Простые вещи: смартфон

// Коды, напыление из сапфира, мультитаскинг
Вероника Рочева

Час пик. Вагон метро. Взгляды пассажиров прикованы к светящимся экранам в их руках. Дама с чихуахуа спрашивает:

— Гугл, как приготовить утку?

На экране появляются картинки с запечённой птицей.

Девочка со скрипочкой интересуется:

— Сири, а какой у меня пульс?

Моментально всплывают цифры «75».

— Такую сложную вещь — и для таких глупостей... — ворчит седовласый профессор, направляющийся с коллегами на конференцию в Сколтех, и закрывает Фейсбук: внезапно пропадает сеть.

Коллеги тоже прячут гаджеты и от нечего делать начинают разговор.

1

— Оказывается, термин «смартфон» появился 18 лет назад, — охотно делится прочитанным историк науки. — Его придумали сотрудники компании Ericsson для телефона Ericsson R380s, который был действительно очень умным для своего времени. Только представьте: у него уже были операционная система и сенсорный экран!

2

— У вас, гуманитариев, всегда вначале — слово.

А вы знаете, что без теории информации и без теории алгоритмов смартфон — просто кусок пластмассы? — перебивает историка математик. — И дело вовсе не во встроенном калькуляторе. Когда вы отправляете SMS, заходите в интернет или делаете звонок, телефон осуществляет множество математических операций, связанных с передачей и обработкой сигналов, представленных в виде последовательностей нулей и единиц, называемых «словами» помехоустойчивого кода. Чтобы верно декодировать сигнал, создаётся словарь кодов, из которого декодер выбирает самые близкие к принимаемому сигналу «слова».

3

— О, это крайне сложная задача, связанная с проблемой плотной упаковки шаров, (гипотеза Кеплера) и с проблемой вычисления максимального числа одинаковых шаров, которые можно расположить вокруг одного такого же центрального шара так, что бы они его касались, — воодушевляется комбинаторный геометр. — Например, в привычном нам трёхмерном пространстве таких шаров двенадцать. Но помехоустойчивые, применяемые на практике, имеют огромную размерности: вплоть до двадцати четырёх тысяч. А ещё такой код должен обладать простыми в реализации алгоритмами кодирования и декодирования.

4

— Учёные всего мира работают над решением этой задачи для размерности 24 тысячи, то есть над формированием стандарта передачи информации 5G, в котором миллиарды одновременно взаимодействующих устройств и скорости порядка гигабит в секунду не будут казаться чем-то фантастическим, — мечтательно произносит инженер связи. — Будущее не за горами!

5

— Ну а вы можете представить себе всё это без анализа big data? Я нет! — надменно усмехается специалист в области data science. — Смартфон — это телефон с развитой операционной системой. Это устройство обрабатывает неимоверные объёмы информации: сотни гигабайтов текста, фотографий, видео, музыки. Сейчас в магазине Google Play почти три миллиона приложений, многие из которых основаны на последних разработках в сфере анализа данных. Например, режим портретной съёмки на новых гаджетах возможен только благодаря технологиям машинного обучения и компьютерному зрению. Этот режим позволяет делать снимки с размытием фона — точь-в-точь как на зеркальной камере, где фон размывается за счёт увеличения диафрагмы. Но на смартфонах технически невозможно настолько увеличить диафрагму. Поэтому умный телефон на примере миллионов профессиональных фотографий научили распознавать человека и размывать фон.

6

— Производители стараются скруглить углы и облегчить устройства: в среднем смартфон весит около 150 грамм, но есть отлично работающие экземпляры весом всего 85 грамм, — застенчиво бормочет инженер-эргономист.

7

— Материалы, из которых делают корпус смартфона, практически неизменны. Как правило, это металл, пластик, стекло, — подхватывает твёрдым, как фуллерен, голосом материаловед. — Главные изменения происходят в области материалов для экранов и батарей. Чтобы экраны были прочными, используют синтетические стёкла или напыление из сапфира, который является вторым по твёрдости природным материалом после алмаза.

8

— Идея сенсорного экрана появилась ещё в 1972 году. У большинства устройств проекционно-ёмкостный экран: когда мы нажимаем, то выполняем роль одного электрода, а металлическая сетка внутри устройства — другого. Вместе с экраном мы образуем систему, изменение электрической энергии которой можно измерить, а следовательно, и определить координаты нажатия. В этот момент мы получаем отклик от устройства в нужном месте экрана. Этот процесс происходит непрерывно, почти мгновенно и незаметно для нас, — подробно объясняет разработчик сенсоров.

9

— А что касается батарей, — вклинивается нанотехнолог, — то учёные разработали новую технологию создания литий-ионных аккумуляторов с использованием графена — двумерного материала из углерода, который обладает хорошей электропроводимостью. Его использование очень скоро позволит аккумуляторам заряжаться всего за несколько минут.

10

— Чтобы экран был красочным, используют жидкие кристаллы, которые меняют цвет под действием электричества. — сообщает физик. — Я надеюсь, в скором будущем появятся экраны с технологией QLED, состоящие из мельчайших полупроводниковых нанокристаллов. По цветопередаче такие дисплеи не уступают жидкокристаллическим, но потребляют в пять раз меньше энергии. При переходе на эти устройства экран смартфона станет стоить меньше, а батарея будет работать дольше.

11

— А ещё из-за смартфонов мы стали думать по-другому, — вставляет своё веское слово биолог. — Исследования показали, что мозг владельцев смартфонов гораздо активнее работает во время стимуляции кончиков больших, указательных и средних пальцев. Так сказать, познаём мир методом тыка.

12

— Да-да, — кивает, не отрываясь от почты, почёсывая ухо и делая селфи, социолог. — Гаджеты научили людей быстро переключать внимание. Есть даже такое словечко — мультитаскинг, оно обозначает способность, прежде всего молодых людей, выполнять несколько задач одновременно. Только тут есть и минусы. Исследователи из Оксфорда провели две серии экспериментов: в первом случае представители разных поколений в одинаковых условиях проходили тест на внимательность, и результаты молодых людей оказались гораздо лучше. А затем учёные ввели в эксперимент смартфоны, и тогда продуктивность молодёжи, которая отвлекалась на регулярные оповещения, сильно упала. За двумя зайцами погонишься...

Смартфон булькает — социолог отключается от разговора.

13

— Вот видите, как легко вы смогли снова заняться своими делами даже здесь, в вагоне метро! — хмыкает специалист в области телекоммуникаций. — Люди становятся очень раздражительными, когда не могут зайти в интернет. А мы, технологи, стараемся минимизировать это неудобство: уже обеспечили вайфаем столичное метро, скоро и железную дорогу оснастим. Расскажу, как это выглядит... Точки доступа находятся в каждом вагоне и управляются контроллерами. Всё оборудование соединено кабелями. Туннели тоже оборудованы точками доступа — их можно увидеть. Так что поезд движется в сплошном радиополе. Поняли теперь, почему вы можете смотреть видео с ютуба даже под землёй? То-то.

Разговор прерывает механический голос: «Станция метро „Славянский бульвар“». Учёные убирают телефоны и спешат на автобус, который увозит их в Сколтех.

 

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №1-2 (39-40) за январь-февраль 2018 г.

Подписаться на «Кота Шрёдингера»