Модульные устройства, или «LEGO с проводами», которые способны изменить правила игры

Модульные системы нельзя назвать новой концепцией. Идея того, как подобно блокам LEGO различные компоненты могут собираться под индивидуальные потребности, давно доказала свою жизнеспособность в мебельной индустрии и архитектуре, а также в биологии (по этому принципу, например, выстраиваются белковые молекулы), но она также вполне применима к техническим устройствам. Пожалуй, самым известным и сложным технологическим творением, созданным по этому принципу, можно назвать Международную космическую станцию. Однако есть много примеров того, как концепция применяется при создании потребительских продуктов. Классический системный блок компьютера и автомобиль также являются модульными системами.

В чём секрет роста их популярности? Во-первых, конструкции, способные подстраиваться под меняющиеся потребности, требуют меньших затрат на производство. Они ведут к сокращению отходов, которые являются большой проблемой в современном мире (отслужившая свой срок техника составляет около 5 % от всего твёрдого бытового мусора на планете). Эта концепция также упрощает процесс обновления устройств, ведь чтобы заменить или модернизировать, например, смартфон, нужно заменить устаревший или сломанный компонент.

Тенденция роста интереса к модульным устройствам явно проявилась на выставке CES в январе 2014 года. Разработчики дали понять, что идея гаджета (будь то мобильный телефон, планшет или ноутбук), который существует только в одном форм-факторе, уже устарела, а будущее стоит за устройствами, которые можно динамически переконфигурировать для наилучшего соответствия насущным потребностям. Создание подобного аппаратного средства имеет множество сложностей, и пока никто до конца не нашёл правильный способ решения связанных с этим проблем. Однако некоторые концепции предлагают интересные подходы, которые могли бы сработать в конечном итоге.

Концепт модульного смартфона Google

Особенно активно интерес к модульным устройствам подогревает компания Google, которая на этой неделе провела конференцию, посвящённую собственным модульным смартфонам Project Ara.

История проекта началась с голландского дизайнера Дейва Хаккенса, который в сентябре 2013 года предложил концепцию смартфона Phoneblocks, собираемого по принципу конструктора Lego. По его задумке, каждый компонент телефона (например, Wi-Fi-модуль, камера, USB-порт) заключён в отдельный внешний блок, который и устанавливается на общую плату смартфона. Эту идею поддержала компания Motorola Mobility, купленная Google осенью 2013 года. После того как Motorola Mobility была продана китайской Lenovo, группа разработчиков модульного телефона оказалась единственным подразделением, которое Google оставила под своим контролем.

концепт Дейва Хаккенса, который стал основой Project Ara

«Мы хотим сделать для аппаратной платформы то, что Android сделал для программного обеспечения», — заявили в руководстве Ara Project. Новый смартфон даст практически безграничные возможности кастомизации. Пользователи смогут самостоятельно выбирать расцветку и текстуру каждого отдельного блока и даже размещать на них свои картинки и фотографии. Первые смартфоны Ara (серого цвета) достанутся разработчикам по цене $50.

Очень вероятно, что этот амбициозный проект способен изменить правила игры не только на рынке мобильных устройств, но и вовсе выйти за его рамки. В мире, который то и дело переживает экономические потрясения, растёт интерес к идеям разумного потребления и проблемам загрязнения окружающей среды; и концепция модульных устройств может оказаться как нельзя кстати. С большим или меньшим успехом модульные аппараты создавались и продолжают создаваться. Мы решили пройтись по самым интересным продуктам и концептам из самых разных областей.

Модульная бытовая электроника

GrizzlyBuds, Chocolate Bar, B-Squares, Bug Labs

Дизайнеры жёсткого диска Chocolate Bar вдохновились внешним видом плитки шоколада. Модульное устройство состоит из центрального хаба с сенсорным экраном, который помогает просматривать и организовывать файлы, а также нескольких USB-флешек.

Простой и наглядный пример применения модульной системы в создании гаджетов представляет компания IronBuds, которая благодаря Kickstarter успешно запустила производство наушников GrizzlyBuds. Все мы сталкивались с тем, как у наушников перетираются шнуры, ломаются разъёмы или динамики. Продукт стоимостью $37 представляет собой набор проводов, динамиков и штекеров, которые собираются в наушники. При этом каждый отдельный элемент в случае поломки легко можно заменить на новый, — стоят запчасти от $11 до $14.

Ещё один интересный проект — B-Squares представляет собой электронный конструктор, блоки которого несут различные функции: например, солнечные панели, светодиодную подсветку или чип Arduino. Модули состыковываются вместе с помощью магнитов, и не нужно иметь докторскую степень, чтобы использовать их для простых целей, например, сделать своими руками лампу на солнечной батарее или другие гаджеты.

Компания Bug Labs с 2007 года успешно производит модульные аппаратные и программные средства. Электронный конструктор состоит из базы BUGbase (в него встроен процессор, чип Wi-Fi, Ethernet-контроллер, интерфейс USB, небольшой ЖК-экран и аккумулятор) и целого набора дополнительных элементов «периферии». Это может быть GPS-приёмник, сенсорная панель, датчик движения и пр.

Модульные роботы
и дроны

Cubelets, ckBot, M-Blocks

Другое направление, в котором прижилась модульная концепция, — робототехника. Одни из них представляют собой довольно простые образовательные игрушки, такие как Cubelets. Набор магнитных блоков, каждый из которых имеет определённую функцию (измеряет температуру, имеет электродвигатель, фонарик и пр.), могут скрепляться друг с другом. Благодаря этому можно построить уникальных управляемых роботов, реагирующих на свет и звук.

Команда Modlab из Университета Пенсильвании разработала систему ckBot, состоящую из 15 модулей. Модульные роботы могут передвигаться и даже ходить на двух «ногах». В кластеры встроены камеры, светодиоды и датчики положения, которые помогают блокам находить и подключаться друг к другу. По сообщениям разработчиков, система может найти научное и военное применение. Теоретически этот робот вполне успешно может перенести аварию или подрыв на мине, что делает его пригодным для эксплуатации в опасных ситуациях.

Похожими исследованиями заняты специалисты из Массачусетского технологического института, которые разработали самоорганизующиеся робокубы M-Blocks. Система способна самостоятельно создавать различные произвольные структуры из отдельных независимых кубиков. Каждый из них оборудован маховиком и магнитом, которые обеспечивают перемещение и сцепление.

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали систему сотоподобных дронов, нашпигованных датчиками высоты и скорости, которые способны координироваться и стыковаться друг с другом при помощи магнитов. Любопытно, что один модуль не может летать самостоятельно: для полёта требуется минимально два дрон-блока.

Модульные смартфоны, планшеты
и ноутбуки

DIY Player, Bento Book, Lifebook, Facet, Shape-shifting, Eco-Mobius, Nano Magnetics

Концепт Рене Ву-Рам Ли, который получил название Bento Book, вдохновлён японской традицией порционной упакованной еды. По задумке, этот «ноутбук» способен уменьшить количество устройств, которые мы используем: в него вкладывается планшет и смартфон, а в итоге получается причудливый компьютер с большим количеством функций. Устройство также имеет слот для солнечной батареи и литий-ионный аккумулятор.

Концепт DIY Player, разработанный дизайнером Шао Вэнем в 2010 году, можно считать «старшим братом» Ara Project. Устройство представляет собой основной блок с ЖК-экраном, к которому подключается кнопочная клавиатура, джог для управления музыкальным проигрывателем, камера. Модульная система означает, что если вдруг, например, сломается камера или пользователь захочет установить новую модель с большим количеством мегапикселей, ему не потребуется покупать всё устройство целиком.

Проект, похожий на Bento Book, разработал индийский дизайнер Прашант Чандра. Его Lifebook сочетает в себе различные устройства, каждое из которых можно использовать как отдельно, так и в связке.

В октябре 2013 года был опубликован патент компании Nokia на носимое устройство с шестью дисплеями. Модульный смарт-браслет обладает мультизадачностью, поэтому на каждом из шести экранов отображается разная информация. Например, на одном может быть запущен мессенджер, на другом — почтовая программа, на третьем — программа для просмотра фотографий. При этом жестовым управлением пользователь может «перетаскивать» открытые программы на соседние экраны. Устройство имеет кодовое имя Facet, и у Nokia уже имеется рабочий прототип, но пока неизвестно, планирует ли компания запускать его в открытую продажу.

Toshiba в январе 2014 года представила концепт гибридного компьютера, корпус которого трансформируется и превращает его в разные устройства. Кодовое имя прототипа — Shape-shifting concept PC. Как утверждает Toshiba, концепт может работать в пяти режимах: обычный ноутбук; холст для рисования стилусом; планшет; телевизор или экран для просмотра презентаций; планшет с перевёрнутой клавиатурой. Устройство имеет отсоединяемый сенсорный экран (так он превращается в планшет), а клавиатура откидывается на оборотную сторону экрана.

Компания ZTE на СES 2014 показала свой модульный смартфон Eco-Mobius. Если «начинка» гаджета со временем устаревает, покупать новый аппарат не придётся, достаточно будет обзавестись его отдельным модулем. Таким образом, заменить можно будет ОЗУ устройства, камеру или процессор.

Компания Nano Magnetics (которая делает маленькие магнитные шарики) на CES 2014 показала систему магнитных соединителей, предназначенных для встраивания в мобильные устройства. Соединение позволяет передавать данные и питать модули так же, как это делает порт USB 2,0. В теории это означает, что можно взять несколько устройств, соединить их вместе и в итоге получить один большой, многофункциональный гаджет.

Синтезатор и видеокамера

SYNTH KIT, RED SCARLET-X

Компания littleBits в коллаборации с Korg создала модульный синтезатор, который демистифицирует традиционные аналоговые инструменты. Конструктор SYNTH KIT очень прост в использовании и понятен даже новичкам. «Музыкальное LEGO с проводами» может использоваться для создания бесчисленных комбинаций музыкальных инструментов.

Американская компания RED DIGITAL CINEMA успешно выпускает камеру SMC (Digital Stills & Motion Camera), модульная конструкция которой позволяет добавлять к базе только те блоки (объективы, ПДУ, мониторы, аккумуляторы, жёсткие диски и т. д.), которые вам необходимы.

Все эти устройства дают нам понять одну простую вещь: если у вас имеется планшет, смартфон, компьютер, цифровой фотоаппарат — значит, у вас уже имеется несколько комплектов динамиков, усилителей, микрофонов, дисплеев и камер. Разумно ли это? Очень вряд ли. Путь разумного потребления — минимализма, экономии и, если угодно, дзэна — ведёт нас именно к модульным системам. Однако модульные гаджеты на нынешнем этапе их развития напоминают автомобили конца XIX века, и только через пару лет мы, вероятно, сможем примерно оценить прелести и недостатки этой концепции.

Почему мир сходит с ума по гаджетам-конструкторам