指尖上的“黑科技”

水鈺

“全面屏” “劉海屏” “指紋解鎖” “人臉識別” “3D觸摸”，對于這幾個詞，你并不陌生吧，在說什么？當然是手機。日常生活中，許多人已經(jīng)到了“手不離機”的狀態(tài)，這篇文章，將讓你對手機這個幾乎每天都在用的小機器更了解些！今天要說說手機什么呢？先從手機中的“大明星”iPhone說起吧。

用智慧征服用戶

2018年9月，美國蘋果公司在秋季新品發(fā)布會上推出了專為中國人設計的雙用戶身份識別卡（雙SIM卡）的iPhoneXS系列手機，而其他國家則為傳統(tǒng)嵌入式SIM卡。該系列包括三款手機：5.8英寸的iPhone XS、6.1英寸的iPhoneXR、6.5英寸的iPhone XS Max。其中，iPhone XS暫不支持雙SIM卡，而iPhone XS Max是目前iPhone手機中屏幕最大的一款。

相較于2017年的iPhone X，最新款iPhone XS系列手機同樣追求極致邊框和“劉海屏”設計，在底部增加了天線開口用來加強信號搜索，搭載A12仿生芯片以大幅提升手機性能。

一段時間以來，蘋果的“A系列”芯片提供了適當?shù)闹悄苁謾C處理器性能，加上手機軟件系統(tǒng)（ iOS）的優(yōu)化，確保了iPhone手機的便用流暢度。而A12仿生芯片配備了1個四核處理器，致力于提高系統(tǒng)運行效率，它每秒可以處理5萬億次的操作，比起上一代A11仿生芯片6 000億次的操作效率有大幅度提升。蘋果公司更是宣稱，A12仿生芯片是有史以來手機所擁有的“最聰明”的“大腦”。

來看看世界上第一部手機長啥樣

1908年，美國肯塔基州的農(nóng)民內(nèi)森-斯塔布菲爾德申請了用于與馬車、船只等交通工具進行通話的“無線電話”專利，但在他的有生之年并沒能賣出1部。畢竟，這部電話內(nèi)的電線線圈總長度比兩臺裝置間的距離要長，還不如裝個有線電話呢！直到100年后，這位偉大發(fā)明家的成就才終于得到了研究通訊歷史的專家們的承認，美國新聞學教授鮑勃·洛克甚至在書中稱贊他是移動通訊的先驅(qū)。

隨后，人們又發(fā)明了車載電話、軍用無線電話，但它們的體積都過于龐大，需要借助汽車或牲畜來移動。能不能發(fā)明一部體積更輕便、受眾更廣泛的無線通訊裝置來供大家使用呢？答案是肯定的。

1973年4月3日，44歲的馬丁-庫帕站在紐約曼哈頓區(qū)的街頭，掏出了一個約有2塊磚頭大小的無線電話，將第一個電話打給了自己的競爭對手——貝爾實驗室，并向?qū)Ψ叫迹何椰F(xiàn)在用的是真正的手提電話。由此，摩托羅拉公司生產(chǎn)出了世界上第一部真正意義上的手機-DydaTAC 8000X，馬丁-庫帕也被人們稱為“移動電話之父”。

就在2012年，國際電訊聯(lián)盟的一份報告中指出，全世界的手機登記用戶數(shù)高達60億;而那時的全球人口數(shù)也僅有70億。電訊專家、西班牙電訊歐洲區(qū)副總裁麥克一肖特博士就曾預言：未來40年內(nèi)，手機將從商業(yè)工具迅速轉(zhuǎn)變成通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系一切的消費品。如今，這個預言早已成為了現(xiàn)實。

指尖上的“黑科技”

一枚小小的指紋就能代替復雜的密碼，成為手機解鎖的另一種更為快捷的方式，這早已不是天方夜譚。我們?nèi)祟惖闹讣y都是獨一無二的，你只需將手指輕輕地放置在電容式指紋模塊制成的按鍵上，利用硅晶元與導電的皮下電解液所形成的電場，測出凹凸不平的指紋所造成的壓差變化，就能準確地識別出這是否是正確的解鎖指紋。

相比于對溫度和濕度都有一定要求的光學式指紋模塊，以及包含無線電波探測與超聲波探測在內(nèi)的過于復雜的射頻指紋模塊來說，電容式指紋模塊體積小巧，對使用環(huán)境也沒有特殊要求，無疑是最合適的選擇。

除此之外，手機里的許多技術設計充分借鑒了仿生學原理。

盡管攝影師們紛紛練就了一雙“鐵手”，拍照的防抖設備也層出不窮，卻依舊難以超越雞頭的穩(wěn)定性。作為一種對空間變化非常敏感的動物，雞的眼珠無法像哺乳動物那樣大范圍的轉(zhuǎn)動（鳥類在飛行時對視覺要求極高，眼球越用越發(fā)達，慢慢地擠占了整個眼眶而無法大范圍轉(zhuǎn)動），需要依靠頸部的運動來盡可能維持視覺的穩(wěn)定。設計師們在設計手機鏡頭時，靈感便來自于此。

周敦頤曾在《愛蓮說》中這樣形容蓮花： “出淤泥而不染，濯清漣而不妖”，科研人員將其原理充分地運用到了手機的防塵防水上，將研發(fā)出來的防污涂層覆蓋在手機屏幕上，形成能夠疏離水和油脂的保護層——疏水疏油層。因此，現(xiàn)在的手機屏幕遇水會凝聚成水珠狀，指尖分泌油脂所形成的指紋也難以覆蓋在上面。

未來的手機時代

從車載電話到手提電話，從大哥大到小靈通，從傳呼機到智能手機，手機的發(fā)展速度之快遠遠超出了人們的想象，更大的屏幕、更強的處理器、分辨率更高的攝像頭，以及更加多樣化的應用程序都會在不久的未來得以實現(xiàn)。

“華為”手機品牌作為我國通信行業(yè)的領先者，一直保持著技術方面的創(chuàng)新力度。2018年，華為手機的P20 Pro機型在全球首發(fā)，它采用了4 000萬像素的三攝像頭設計，而該手機研發(fā)人員表示這還只是個開始。針對攝像頭設計，他們接下來還會賦予其超薄透鏡成像技術等本領，或可實現(xiàn)高清精準聚焦，甚至是清晰捕捉紅外和紫外線等類似“透視”的功能！國產(chǎn)手機后來居上，實力確實不容小覷。

此外，手機的電池壽命也是令研究者頭疼的問題。據(jù)說，研究人員已經(jīng)找到了在空氣中傳輸?shù)碗娏康姆椒?，隨時隨地都在自動充電的手機即將成為可能;同時，核電池技術也再度被科學家們關注，加上納米技術的日新月異，核電池研究極有可能會有突破性的進展。如此一來， “永不斷電”不再只是人們的空想。

我們不妨大膽地想象：隨著虛擬成像技術的逐漸發(fā)展，手機或許不再需要大大的屏幕，它變成一枚小小的芯片，被植入我們的指間，采用投影模式來處理各項事務，真正成為我們?nèi)祟惿眢w的一部分;也可能成為我們脖子上一個精美的項鏈吊墜，衣服上的一粒小小紐扣，或是發(fā)絲間的一枚別致發(fā)夾。

只要不停止對科學的探索，未來就會有無限的可能。