante, la batería de polímero de plata puede producir 2 kW de electricidad por litro de combustible, muchas veces más que las baterías de iones de litio actuales.
Las baterías de plata y zinc se utilizan en el ejército desde hace más de 50 años, pero todavía existen muchos obstáculos para su comercialización. Se dice que la tecnología de suministro de energía a base de zinc permite que las baterías de polímero de plata alcancen el nivel de promoción. Algunos fabricantes de dispositivos portátiles están interesados en su tecnología y tienen intenciones de cooperar.
Bacteria Power
Se trata de una tecnología de baterías más innovadora que las pilas de combustible y los microgeneradores, no sólo porque ha surgido recientemente, sino también porque no utiliza metanol ni líquido. gas utilizado en los encendedores, pero un alimento muy común: el azúcar.
Cuando el dispositivo portátil con batería bacteriana se agote, simplemente agregue una cantidad adecuada de azúcar en polvo y cárguelo una vez. El azúcar se convierte en dióxido de carbono gracias a una bacteria llamada Rhodoferax ferriducens, que libera electricidad.
La batería fue inventada por Swades Chaudhuri y Derek Lovley, y se dice que su prototipo tiene una eficiencia de conversión de energía del 83%. Además, afirman que la batería tiene un bajo coste de producción y se puede utilizar en ambientes fríos de -40 grados y cálidos de 80 grados. Actualmente, están trabajando para seguir produciendo esta tecnología para que sus dimensiones externas sean lo suficientemente pequeñas como para usarse en dispositivos portátiles.
Además de lo anterior, los científicos también están trabajando arduamente para encontrar otros tipos de nuevas tecnologías de baterías, así como nuevas tecnologías de carga, como baterías que se pueden enrollar, carga directa de dispositivo a dispositivo, carga inalámbrica, etc. Además, cada vez más dispositivos portátiles tienden a cambiar el diseño de baterías fijas integradas por diseños de baterías extraíbles (reemplazables) para proporcionar múltiples fuentes de energía para dispositivos portátiles de una manera más flexible.
Al ingresar una pequeña cantidad de información en un dispositivo portátil, la entrada de escritura a mano en pantalla o el modo de teclado aún pueden manejarlo. Sin embargo, cuando necesita ingresar mucha información o escribir rápidamente, es necesario un teclado de tamaño completo. En estos casos, los dispositivos portátiles que no ofrecen un teclado de tamaño completo suelen ser de poca utilidad. Aunque existen algunos teclados plegables en el mercado, todos ellos tienen un costo de portabilidad de los dispositivos portátiles. ¿Es posible desarrollar tecnología que permita la entrada de teclado de tamaño completo manteniendo al mismo tiempo las dimensiones externas originales de un dispositivo portátil?
Teclado virtual (Virtual Keyboard)
Una empresa israelí llamada VKB se ha dado cuenta de esta idea y su tecnología de teclado virtual mejora constantemente (Figura 1).
Este teclado virtual utiliza un rayo láser para proyectar una imagen de teclado de tamaño completo en cualquier superficie plana. Los usuarios pueden lograr una entrada similar a un teclado real "tocando" las "teclas" proyectadas. Este teclado virtual fue expuesto por los medios globales hace dos o tres años y la tecnología en sí aún está en desarrollo. Debido a su concepto novedoso, perspectivas atractivas y tecnología única, muchas personas lo prefieren.
Sin embargo, así como los dispositivos portátiles con pantallas cercanas al ojo conservarán las pantallas tradicionales al mismo tiempo, es poco probable que las tecnologías de entrada emergentes, como los teclados virtuales, eliminen por completo los métodos de entrada tradicionales, como la escritura a mano. Aparecen en el mismo dispositivo y se complementarán en diferentes aplicaciones. Por ejemplo, la entrada de escritura a mano se puede utilizar en entornos móviles donde no hay superficies de proyección planas disponibles.
Proyector externo
Proyector incorporado
Figura 2 Dispositivo portátil equipado con teclado virtual
Teclado holográfico
Aunque el teclado virtual láser inventado por VKB es muy conveniente, requiere arrojar la imagen del teclado sobre una superficie relativamente plana, lo que no parece lo suficientemente "virtual". Con la aplicación de tecnología holográfica, se presenta un teclado completamente virtual en el dispositivo portátil.
Un teclado holográfico inventado por HoloTouch puede proyectar una imagen 3D del teclado en el aire frente al usuario, y un detector de infrarrojos puede identificar las pulsaciones de teclas escaneando la imagen holográfica del teclado (Figura 3).
Obviamente, este teclado holográfico 3D es más conveniente que el teclado virtual plano de VKB, porque no requiere un objeto de proyección con una superficie relativamente plana y proyecta directamente la imagen del teclado en el aire, lo que hace que su aplicación sea casi sin esfuerzo. Otra ventaja de estos dos teclados es que el tamaño del teclado proyectado se puede cambiar a voluntad y casi no está limitado por el tamaño del hardware.
Este teclado holográfico no es un mito en teoría. InfoPerks obtuvo una licencia de patente para esta tecnología de HoloTouch y la aplicó a terminales de visualización de información en lugares públicos como las aceras de Nueva York. Por supuesto, su tamaño sigue siendo muy grande y necesita mejoras continuas antes de que pueda aplicarse a dispositivos portátiles, lo que puede llevar varios años.
Botones de teléfonos móviles en la conducción de automóviles
Pantallas de visualización en quirófanos
Figura 3 teclado holográfico proyectado en el aire (Figura: Teclado holográfico 1~2. jpg )
Detección del lápiz óptico
Aunque el teclado virtual es rápido, todavía está lejos de la realidad. La escritura tradicional a mano seguirá siendo el método principal durante mucho tiempo. Mejorar la precisión de la entrada, la tasa de reconocimiento y otras características técnicas también es una forma factible de resolver el cuello de botella de entrada de los dispositivos portátiles.
Actualmente, la mayoría de las pantallas táctiles utilizadas en computadoras de mano y teléfonos inteligentes han realizado mejoras significativas en la calidad de la visualización, como el brillo, el contraste y el número de colores, pero las características de entrada táctil aún permanecen en un nivel relativamente primitivo. Wacom está llevando la tecnología de entrada de lápiz con sensor que se ha utilizado con éxito en tabletas a dispositivos portátiles.
La superficie superior de una pantalla táctil tradicional está cubierta con una película flexible sensible a la presión. Debajo hay un convertidor translúcido de analógico a digital, que toma muestras de la presión y deja un espacio entre la película y la pantalla. convertidor. Hay un cierto espacio de aire. Cada vez que un lápiz o un dedo toca la membrana, la membrana se presiona hacia abajo y hace contacto con el sensor que se encuentra debajo, produciendo una señal de entrada. Este método tradicional de entrada con lápiz tiene muchas desventajas: en primer lugar, el convertidor A/D se coloca encima de la pantalla y se daña físicamente fácilmente. En segundo lugar, el convertidor A/D cubre el panel de la pantalla, que aunque es translúcido, aún dificulta la calidad de la visualización; .
Pero si se utiliza una pantalla de entrada con lápiz, se colocará un sensor en la parte posterior del panel de visualización, que detectará la acción de entrada del lápiz dentro de una distancia de 14 mm desde que se encuentra el sensor. en la parte posterior del panel de visualización, por lo tanto, se elimina la oclusión del panel de visualización y también se protege el convertidor de analógico a digital. Además, este tipo de sensor no requiere múltiples capas de película protectora en la superficie de la pantalla, lo que ayuda a que el dispositivo sea más liviano y la precisión de la entrada inductiva es mayor que la de la entrada tradicional sensible a la presión;
Este tipo de entrada inductiva requiere un lápiz especial y no puede ser reemplazado por otros objetos duros o incluso dedos como las pantallas táctiles del pasado. Es importante tener en cuenta que este bolígrafo en particular no requiere pilas para funcionar.
Wacom ha afirmado cooperar con Symbian en esta tecnología y se espera que la aplique a productos de teléfonos inteligentes lo antes posible.
En el caso de los monitores, para lograr mejores efectos de visualización, cuanto mayor sea el área de visualización, mejor. Por lo tanto, ya sean PC de escritorio, portátiles o PDP de cine en casa, televisores LCD y retroproyecciones, los tamaños de los monitores convencionales son cada vez más grandes. Los dispositivos portátiles no son una excepción, ya que los consumidores esperan inherentemente que ofrezcan un área de visualización abierta como las PC de escritorio. De hecho, el tamaño y el peso de los dispositivos portátiles están básicamente limitados a un rango pequeño, lo que hace casi imposible lograr este ideal utilizando métodos tradicionales.
Visualización cercana al ojo
Una nueva tecnología llamada visualización cercana al ojo puede resolver esta contradicción. Esta es una pantalla físicamente muy pequeña que proporciona una pantalla similar a una PC de escritorio de tamaño completo muy cerca de los ojos del espectador. La aplicación más típica de este tipo de pantalla es integrarse en una lente de las gafas (la otra lente está en blanco), de modo que un ojo del usuario pueda ver la pantalla y el otro ojo pueda observar los objetos circundantes. Una institución de investigación ha llevado a cabo actividades de prueba de este tipo de exhibición de gafas entre algunas personas. Se dice que los usuarios de la prueba generalmente informan que el nivel de comodidad es bueno (Figura 4).
Al conectar una pantalla cercana al ojo a un dispositivo portátil a través de Bluetooth u otras tecnologías inalámbricas, se puede obtener un dispositivo informático móvil completamente manos libres. Por supuesto, existen otros requisitos técnicos previos para esta idea, que es desarrollar un nuevo mecanismo de entrada de comandos (y datos) para reemplazar los métodos de entrada de pantalla táctil (y escritura a mano) o del mouse existentes.
Aunque no es del todo seguro que esta tecnología de visualización sea omnipresente en el futuro cercano, y ciertamente no reemplazará completamente la tecnología de visualización de pantalla que actualmente se usa comúnmente en dispositivos portátiles, podemos esperar que este tipo de La tecnología de visualización proporcionará una comodidad superior a la tecnología de visualización de gafas y será muy popular, porque la popularidad de otro dispositivo similar, los auriculares, proporciona un ejemplo exitoso de la popularización de este tipo de pantalla de gafas.
La figura 4 es una pantalla incrustada en la lente de las gafas
Pantalla virtual grande (vista girada)
Incluso la pantalla del dispositivo portátil más grande tiene un área de visualización También es muy inferior a las computadoras de escritorio. Por supuesto, los diseñadores pueden usar software para hacer que la pantalla pequeña de un dispositivo portátil simule un efecto de pantalla grande similar al de una pantalla de escritorio, pero solo se puede mostrar una parte. Para observar todo esto, es necesario deslizar constantemente la barra de desplazamiento horizontal y verticalmente, lo cual es muy laborioso.
Una tecnología de visualización de pantalla grande virtual llamada RotoView propuesta por Innoventions puede hacer que esta operación de desplazamiento sea muy fácil: los usuarios sólo necesitan levantar ligeramente cualquier lado de la pantalla (frontal, posterior, izquierda, derecha), la pantalla mostrada La pantalla se deslizará hacia un lado como la gravedad, por lo que los usuarios pueden explorar fácilmente cualquier parte de la pantalla completa desde la superficie. Esta función también se puede bloquear cuando el usuario no necesita desplazarse por la pantalla (es decir, solo se muestra una pantalla pequeña completa).
Innoventions ha comenzado a otorgar licencias para esta tecnología y continúa investigando tecnología de hardware para aplicar esta pantalla a futuros dispositivos portátiles. Si este tipo de pantalla se va a utilizar en un dispositivo portátil, se necesita un sensor para determinar la inclinación de la pantalla y producir el correspondiente deslizamiento de la pantalla, por lo que el mayor desarrollo de la tecnología de software también es muy importante.
Pantallas y dispositivos flexibles (dispositivos portátiles flexibles)
El Laboratorio de interacción persona-computadora establecido por Sony se utiliza específicamente para estudiar interfaces de interacción persona-computadora para computadoras futuras. Su proyecto de investigación incluye un dispositivo portátil que se enrolla.
Es probable que este dispositivo se base en la llamada tecnología de pantalla de papel electrónico, pero puede enrollar no sólo la pantalla, sino todo el cuerpo. No hace mucho, los científicos mostraron una muestra de prueba llamada Gummi y la utilizaron para demostrar la reproducción de vídeo con Quicktime. Su dispositivo sensible a la presión y su panel táctil están integrados en el cuerpo, y los controles no dependen de un lápiz óptico ni de botones, sino de varios movimientos de curvatura y plegado.
Gummi está lejos de tener una buena usabilidad porque es sólo un terminal de visualización de información sin un método de entrada de texto efectivo.
Con el auge de la electrónica de consumo, los dispositivos portátiles serán los protagonistas de la informática del futuro. Se aplicarán cada vez más tecnologías de vanguardia a diversos dispositivos portátiles y el mercado también probará varios diseños funcionales. La evolución de la informática móvil y los dispositivos portátiles será interminable.
Tecnología de impresión por movimiento aleatorio.
La impresión desde dispositivos portátiles también ha sido un inconveniente de larga data.
Por un lado, el problema de los estándares de interfaz dificulta la conexión directa de dispositivos portátiles a impresoras comunes, por otro lado, incluso si se resuelve el problema de la interfaz, no es práctico llevar una impresora de tamaño completo en un entorno móvil; . Es imperativo desarrollar tecnología de impresión específicamente para la informática móvil.
La tecnología RMPT (tecnología de impresión de movimiento aleatorio) lanzada por PrintDreams puede hacer realidad cualquier sueño de impresión móvil. En base a esto, la empresa propuso el diseño conceptual de la impresora PrintBrush y se convirtió en la impresora más pequeña del mundo (Figura 5). A través de Bluetooth, esta impresora recibe de forma inalámbrica archivos de texto o imágenes desde un dispositivo portátil. Los usuarios solo necesitan usarla para deslizarla sobre la superficie de cualquier tipo de papel (independientemente de su grosor, tamaño o forma) para completar la impresión en el sitio. Si el área de salida es demasiado grande y no se puede imprimir de inmediato, puede sostener el PrintBrush y continuar deslizándolo en la posición adecuada del papel hasta que se complete la impresión. Según el fabricante, en el proceso de desarrollo de esta impresora se han tenido en cuenta varios posibles factores humanos, como la dirección de deslizamiento inclinada, la velocidad de deslizamiento rápida, etc.
La impresora PrintBrush tiene sólo la longitud de un bolígrafo, aproximadamente el mismo grosor que un teléfono móvil y pesa sólo 350 g, lo que la hace adecuada para guardarla en el bolsillo de una camisa. Se dice que los productos del futuro serán más ligeros y más pequeños. PrintDreams está promoviendo la tecnología RMPT a través de OEM y se espera que los productos relacionados se lancen ya en 2005.
Figura 5 La impresora en la palma de tu mano.
Micro disco duro para un almacenamiento sin preocupaciones.
En el pasado, la mayoría de los dispositivos portátiles utilizaban memoria flash semiconductora como medio de almacenamiento principal. Aunque los reproductores de música MP3 (o reproductores multimedia que integran vídeo MPEG-4, audio MP3 y audio WMA) que utilizan discos duros micro como medios de almacenamiento se han vuelto populares, la memoria flash semiconductora sigue siendo la tecnología de almacenamiento utilizada por la mayoría de los dispositivos portátiles. Sin embargo, con la expansión y profundización de las aplicaciones multimedia como imágenes, audio y vídeo en dispositivos portátiles, las ventajas de los discos duros micro, como gran capacidad, rápida velocidad de lectura y escritura y bajo costo de almacenamiento, serán cada vez más prominentes. En la actualidad, la capacidad principal de la memoria flash semiconductora es de sólo 256 MB ~ 512 MB, mientras que la capacidad de los micro discos duros utilizados en reproductores de música como los iPod puede llegar a 40 GB. Por supuesto, si se van a incorporar pequeños dispositivos portátiles, como computadoras de mano y teléfonos móviles, es necesario mejorar aún más la integración de los discos duros micro. Toshiba y otros fabricantes líderes en este campo ya pueden producir productos con un diámetro de 0,85 pulgadas (el tamaño de una moneda) y capacidades de 2 GB a 4 GB. Se estima que este tipo de disco duro aparecerá en PDA y teléfonos inteligentes en 2005.
La figura 6 es un mini disco duro del tamaño de una moneda.
Radio definida por software multipropósito en una sola máquina
Es probable que la radio definida por software sea una tecnología popular utilizada en los futuros dispositivos electrónicos portátiles de consumo, pero tomará al menos cinco años para Productos relacionados para salir.
Todas las tecnologías inalámbricas actuales (incluidos diversos dispositivos de comunicación inalámbrica, desde radios FM, teléfonos móviles CDMA o GSM hasta portátiles Wi-Fi) se basan en regulaciones de hardware, es decir, sus funciones están definidas por el hardware. La tecnología de radio por software es exactamente lo contrario, es decir, la función del dispositivo está determinada y regulada principalmente por la aplicación de software. Por ejemplo, puedes tener una PDA: su pantalla está repleta de iconos que representan funciones como Word, Excel, radio FM, llamadas CDMA, llamadas GSM, etc. Los usuarios sólo necesitan hacer clic en el icono correspondiente y el dispositivo seleccionará automáticamente la banda de frecuencia inalámbrica correspondiente para funcionar. Por lo tanto, la radio por software tendrá un futuro brillante: las personas sólo necesitan un dispositivo portátil para disfrutar de varios servicios inalámbricos "todo incluido" en cualquier red inalámbrica del mundo.
Aunque pasará algún tiempo antes de que estas tecnologías se vuelvan realmente omnipresentes en los dispositivos portátiles, cada vez hay más noticias interesantes. Por ejemplo, fabricantes como Toshiba y Fujitsu han lanzado computadoras portátiles equipadas con celdas de combustible, y algunas personas incluso han probado muestras de celdas de combustible para dispositivos portátiles. Con los continuos esfuerzos de los científicos, las pantallas de gafas se están volviendo más livianas, más pequeñas y más poderosas. Ven cada vez más cómodo. En cuanto al teclado virtual, se dice que el fabricante está seleccionando errores para que se adapte a más aplicaciones.
Este artículo comienza con los cuellos de botella de la tecnología de hardware único y las contramedidas correspondientes, centrándose en la tendencia de desarrollo de los dispositivos portátiles. De hecho, los cambios en el diseño funcional, la tecnología de apariencia, el software y los modelos de aplicaciones de varios dispositivos portátiles serán igualmente drásticos y emocionantes. A principios del verano de 2004, en un simposio organizado por el MIT Media Lab y la Consumer Electronics Association, la discusión sobre el diseño funcional de los dispositivos electrónicos de consumo portátiles adquirió una intensidad sin precedentes. Muchos expertos coinciden en que la velocidad de desarrollo de los dispositivos electrónicos portátiles emergentes ha superado con creces a los dispositivos "tradicionales" como televisores y reproductores MP3, y traerá un rico pastel de mercado como el de la industria del automóvil. Un producto tan popular debería prestar más atención a la facilidad de uso y la usabilidad, y resolver la contradicción entre simplicidad, portabilidad, interconexión y funciones ricas. Esta será la dirección de desarrollo principal de los dispositivos electrónicos de consumo portátiles.
Finalmente, imaginemos simplemente el papel que desempeñarán los dispositivos portátiles en la vida futura: reproducen casi toda la información personal de uso común; es un reproductor multimedia que puede reproducir música y películas. Es un teléfono móvil y un dispositivo de Internet que puede moverse sin problemas en redes inalámbricas como 3G, Wi-Fi y WiMax.
Es un terminal receptor de radio FM, TV digital por microondas e incluso GPS... ¡incluso puede ser tu llave electrónica y tu cartera!