Самые перспективные технологии 2009-2010 гг

По мнению Дениса Борна с сайта www.3dnews.ru, вне всяких сомнений, 2009 год был насыщенным на события в индустрии высоких технологий. Это касается и появления новых продуктов, и, не без минорной нотки, провалов. Вспомнить хотя бы признание крупнейшим чипмейкером поражения в соревновании со временем и архитектурными особенностями современных графических чипов, оказавшимися "крепким орешком" — Intel Larrabee, как известно, в обещанные сроки не появится в потребительских решениях. Значительное влияние на рынок оказал прокатившийся по миру финансово-экономический кризис, однако запомнится год далеко не только объявлениями о банкротствах. За ночью обязательно следует день, и сумевшие выстоять компании представили миру несколько "горячих" технологий и устройств, которые, по мнению ресурса EETimes, в следующем году обещают стать ещё более привлекательными.

1. Электронные книги

Электронные книги в нынешнем году значительно продвинулись в плане улучшения потребительских характеристик. Это касается увеличения времени автономной работы, цветных экранов и тенденций снижения цен. Тем не менее, остаётся неопределённость относительно перспектив, а именно скорости завоевания рынка и пришествия конкретных инновационных решений — отдельные компании уже переносили обещанный выпуск продуктов, другие демонстрировали многообещающие прототипы. Лидерство удерживают Amazon и Sony, но и конкуренты не заставили себя ждать — Barnes & Noble, Plastic Logic, BenQ и даже Apple с "мифическим" пока планшетным ПК намерены побороться за потребителей. Можно отметить новые технологии дисплеев от Qualcomm и Pixel Qi. По данным MediaIdeas, в 2008 году было продано 1,1 млн электронных книг, а в следующем цифра должна вырасти до 6 млн. In-Stat прогнозирует, что увеличение поставок e-book приведёт к росту рынка полупроводников на $1,1 млрд к 2013 году.

В ноябре Amazon сделала ставку на новые модели платформы Kindle, обладающие на 85% увеличенной продолжительностью работы аккумулятора и возможностью просмотра PDF. По словам компании, начавшей продажи устройства в глобальном масштабе, ноябрь стал лучшим месяцем по объёмам поставок продукта. Менее успешна недолгая пока история Nook от Barnes & Noble, выпуск которого пришлось отложить из-за недостаточного количества заказов и большей, чем ожидалось, стоимости изготовления устройства, имеющего 3,5" цветной сенсорный дисплей под основным 6" монохромным. Такое решение обошлось Barnes & Noble в дополнительные $20-25. По мнению аналитиков Gartner, потребители не удовлетворены чёрно-белыми экранами, и в 2010 г. стоит ждать появления большего количества электронных книг с цветными дисплеями, но проигрывать видео они пока не будут способны.

2. Электрические сети

После многих лет дебатов в 2009 году наконец наметился прогресс в разработке стандартов и воплощении проектов по обновлению и замене устаревших электросетей на "интеллектуальные". По оценке аналитиков, если Интернет — это рынок ёмкостью $1 трлн с 1,2 млрд пользователей Сети, то энергетический рынок — это $6 трлн и 4 млрд человек, в то же время потенциал и количество внедряемых инноваций совсем не в пользу последнего. "Интеллектуальные сети" открывают широкие возможности для использования солнечной, ветровой энергии и других возобновляемых источников, а также позволят справиться с растущей из-за электромобилей нагрузкой. Например, США намерены инвестировать $8 млрд в новые проекты, но такой объём капитала составляет лишь 5% от стоимости обновления национальной энергосистемы. Программы развития новых технологий в данной области начинают работать в Китае, Индии и Африке. Поднебесная планирует завершить создание так называемой "суперсети" уже к 2020 году, поскольку видит в этом одну из основ конкурентного преимущества на глобальном рынке. А Европа в частности намерена реализовать проект получения энергии от будущих солнечных электростанций в Сахаре, предварительная стоимость реализации — $400 млрд.

3. Печатная электроника

Технологии печати электронных компонентов на гибких материалах обещают совершенно новый класс продуктов: батареи толщиной с бумажный лист (функционирующие прототипы на нанотрубках уже демонстрируются), гибкие LED-диоды, экраны, память и солнечные панели (либо объединение LED и панелей в единую "лампу" толщиной с плёнку). Однако характеристики соответствующих продуктов пока не дотягивают до более традиционных технологий. Если памяти это касается в первую очередь, то с фотоэлектрическими преобразователями не всё так плохо. Например, начинающая компания Solarmer Energy недавно объявила о достижении эффективности превращения энергии солнечного излучения в электрическую на уровне 7,9%. Существуют и проекты покрытия пластиковыми солнечными панелями зданий, такие как тестируемый Konarka Technologies. Но по сравнению с 22% эффективностью кремниевых солнечных ячеек гибкие аналоги нуждаются в большом объёме дальнейших работ по улучшению характеристик.

4. MEMS-гироскопы

Гироскопы на основе MEMS (microelectromechanical systems — микроэлектромеханические системы) с тремя степенями свободы будут встраиваться в смартфоны и игровые контроллеры нового поколения. Сегодня эти компоненты используются для стабилизации цифровых изображений в камерах и телефонах премиум-класса, но с 2010 года они появятся и в GPS-навигаторах, компьютерных мышках, способных работать не только на твёрдой поверхности. MEMS-акселерометры в iPhone, Playstation 3 и Nintendo Wii открыли такие возможности, которые теперь будут обеспечивать гироскопы. Считывание их состояния позволяет с высокой точностью контролировать, например, указатель на экране, и распознавать различные движения устройств, благодаря чему такие операции, как выбор пунктов меню и навигация с помощью устройств дистанционного управления выходят на новый уровень по сравнению с клавиатурой и мышью.

С другой стороны, у MEMS-гироскопов есть конкуренты. Например, системы из камер или инфракрасных сенсоров позволяют распознавать движения человека без необходимости держать в руке какое-либо устройство либо крепить метки (пример — разработка Canesta), GPS могут преодолевать потерю сигнала благодаря триангуляции и антеннам Wi-Fi внутри помещений, а реальной альтернативы клавиатуре для ввода текста пока нет.

5. Пикопроекторы

2010-й может стать очень удачным годом для пикопроекторов, особенно встроенных в телефоны. Эти устройства способны превратить смартфоны в платформы для комфортного просмотра загруженного видео или слайдов презентации. Такое решение потенциально способно заменить портативные компьютеры с обычными проекторами во время проведения деловых встреч. Зарождающийся рынок стремятся покорить Texas Instruments с DLP; Microvision с технологией IPM (Integrated Photonics Module — интегрированный фотонный модуль), объединяющей лазеры и MEMS; Micron Technology, предлагающая микродисплеи на основе технологии FLCOS (ferroelectric liquid-crystal-on-silicon — сегнетоэлектрические жидкие кристаллы на кремнии), взятой у приобретённой ранее в этом году DisplayTech; Syndiant с цветными LCOS (Liquid Crystal on Silicon — жидкие кристаллы на полупроводнике); 3М с LCOS и поляризационным делителем луча.

Ранее в этом году в Южной Корее появились телефоны с проекторами от Samsung, а LG Electronics eXpo станет первым устройством в Северной Америке с опциональным пикопроектором. Всего же на рынке присутствуют около 100 моделей пикопроекторов, а объём их поставок не превысил миллиона. Причиной слабой популярности называется высокое энергопотребление; кроме того, потребители пока не готовы признать необходимость иметь подобное устройство в кармане, поэтому доработки требует сама концепция пикопроекторов и их позиционирование.

6. "Домашний доктор"

Визиты к врачам обходятся недёшево, поэтому снижение их количества и самостоятельное слежение за здоровьем является областью повышенного внимания со стороны производителей высокотехнологичных устройств медицинского назначения. Согласно данным ABI Research, количество продаваемых приборов с сегодняшних 11,65 млн единиц (большинство из которых предназначены для наблюдения за физиологическими показателями во время занятий спортом) к 2014 году вырастет до 420 млн надеваемых мониторов. Развитие и распространение стандартов беспроводной связи Bluetooth и Wi-Fi позволит легко подключать следящие за жизненно важными показателями аппараты к Интернету и передавать данные медикам. На рынок подобных устройств уже вошли такие титаны, как Intel, General Electric и Honeywell. Прогнозы рисуют картину домашних сенсорных сетей, автоматически регистрирующих такие параметры, как масса тела, давление, пульс во время активности и сна, чтобы при первых признаках нарушений уведомить о них. Однако разработка стандартов в данной области далека от завершения. Чтобы сделать надеваемые системы более удобными, необходимо, например, избавиться от проводящего геля между кожей и сенсорами.

7. Android

В этом году операционная система Android от Google начала шествие на рынок электронных устройств с мобильных телефонов, в 2010 г. ожидается её появление и распространение в телевизионных приставках, GPS-навигаторах и многофункциональных плеерах. Образованная для продвижения Android во встраиваемые системы японская организация открытого встраиваемого ПО (Open Embedded Software Foundation) заявила, что количество участников объединения уже составляет 50. В ноябре китайская ArcherMind Technology продемонстрировала, по её словам, первую навигационную автомобильную систему на основе Android, а сингапурская Creative Technology продвигает платформу Zii с данной ОС среди китайских OEM-производителей. Наращивать выпуск потребительских устройств с Android выразили желание также HTC, Motorola, Samsung и различные азиатские компании. В то же время Panasonic и Sony пока молчат. Есть определённые причины беспокоиться о будущем ОС на рынке встроенных решений. Она поддерживает ограниченный набор процессоров и не работает с приложениями, написанными на C, но заинтересованные разработчики занимаются преодолением этих препятствий, и сбрасывать Android со счетов было бы явной ошибкой.

8. Бионический человек

На сегодняшний день несколько миллионов людей носят медицинские имплантаты, преимущественно кардиостимуляторы и дефибрилляторы. Природа нарушений, справляться с которыми призваны эти устройства, побуждает исследователей уделять внимание не только сердечной мышце, но и нервной системе в целом. В разработке находятся технологии мозговых имплантатов, в чью задачу входит борьба с болезнью Альцгеймера, эпилепсией, зависимостями, депрессией, ожирением и отсутствием самоконтроля. Отдельную категорию устройств представляют системы доставки лекарственных средств к целевым органам, что снижает побочные эффекты от всасывания препаратов через пищеварительный тракт или инъекции в кровеносные сосуды. Самая передовая область приложения усилий учёных — это "интеллектуальные" таблетки и нанотаблетки. Продолжается работа и над искусственными копиями человеческих органов — например, поджелудочной железой или сетчаткой. Среди текущих задач — замена проводных интерфейсов контроля и управления имплантатами на беспроводной. Так, уже разработана первая система передачи мозговых волн по радиоканалу в FM-диапазоне.

9. Сенсорные панели

После дебюта iPhone едва ли не каждый производитель электроники старается сыграть на популярности предлагаемой продуктом Apple функциональности и предлагает модели телефонов и других устройств с сенсорными экранами. Сенсорные технологии берут начало ещё в 1960-х годах, но до iPhone у большинства потребителей они ассоциировались с торговыми автоматами или подобной техникой. Сегодня перемещения пальцев по экрану отслеживают резистивные, инфракрасные, ёмкостные и даже акустические технологии. В мультисенсорных дисплеях в основном применяется ёмкостная, которая использует сеть из конденсаторов. Примеров телефонов и плееров этой категории множество: iPhone, iPod Touch, HTC G1 Hero, Motorola Droid, Palm Pre, Pixi, LG KM900 Arena, Microsoft Zune HD, Sony Walkman X, Sony Ericsson Aino. По оценке ABI Research, глобальный рынок сенсорных панелей для портативных устройств достиг в этом году $5 млрд. Одной из сопровождающих работу с экраном через касания особенностей являются отпечатки пальцев. Разрабатываются несколько вариантов отталкивающих грязь и жир покрытий, но пока они не выходят за пределы лабораторий. Относительно низкой также остаётся точность распознавания места касания экрана пальцем из-за покрываемой им площади, хотя есть отдельные решения проблемы — анимация клавиатуры, как поступает Apple, или тактильные и акустические эффекты для идентификации точки нажатия.

10. 3D

Домашняя техника с поддержкой трёхмерных изображений, в частности, плееры Blu-Ray и телевизоры, совсем скоро должна появиться в магазинах в массовом порядке. Во всяком случае, такие обещания дают производители вроде Panasonic и Sony. Последняя недавно объявила о сотрудничестве с FIFA, в рамках которого некоторые игры Чемпионата мира 2010 года будут записываться в трёхмерном разрешении. Вопрос популярности устройств с выводом 3D-картинки неотделим от соответствующего контента. По словам бывшего сотрудника Toshiba Коджи Хасе (Koji Hase), который отвечал за объединение индустрии вокруг единого формата DVD в 1990-х годах, производители электроники тогда должны были договариваться с Голливудом, чтобы фильмы выпускались на дисках.

Теперь же ситуация противоположная: студии просят ускорить выпуск Blu-Ray и ТВ, поддерживающих 3D. Причина, считает Хасе, в существенной разнице между эффектом от обычного и трёхмерного изображений. Однако погружение в виртуальный мир не бесплатно: всё ещё необходимы очки. Кроме того, нет стандарта технологии. Если единый формат для оптических дисков и плееров скорее всего будет утверждён, то относительно источников вывода изображения подобной уверенности в индустрии нет. Провайдеры контента, желающие максимизировать свою аудиторию с минимальными инвестициями в инфраструктуру, надеются предлагать 3D-программы в отличном от одобренного Blu-ray Disc Association формате.