Многим нашим читателям наверняка доводилось видеть снимки жителей Нью-Йорка, многие районы которого остались без электричества в результате разрушений от урагана Сэнди, заряжающих свои мобильные телефоны и другие девайсы прямо на улицах от самодельных и импровизированных зарядных станций. Эти снимки являются напоминанием того, как «хромает» время работы аккумуляторных батарей современных смартфонов и мобильных компьютеров. Некоторым решением проблемы времени работы аккумуляторных батарей может стать технология «усилителя мощности», разработанная компанией Eta Devices, технология, которая позволит увеличить в два раза время непрерывной работы аккумуляторных батарей мобильных устройств.

Вместо того, что бы двигаться в направлении увеличения емкости и надежности аккумуляторных батарей, чем занимаются многие другие группы исследователей, специалисты компании Eta Devices, являющейся дочерней компанией Массачусетского технологического института, решили заняться снижением количества энергии, потребляемого самим устройством. И их выбор пал на чип усилителя мощности, в котором постоянное напряжение от аккумулятора преобразуется в высокочастотный радиосигнал, благодаря которому ваш мобильник постоянно находится на связи со станцией оператора.

Чипы усилителя мощности имеются и в базовых станциях мобильной связи и в собственно мобильных телефонах. Современные усилители мощности постоянно потребляют достаточно большое количество энергии, даже когда они находятся в режиме ожидания. Это делается для того, что бы устройство могло быстро переключиться в передающий режим и установить канал связи, не искажая радиосигнал.

Инженеры компании Eta Devices добавили в состав чипа усилителя мощности цепи, реализующие технологию «asymmetric multilevel outphasing», которая является чем-то вроде коробки передач у автомобиля. Измеряя 20 миллионов раз в секунду уровень энергопотребления усилителя мощности, эта технология дает устройству ровно такое количество энергии, в каком оно нуждается на текущий момент. Конечным результатом этого схемотехнического «колдовства» является увеличение времени работы мобильного устройства в два раза без увеличения емкости его аккумуляторной батареи.

Изначально технология управления энергопотреблением усилителя мощности предназначалась для базовых станций сотовой связи. В первоочередных планах компании Eta Devices стоит модернизация 650 базовых станций, работающих от дизельных генераторов, находящихся в развивающихся странах. Но последствия урагана Сэнди продемонстрировали актуальность такой технологии применительно и к самим мобильным телефонам. Сейчас инженеры компании Eta Devices занимаются разработкой чипа для смартфонов, который, предположительно, появится уже в следующем году.

Представители компании Toshiba объявили о том, что до конца 2013 компанией будет освоен выпуск нового датчика для камер смартфонов и планшетных компьютеров, используя который фотограф получит возможность выбирать фокус снимка уже после того, как этот снимок был сделан. В конструкции нового датчика во многом повторены приемы и технологии, на которых основана работа оптико-полевых камер компании Lytro, которые позволяют фотографам творить чудеса со снимками уже не на стадии съемки, а на стадии редактирования и компьютерной обработки снимков с помощью специализированного программного обеспечения.

Несмотря на использование схожих с камерой Lytro принципов, датчик компании Toshiba значительно выигрывает у камеры по размерам. Если Lytro выпускает камеры для ручной съемки, то новый датчик Toshiba по размерам как нельзя лучше подходит для встраивания в смартфоны и планшетные компьютеры.

Конструкция датчика компании Toshiba подобна сложному строению фасеточного глаза многих видов насекомых. Модуль датчика имеет форму куба с длиной грани порядка одного сантиметра. Основу оптической системы датчика составляют 500 тысяч крошечных линз, диаметром около 0.03 мм каждая, покрывающих поверхность собственно датчика, размером 5 на 7 мм, и которые захватывают немного разнящиеся изображения. Затем все эти изображения программно объединяются в одно 3D-изображение с высоким разрешением. И с помощью специализированного программного приложения для операционной системы мобильного устройства можно будет осуществлять обработку сделанных снимков прямо на этом мобильном устройстве.

Согласно имеющейся информации сотрудники компании Toshiba уже сейчас ведут переговоры со многими производителями смартфонов, планшетных компьютеров и другой мобильной электроники на тему применения их нового датчика и программных технологий, разработанных компанией. И появления первых мобильных устройств, в которых используется новая камера с датчиком Toshiba, можно будет ожидать уже в конце 2013 года или в начале 2014 года.

Почти с самого момента появления сотовых телефонов людей преследует беспокойство, связанное с воздействием высокочастотного радиоизлучения на мозг человека и связанным с этим риски для здоровья. По этому поводу учеными было сломано множество копий, проведено множество исследований с кардинально противоположными результатами. Одни результаты указывают на то, что излучение телефона совершенно безвредно для его владельца, а другие результаты указывают на то, что длительное пользование мобильным телефоном может привести к возникновению раковых опухолей и других онкологических заболеваний. Так с чем же связано наличие большого количества противоречивых мнений? Оказывается все до предела просто, даже с учетом высокого уровня современных технологий ученые еще не обладают надежным методом, который дает однозначные результаты о влиянии высокочастотных излучений на мозг человека.

В отличие от рентгеновского излучения и других форм высокоэнергетической радиации ядерного характера, у радиоволн низкой мощности недостаточно энергии для того, что бы проникнуть через клеточную мембрану, внутренности живой клетки и нанести «удар» по структуре молекул ДНК. Для того, чтобы радиоизлучение от мобильного телефона могло вызвать генетические изменения в тканях мозга требуется, чтобы эта ткань поглотила просто огромную дозу. И сейчас ученые просто не знают, происходит ли это в мозге у людей, которые очень редко в течение дня отрывают от уха трубку мобильного телефона.

Чтобы навсегда расставить все точки над «i» в этом вопросе исследователи должны точно рассчитать или измерить количество излучения, поглощаемого тканями мозга при нормальном использовании мобильного телефона. И, наконец, появился способ сделать это.

Передаваемое телефоном высокочастотное радиоизлучение поглощается тканями мозга. Это приводит к нагреву этих тканей, а нагрев можно обнаружить и замерить, используя магнитно-резонансную томографию. К сожалению, из-за очень сильных магнитных полей, используемых при проведении магнитно-резонансной томографии, невозможно просканировать человека, держащего возле уха такое наполненное различными металлами устройство, как мобильный телефон. В более ранние периоды исследователи пробовали смоделировать подобную ситуацию, пропуская через ткани мозга электрический ток с помощью электродов и фиксируя распределение тепла. Но такое моделирование весьма слабо отражает процессы, происходящие при пользовании мобильным телефоном.

Группа исследователей из Нью-Йорка и Нью-Джерси разработала специальную антенну, которая испускает радиоволны точно так же, как и антенна мобильного телефона. Но в конструкции такой антенны нет ни единой металлической части. Ученые уже провели первые эксперименты, разместив антенну рядом с мозгом подопытного человека, провели магнитно-резонансное сканирование и определили температуру в нескольких десятках ключевых точек в мозге.

В ближайшем будущем эта технология позволит ученым составить полную трехмерную карту воздействия излучения мобильного телефона на мозг человека. Это позволит узнать количество высокочастотной энергии, поглощаемой мозгом в течение одного среднего разговора, и определить не представляет ли это реальной угрозы здоровью и жизни человека при постоянном использовании мобильной связи.

Инженеры испанской компании Baolab Microsystems разработали наноразмерный трехмерный цифровой компас, которы может быть встроен непосредственно в чипы CMOS-микросхем. Трехмерные компасы, твердотельные гироскопы, нашли широкое применения в технологиях изготовления смартфонов и других мобильных устройств. Эти устройства, в большинстве случаев, выполнены в виде отдельных независимых микросхем и используют магниторезистивные материалы или датчики на основе эффекта Холла, объединенные с концентраторами магнитного поля, что позволяет с их помощью определять направление магнитного поля Земли.

Представители Baolab Microsystems утверждают, что в отличие от других типов трехмерных компасов, они изготовили микроэлектромеханическую систему (microelectromechanical systems, MEMS) функционирующую благодаря силам Лоренца. Новое устройство получило название 3D Digital NanoCompass. В интервью издательству The Engineer, Найджел Дрю (Nigel Drew), технический представитель в Baolab Microsystems, рассказал: «Основное отличие разработанного нами устройства от существующих подобных устройств, это то, что его без проблем можно изготавливать вместе с чипом микросхемы. Все остальные устройства сторонних изготовителей являются отдельными устройствами или с трудом интегрируются в микросхему, требуя установки отдельно от кристалла магнитного датчика. А это в отрицательную сторону сказывается как на надежности электронного узла, так и на его стоимости».

«Фундаментальной вещью, реализованной нами, является то, что мы разработали технологию изготовления MEMS-устройств, таких как наш компас, используя стандартные маски и оборудование. Таким образом, производителям микросхем даже нет надобности вносить изменения в существующие технологические процессы».

Основой MEMS-устройства NanoCompass является подвижная алюминиевая пластина, подвешенная в пространстве с помощью миниатюрных пружин, которые так же играют роль соединителей этой пластины со структурой микросхемы. Между пластиной и структурой микросхемы находятся слои диэлектрика (Inter Metal Dielectric, IMD). Более подробное представление о строении этого устройства можно получить, посмотрев на приведенный выше рисунок.

Электроны проходящего сквозь тока попадают под воздействие сил Лоренца, обусловленных влиянием магнитного поля Земли, которые заставляют пластину немного изменить свое положение благодаря ее подвижности на пружинах. Измеряя электрическую емкость между неподвижными электродами и пластиной, вычисляется смещение пластины по трем координатам, а на основе этих данных вычисляется направление магнитного поля Земли, прямо указывающее на положение устройства в пространстве.

Найджел Дрю пояснил, что простота изготовления, и как следствие низкая стоимость таких устройств означает, что в будущем практически все смартфоны, планшетные компьютеры и другие мобильные телефоны будут иметь этот узел, что расширит их возможности. Так же, такие устройства могут стать основой для нового спортивного оборудования, навигационных систем и камер, реализующих функцию дополненной реальности.

Первые технологические образцы микросхемы BLBC3-D, внутри которой будет заключено устройство NanoCompass будут доступны для разработчиков электронных микросхем и приборов, совместно с многофункциональным отладочным комплектом.

Смартфоны, которыми сейчас владеет очень большое количество людей, являются достаточно универсальными устройствами. Обладая весьма скромными габаритами, они предоставляют своему пользователю достаточно богатый набор функциональности, просмотр HD-видео, «блуждание» по сети, игры, хранение гигабайт данных и возможность работать на одном заряде аккумуляторных батарей в течение нескольких дней. Производители смартфонов, по мере развития технологий, продолжают добавлять этим устройствам новые функции. И одной из таких потенциальных функций, которые обязаны появится в смартфонах в недалеком будущем, является наличие модуля малогабаритного проектора.

Конечно, малогабаритные проекторы существуют уже в настоящее время. Но их использование пока еще не оправдано из-за необходимости идти на компромисс. Проектор, способный спроектировать на поверхность, размером 1.5 метра, изображение HD-разрешения является достаточно громоздким, потребляет много энергии и выделяет слишком много тепла, что делает невозможным включение их в состав малогабаритных устройств, отличающихся очень плотной упаковкой компонентов, таких как iPhone и Motorola Droid.

Компания, называющаяся Alps Electric, работает над решением проблемы создания миниатюрных проекторов, которые в будущем могут быть интегрированы в мобильные устройства. Представители компании недавно объявили о создании одного из важнейших компонентов таких проекторов — об микроскопической асферической стеклянной линзе, которая является самой маленькой подобной линзой в мире. Ее размеры составляют всего 1 миллиметр на 1 миллиметр. Подобные линзы давно уже используются в коммуникационном оборудовании для передачи световых сигналов в оптическое волокно и наоборот. Но эти линзы идеально подходят для их использования в миниатюрных проекторах.