Все свое ношу с собой

Наверное, с тех самых пор, как появились аудиоплееры (aka walkman'ы), зародилось понятие «носимая электроника». Правда, носить ее можно было далеко не везде (если кто не в курсе, древние плееры были толще сегодняшних раза в два с соответствующей массой), так как никакие плавки или шорты не удержали бы плеер, вздумай вы прогуляться с ним на пляж. А батарейки, которые имеют обыкновение быстро помирать? Так что всю подобную электронику и сегодня можно назвать скорее переносной, чем носимой, ведь проблемы габаритов и питания никто еще не отменял.

Batman forever
Проблемы никто не отменял, а носимых устройств год от года все больше — плееры, сотовые, КПК, смартфоны, пейджеры, GPS-устройства и так далее. В некоторых печатных изданиях уже начали публиковать советы из серии «как разместить на себе все это добро, не превращая ремень своих штанов в пояс Бэтмена». Более предприимчивые продают обычные «дутые» курт­ки, специально нашпигованные кармашками, под видом «настоящей одежды для hi-tech фанатов». Проблема в том, что подобные решения вряд ли помогут продлить срок службы батареек, не говоря уж о том, что куртка летом никому не нужна, а барахлишко носить надо. Ситуация критическая, однако решение близко…


Тайна швеи-мотористки
Решение, похоже, видится в появлении одежды с «интегрированной», то есть вшитой, электроникой. Подобной технике не нужны ни корпуса, ни механика, ни батарейки (об этом ниже), ее не надо снимать или надевать, не надо искать в кармане пульт плеера или доставать сотовый, чтобы ответить на звонок. Электроника стремится слиться с человеком, и ее уже с полный правом можно назвать носимой (wearable electronics). Одежду со вшитой электроникой стоит величать не иначе как «сообразительной» (smart textile).
26 апреля сего года известная компания Infineon Technologies показала плоды своих двухлетних разработок в области носимой электроники — встроенный (скорее, вшитый) MP3-плеер. Взгляните на рисунок 1 — как видите, вся электронная начинка состоит из центрального чипа, который и осуществляет все операции работы со звуком. К чипу посредством специальных мягких шлейфов подключены наушники, кнопки управления и устройство для считывания данных с multimedia-карты (MMC — Multimedia Module Card). Объем карты — 64 Мбайт, а само устройство можно вообще отключить и подсоединиться напрямую к компьютеру. По-видимому, разработчики предпочли карты по той простой причине, что они не используют каких-либо механических приводов, столь сложных для переноса «на тело», да еще и потребляющих много драгоценной энергии.

Однако мало сделать электронику, надо еще с умом вшить ее в одежду. Та курточка, что на картинке, была создана при содействии студентов из German Master School of Fashion (что-то вроде Немецкой Школы Высокой Моды, да простят меня за вольный перевод), что в Мюнхене. Как видите, кнопки управления ребята разместили на левом рукаве, а выше по рукаву, на курточке и даже на капюшоне вшили белые полосы (рис. 1, 2). Трудно сказать, настоящие это шлейфы или просто попытка добавить куртке стиля. Мне, скажем, наоборот, хотелось бы, чтобы электроника была по возможности незаметна. Те же кнопки управления можно уменьшить раза в четыре и покрасить в цвет одежды, да и все наружные шлейфы-лампасы можно перекрасить или убрать с глаз долой. Кстати, устройство для работы с картами памяти в одежду не вшито (но пришито), а находится в кармане. А что действительно здорово — вся эта начинка, вшитая в одежду, способна пережить даже стирку в стиральной машине! Если верить разработчикам, именно это было одной из основных и вместе с тем одной из самых трудных задач.

Энергия движения
Вы наверное заметили, что я еще ничего не сказал про батарейки. Что касаемо носимого MP3-плеера, то система питания для него встроена в устройство чтения карт (MMC). Эта специальная литий-ионная батарея массой 50 г (!), обеспечивающая несколько часов работы. Понятное дело, подобную батарейку уже планируют встраивать в цифровые камеры, сотовые и КПК.


Однако ребята из Infineon на этом не остановились и предложили интересное решение. Помните, как в фильме «Матрица» компьютер питался энергией человеческих тел, а Морфеус крутил перед лицом Нео батарейку, чтобы до того быстрее дошло? Так вот, все к тому и идет!
Знакомьтесь — Термогенератор (Thermogenerator), устройство для преобразования тепла, вырабатываемого человеческим телом, в электрическую энергию, столь необходимую носимой электронике.
Принцип работы термогенератора заключается в использовании разницы температур человеческого тела и верхней одежды (фактически, уличной температуры), которая и превращается в электричество. Подобная технология ранее использовалась лишь в космических разработках, однако сегодня, с появлением новых термоэлектрических материалов и чипов с малым энергопотреблением, сфера применения может ощутимо расшириться.
Разработанный в Infineon кремниевый чип термогенератора обеспечивает уровень выходного электрического сигнала порядка нескольких микроватт с квадратного сантиметра. Например, при разнице температур одежды и тела в 5°C, термогенератор вырабатывает энергию больше одного микроватта и напряжение 5 вольт с квадратного сантиметра, что вполне достаточно для работы медицинских сенсоров и микроэлектронных чипов. В идеале, конечно, хочется забрать у человека энергии столько, чтобы необходимость в батарейках отпала в принципе, но пока до этого далеко. С другой стороны, уже сейчас «умная» одежда может без батареек показывать текущее время, измерять ваш пульс и температуру тела.

Например, едете вы на велосипеде, тренируетесь в зале или просто совершаете утреннюю пробежку, а чип, встроенный в футболку, передает по беспроводной связи на наручные часы с дисплеем информацию о вашем пульсе и текущем времени, причем все это безо всяких батареек и зажиманий артерий для замера пульса!
Кстати, насчет беспроводной связи — да, в планах разработчиков есть и такое. Планируется встраивать не только поддержку Bluetooth, но и GPS в комбинации с сотовыми телефонами. Как минимум, станет возможным разговаривать по телефону даже без трубки (набираем номер на рукаве, говорим в микрофон, встроенный в воротник рубашки, слышим через наушники), обмениваться данными с ПК и КПК посредством Bluetooth, не терять из виду детей посредством GPS (глобальная система позиционирования). Кроме удобств мирной и спокойной жизни, подобная техника сможет помочь в экстремальных ситуациях — при необходимости можно быстро связаться с медиками и полицией, а координаты «уйдут» через GPS, так что можно даже не думать, где находишься. А уж какие горизонты открываются в применении подобных технологий для военных и правоохранительных органов — страшно подумать!

Глаз наблюдателя
Если вы не заметили, Infineon ничего не предлагает в области носимых дисплеев. Зато это делают другие! Мы уже рассказывали (см. «МБ»#5, 7 за этот год) о носимых микродисплеях, а сегодня настала очередь их больших собратьев, да еще и вшитых в одежду! Прототип такого дисплея представила компания France Telecom, назвав его «тканевый оптоволоконный экран» (fiber optic screen). К сожалению, никакие технические подробности пока неизвестны, так что мне остается просто рассказать о будущей сфере применения новинки.
Итак, экран на ощупь напоминает обычную ткань, которая, однако, может отображать статичную или анимированную графику, а то и просто обычный текст. Способов выгрузки картинки на экран масса — с компьютера, с мобильника третьего поколения (3G), с ноутбука, КПК, и даже прямо через интернет. Словом, самый обычный монитор — хоть по интернету серфи, благо поддерживаются эффекты вроде скроллинга (рис. 3). Что интересно, «монитор» посредством скрытого в рукаве устройства управления можно замаскировать «под одежду». Кроме того, обещается возможность автонастройки яркости и контраста в зависимости от звуков и жестов владельца.
Конечно, едва ли не в первую очередь такой тканый экран пригодится владельцам устройств с маленьким экраном — сотовых телефонов и КПК. Подключил телефон к своему рюкзачку или куртке, вшитый в которые экран просто замаскирован до поры до времени, — и все дела, можно работать, не напрягаясь!
Сами же разработчики смотрят гораздо дальше. Например, подобные экраны, вшитые в верхнюю одежду, можно использовать для рекламы или для организации общественного порядка. Скажем, на костюме пробегающего мимо пожарника или полицейского можно будет прочитать о необходимости срочной эвакуации с данной территории. А если попроще, то жилет стандартного образца смогут использовать как спасатели, так и спецслужбы, только у первых он будет отображать лишь ярко-оранжевый цвет, а у вторых — скажем, наименование подразделения (вспомните надписи FBI на одежде героев из фильмов). Поможет эта техника велосипедистам, автостопщикам, байкерам, роллерам и прочей братии, которую теперь в темное время суток будет трудно не заметить! Продолжая тему, можно предложить использовать светящиеся экраны для изготовления экстравагантной одежды для вечеринок и карнавалов, да и просто для одежды нового поколения!
А если развесить целые квадратные метры подобной ткани дома, в театре или офисе? Отпадет необходимость в декорациях, обоях, картинах и прочей красоте — просто загрузил новую картинку — и дело в шляпе!

Носить иль не носить?…
Как видите, на подходе много нового и интересного. Обидно лишь то, что все эти новинки пока абсолютно недосягаемы для широкой публики, а информации крайне мало. Как ни крути, ни одна презентация не раскрывает всех технических характеристик продуктов, и, что не менее важно, — будущей цены! Остается надеяться, что неумелая маркетинговая политика не загубит и не отсрочит наступление новой эры — эры носимой электроники.


Рекомендуем почитать: