Co się będzie nosić w przyszłości, która już blisko? Idzie nowe bezprzewodowe
Na całym świecie jest ok. 3,8 miliarda użytkowników smartfonów. Ich liczba nie rośnie już gwałtownie i nie będzie rosnąć. Jednocześnie, według prognoz, rok 2021 i kolejne lata mają być okresem gwałtownego wzrostu liczby inteligentnych urządzeń noszonych na ciele (1). Urządzenia takie jak opaski fitness, okulary, monitory zdrowia, połączone i używane z aplikacjami na smartfony, mają upowszechnić się w stopniu wcześniej niewidzianym. Przewiduje się, że światowe zakupy urządzeń Internetu Rzeczy (IoT) osiągną wartość 1,1 biliona dolarów w 2022 roku.
Okulary albo "earable"
Dość powszechne jest oczekiwanie, że następną dużą platformą sprzętową będzie jakaś wersja okularów rozszerzonej rzeczywistości. Takie okulary pozwalają użytkownikom widzieć to, co znajduje się przed nimi, ale z nałożonymi na to cyfrowymi informacjami, np. wskazówkami na wirtualnej mapie, informacjami kontaktowymi i wiadomościami (2). Kamery i mikrofony umożliwiają przechwytywanie obrazów i dźwięków, pozwalając na wprowadzanie danych różnymi metodami, przy czym kluczową rolę w obsłudze i komunikacji z tymi urządzeniami ma odgrywać mowa, a nie instrukcje dotykowe czy tekstowe.
Google, Facebook i Microsoft zainwestowały znaczne środki w tego rodzaju technologie. Google Glass, pierwsze urządzenie w tej kategorii, nie przyjęło się wśród konsumentów, ale zaktualizowana wersja jest nadal sprzedawana do przedsiębiorstw. Microsoft od paru lat sprzedaje HoloLens, zestawy łączące moc komputera z systemem Windows 10 z rozszerzoną rzeczywistością. Facebook debiut swoich inteligentnych okularów, zaprojektowanych we współpracy z Ray-Banem, zapowiadał na ten rok.
Te okulary, bardziej zaawansowana wersja okularów Snap Snapchata, o której już pisaliśmy na łamach MT, wciąż będą, jak się przewiduje, jedynie pierwszą wprawką w dziedzinie AR giganta społecznościowego.
Apple, które kiedyś zainaugurowało erę smartfonów, również pracuje nad tego rodzaju urządzeniem noszonym, ale nie ma zbyt wielu sprawdzonych i jasnych informacji. Według informacji serwisów Bloomberg i The Information, Apple ma gotowy zestaw słuchawkowy VR, który będzie również korzystać z kamer do wglądu w świat realny. Byłoby to więc jakiegoś rodzaju rozwiązanie hybrydowe, łączące funkcje VR i AR. Być może już w tym roku sprawdzimy, ile w tych nieoficjalnych doniesieniach jest prawdy.
Warto zwrócić uwagę, że takie produkty Apple jak AirPods oraz Apple Watch są elementami systemu łączącego interfejsy głosowe, dotykowe z możliwym urządzeniem noszonym na głowie. Trzeba pamiętać o wyzwaniach technicznych stojących przed okularami AR. Zadania przetwarzania danych można rozdzielić na wiele urządzeń. Współpracująca z Apple firma Qualcomm pracuje nad rozwiązaniami, które pozwoliłyby, aby część potrzeb związanych z przetwarzaniem danych w okularach przenieść na smartfony użytkowników. Czyli smartfony byłyby wciąż potrzebne jako kluczowa część systemu obliczeniowego w osobistej chmurze. Z Qualcommem w rozwoju systemów tego rodzaju współpracuje także firma Niantic, która stworzyła słynna grę Pokemon Go.
Przy okazji powstało nowe pojęcie "earable" (3), czyli noszone urządzenia douszne. Zespół inżynierów z University of Illinois Grainger College of Engineering pracuje nad urządzeniami, które imitowałyby różne funkcje smartfonów, np. nakierowujące nawigację za pomocą samego tylko dźwięku, bez odwracającego uwagę obrazu. Coś jak gra "ciepło zimno" za pomocą słuchawek i automatycznych algorytmów.
Upakowanie niezbędnych podzespołów obliczeniowych w konstrukcji takiej jak okulary czy słuchawki nie jest jedynym wyzwaniem technicznym. Potrzebne są odpowiednio sprawne i małe kamery, mikrofony i inne urządzenia, ale przede wszystkim pojemne akumulatory. Zasilanie jest piętą achillesową elektroniki noszonej. Umieszczenie całej potrzebnej technologii w jednym urządzeniu, nawet z powyższymi ograniczeniami, podnosi cenę produktu do kilku tysięcy dolarów. "Okulary AR muszą stać się mniejsze, lżejsze i mieć dłuższą żywotność baterii", tak opisuje w serwise Axios najważniejsze potrzeby tej techniki wiceprezes Qualcommu, Hugo Swart.
Jeszcze trudniejsze od wyzwań technicznych są problemy społeczne wynikające z tych rozwiązań. Ochrona prywatności, danych użytkowników, zabezpieczenie przed kradzieżami, włamaniami, nadużyciami - to są kwestie, które wyszły z całą mocą już podczas testów Google Glass kilka lat temu i one nie pójdą w zapomnienie.
Elastyczne, samonaprawiające się ekrany i płaskie sensory zamiast soczewek
Oczywiście prace nad zastąpieniem smartfonu jaką formą nagłownej elektroniki noszonej to niejedyny nurt innowacji w świecie mobilnych technologii. Jest także mnóstwo pomysłów, które nie zakładają radykalnego pożegnania ze smartfonami, lecz ich ulepszenie.
Żelaznym punktem tego repertuaru jest od lat elastyczny, zginany i/lub składany wyświetlacz, który w założeniu ma poprawić doświadczenie użytkowników. Pierwszymi idącymi w tym kierunku konstrukcjami były "elastyczne" telefony LG G Flex i Galaxy Round Samsunga.
Pytanie jednak brzmi, czy naprawdę potrzebujemy elastycznego, zginającego się telefonu? Czy na przykład bardziej pożądaną innowacją nie są choćby lepsze akumulatory. Choć w ciągu ostatniej dekady nastąpił wyraźny postęp i obecnie pojemność 5000 mAh w smartfonie to nie jest rzadkość, z drugiej strony wzrosła energożerność coraz silniej multimedialnych aparatów. Nowe typy baterii, półprzewodnikowe czy sodowo-jonowe, znajdują się wciąż w fazie laboratoryjnej.
Na szczęście w pewnym sensie dla smartfonów z kwestią baterii i zasilania borykają się wszystkie, także te potencjalnie konkurencyjne wobec smartfonów, gadżety.
Inna pożądana innowacja to wyświetlacze odporne na pęknięcia i zarysowania. Nokia pracowała przez lata nad wykorzystaniem grafenu, jednak nie doczekaliśmy się jeszcze praktycznego zastosowania tego materiału w ekranach urządzeń.
Innym sposobem na "pajęczynki" w wyświetlaczach mogłyby być samoregenerujące się ekrany, np. z warstwą z kapsułkami z olejem lnianym, automatycznie wypełniającym rysy. Nad takim rozwiązaniem pracują południowokoreańscy naukowcy. Kiedy tworzywo pokrywające ekran pęka, uwalnia się z kapsułek olej lniany, który następnie twardnieje i naturalnie naprawia pęknięcia. Zdaniem badaczy proces ten może zneutralizować 95 proc. pęknięć w ciągu 20 minut, jeśli utwardzanie przyspieszyć naświetlaniem UV. Badaniami kierował Yong-Chae Jung z Instytutu Zaawansowanych Materiałów Kompozytowych w Koreańskim Instytucie Nauki i Technologii (KIST), a informacja o ich wynikach ukazała się w czasopiśmie "Composite Part B: Engineering".
Wcześniej m.in. Apple opatentowało własną technologię samoregeneracji ekranu. Proponowana technologia wykorzystałaby elastomer, giętki materiał, który powraca do swojej pierwotnej postaci po podgrzaniu. Według Apple, rozwiązanie może być stosowane w telefonach, laptopach, tabletach, zegarkach i innych urządzeniach. Opis patentu pt. "Electronic Devices With Flexible Display Cover Layers" mówi o "zewnętrznej warstwie utworzonej z przezroczystego szkła, przezroczystego plastiku, szafiru lub innych przezroczystych materiałów, które służą jako warstwa ochronna dla cienkowarstwowych obwodów tranzystorowych i innych struktur wyświetlacza".
Ważnym nurtem smartfonowych innowacji są też udoskonalenia kamer, gdyż telefony niemal całkowicie zastąpiły amatorskie aparaty fotograficzne. Na przykład startup Metalenz chce zastąpić optykę w nich "płaskim systemem obiektywowym". Zamiast soczewek mamy tu cieńsze od włosa nanostruktury zaginające światło, bez typowych wad i błędów tradycyjnej optyki, czyli np. aberracji (4). Według firmy rozwiązanie to znajdzie się w jednym z aparatów telefonicznych do końca roku w roli sensora 3D.
Ma on działać podobnie do czujnika FaceID Apple, ale dzięki temu, że nie trzeba w sensorze Metalenz używać laserów do oświetlania obiektu, ma on być znacznie bardziej energooszczędny.
"Silniki neuronowe" w telefonach
Od kilku lat widzimy szybki postęp w dziedzinie mobilnej sztucznej inteligencji. Niektóre z rozwiązań z tej dziedziny są już całkiem znane i popularne. To Alexa, Siri, Cortana, Asystent Google i dziesiątki aplikacji mobilnych typu czatboty (5). Wszystko to są przykłady AI instalowanej na urządzeniach mobilnych już teraz. Wykorzystują również obecnie oprogramowanie takie jak rozpoznawanie głosu.
Oprogramowanie AI jest też używane, aby pomóc programistom i marketerom dowiedzieć się więcej o użytkowniku, do zbierania i przetwarzania wszelkich generowanych w świecie mobilnym danych. Przeciętny smartfon ma około tuzina czujników, od akcelerometrów, przez GPS, po mikrofon, kamery i tak dalej. Od lat telefony zbierają dane o nas poprzez liczne czujniki w telefonie. Teraz AI, uczenie maszynowe, uczą się wykorzystywać dane, które systemy te wytwarzają.
Stopniowo inteligentne urządzenia uczą się działać samodzielnie. Algorytmy AI pomagają zidentyfikować wzory w rutynowych, często powtarzanych czynnościach, np. w robieniu fotografii. Mamy dzięki temu domyślne tryby czy to panoramy, czy portretowe z dostosowaniem rodzaju filtrowania i warunków oświetlenia.
Twórcy aplikacji używają algorytmów AI do identyfikacji tematu w kadrze aparatu, takiego jak jedzenie, krajobraz czy fajerwerki. Coraz częściej użytkownicy urządzeń mają do czynienia z funkcją Face Unlock. Smartfony używają technologii AI i głębokiego uczenia do rozpoznawania twarzy. Nowe sposoby wyszukiwania informacji za pomocą obrazów oraz głosu działają dzięki sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowemu.
Rozwijane są systemy tłumaczenia mowy z myślą o symultanicznych rozwiązaniach działających na bieżąco.
Rozwiązania sztucznej inteligencji robią szybkie postępy. W różne formy uczenia maszynowego w 2017 r. wyposażonych było zaledwie 3 proc. telefonów. W 2020 roku było to już 35 proc. wszystkich sprzedawanych telefonów.
Producenci wbudowują specjalne zaprojektowane "chipy AI" do aparatów. np. Huawei podał, że umieścił "silnik neuronowy" w modelach Mate, nazywając tak chipset Kirin 970, procesorem z "wbudowanym AI". Firma informowała, że ich oprogramowanie może przetwarzać do dwóch tysięcy obrazów na minutę. Swój procesor neuronowy zaprezentowało również Apple. Sześciordzeniowa jednostka oznaczona A12 "Bionic", też nazywana "procesorem sztucznej inteligencji", trafiła już do iPhone 8, 8X, i 8 Plus.
Wysyp noszonych drobiazgów
Według najnowszej prognozy firmy Gartner Inc. wydatki użytkowników końcowych na urządzenia noszone na całym świecie wyniosą 81,5 miliarda dolarów w 2021 roku, co oznacza wzrost o 18,1 proc. z 69 miliardów dolarów w 2020 roku. Eksplozja pracy zdalnej i zwiększone zainteresowanie monitorowaniem stanu zdrowia podczas pandemii COVID-19 były istotnym czynnikiem napędzającym wzrost rynku. Wydatki użytkowników końcowych na smartwatche wzrosły o 17,6 proc. i w 2020 roku wyniosą 21,8 miliarda dolarów.
Dla rynku wearables ważne są postępy w miniaturyzacji, co umożliwia producentom urządzeń zintegrowanie czujników w urządzeniach wearables, które są prawie niewidoczne dla użytkownika końcowego. Należą do nich takie drobiazgi jak pierścień Oura Ring, Spire Health (6) lub "pigułka" Proteus Discover. Wspomniany Gartner przewiduje, że do 2024 roku miniaturyzacja posunie się do takiego stopnia, że 10 proc. wszystkich technologii wearables stanie się niewidzialna dla użytkownika. Uważa się, że dyskretne i prawie niewidoczne wearables będą szczególnie dla akceptacji przez tradycyjnie niechętnych użytkowników końcowych, takich jak starsi pacjenci.
Wielu producentów inteligentnych zegarków już teraz dodaje do swoich urządzeń czujniki tlenu we krwi jako standard, monitory EKG i inne czujniki, które zapewniają zarówno ostrzeżenia o stanie zdrowia, jak też zdolność do analizowania danych w czasie i sugerowania, w jaki sposób możemy poprawić nasze zdrowie. Fitbit i Huami produkują zegarki z wbudowanymi termometrami, które mogą śledzić wzrost temperatury ciała, często towarzyszący infekcjom.
Rok 2020 był również rokiem, w którym wielu z nas dodało do swojej codziennej garderoby nowy element ubioru w postaci masek. Zdaniem specjalistów jest to element garderoby, który ma duży potencjał technologiczny, więc nieuniknione było, że pojawią się "inteligentne maski".
Project Hazel (7) to stworzony przez Razera prototyp "najbardziej zaawansowanej maski, jaką kiedykolwiek stworzono". Oprócz funkcji aktywnej filtracji i zabijającego wirusy światła UV, zawiera wzmacniacz głosu, dzięki czemu można wyraźnie słyszeć podczas noszenia.
Japoński startup Donut Robotics stworzył inteligentną maskę z funkcją rozpoznawania głosu, która pozwala na wykonywanie połączeń telefonicznych i wysyłanie wiadomości bez dotykania telefonu w kieszeni. Oczywiście, maski nie są przeznaczone tylko do ochrony przed wirusami, więc maska Halo firmy Airpop może zbierać informacje online o jakości lokalnego powietrza i wykorzystywać je do sterowania aktywnym systemem filtrującym, który chroni przed innymi rodzajami szkodliwych cząstek.
Projektanci mają też nadzieję, że w coraz większym stopniu akceptowana i używana przez konsumentów głównego nurtu będzie inteligentna odzież. Do tej pory były to raczej ciekawostki, owoce eksperymentalnej współpracy między markami modowymi i technologicznymi, dzięki czemu powstały takie produkty jak kurtka Levi Commuter x Jacquard, która pozwala użytkownikom kontrolować swój telefon i uzyskać dostęp do usług Google, a także śledzić lokalizację swojego Ubera za pomocą gestów.
Pojawiają się ostatnio także bardziej wyspecjalizowane zastosowania technologii, takie jak spodnie do jogi Nadi X, które śledzą i dają informacje zwrotne na temat postawy użytkownika, i stroje kąpielowe Neviano, które wykrywają siłę promieniowania UV i mogą wysyłać ostrzeżenia do aplikacji użytkownika smartfona, jeśli poziom jest zbyt wysoki.
Na tegorocznych wirtualnych targach CES zaprezentowano mnóstwo urządzeń typu elektronika noszona. Oczywiście dominują smartwatche i opaski fitnessowe. Warto zwrócić uwagę na niektóre produkty, bo być może zapowiadają nowe mody.
Na przykład nakładka na głowę Cove, reklamowana jako urządzenie "redukujące stres, które wysyła delikatne wibracje za uszami, aby aktywować część mózgu, która reguluje emocje. Sceptycznych wobec inteligentnych okularów przekonać mogłyby być może nakładki JBuds Frames (8), które mocuje się do okularów użytkownika, aby zapewnić bezprzewodowy dźwięk stereo. Rozbudowujemy więc zwykłe okulary optyczne lub słoneczne o nowe funkcje.
Lenovo wykorzystało targi CES 2021 do zaprezentowania nowej wersji swoich inteligentnych okularów rozszerzonej rzeczywistości – ThinkReality A3 (9). Ta wersja inteligentnych okularów może wyświetlać dostosowane do potrzeb użytkownika "wirtualne monitory", które umożliwiają korzystanie z aplikacji systemu Windows umieszczonych w polu widzenia użytkownika, także dla pracowników zdalnych i mobilnych, którzy mają ograniczoną przestrzeń. Jest to więc rodzaj interfejsu komputerowego w okularach.
Muskularną jak na inteligentne okulary propozycją są M4000 firmy Vuzix, przeznaczone dla przedsiębiorstw, zapewniają one całkowicie pozbawiony przesłon wyświetlacz przezierny, dzięki czemu wydaje się, że interfejs znajduje się przed użytkownikiem. Firma osiągnęła to za pomocą techniki falowodu optycznego. M4000 mają zwiększoną moc obliczeniową dzięki układowi SXR1 firmy Qualcomm, z ośmioma rdzeniami. Są także wzmocnione i wodoodporne, dzięki czemu mogą wytrzymać w różnych trudnych warunkach.
Dużo skromniejszą (ale wygodniejszą) propozycją w świecie AR są soczewki kontaktowe Mojo, które wprowadzają rzeczywistość rozszerzoną (AR) bezpośrednio w pole widzenia użytkownika. Celem Mojo jest stworzenie systemu AR, który może być noszony przez cały dzień i nie zasłaniać widoku użytkownikowi. Soczewka może analizować codzienne czynności użytkownika i wyświetlać tylko istotne informacje, np. proponując następny zakręt podczas jazdy samochodem lub następny punkt do rozmowy podczas prowadzenia prezentacji.
Podobnie jak soczewki kontaktowe Mojo, okulary Norm firmy Human Capable zostały zaprojektowane do codziennego użytku i mają być mniej inwazyjne. Para okularów AR pozwoli użytkownikowi na wykonywanie połączeń telefonicznych, czytanie wiadomości tekstowych i odpowiadanie na przychodzące wiadomości bez użycia rąk. Okulary mają wbudowany 9-osiowy żyroskop, akcelerometr i magnetometr. Dzięki temu użytkownik może reagować nie tylko na polecenia głosowe i sterowanie dotykowe, ale także na gesty głową, aby wejść w interakcję z urządzeniem.
Potężny mikrokomputer z dwurdzeniowym procesorem 1,2 GHz, 1 GB pamięci RAM i 32 GB pamięci masowej pozwala użytkownikom robić zdjęcia i filmy w jakości HD, słuchać muzyki, audiobooków i filmów oraz zapewnia wizualną nawigację ze wskazówkami zakręt po zakręcie. Wyświetlacz heads up w okularach ma 20-stopniowe pole widzenia, dzięki czemu można łatwo zobaczyć treści cyfrowe nawet w słonecznych i jasnych warunkach.
Jak widać, producenci wierzą w okulary, proponując coraz więcej ciekawych konstrukcji. Czy, któreś z tych ciekawych niewątpliwie i innowacyjnych urządzeń dokona rewolucji na rynku? Powinniśmy się wkrótce przekonać.
Mirosław Usidus
