站在2020的時間點上,智能手機未來的終極形態會是怎樣的?

前言

2020年3月5日,華為

Mate Xs正式發售, 這是華為的第二代摺疊屏手機,對硬件配置進行了整體的優化,上線即售罄。 三星近期也發佈了旗下第二款摺疊屏手機Galaxy Z Flip, 加上2019年發佈的Galaxy Fold,以及小米的環幕屏概念手機MIX Alpha,可能我們自己都還沒準備好,摺疊屏手機卻早已高調地闖進了我們的生活。

站在2020的時間點上,智能手機未來的終極形態會是怎樣的?

左:華為 Mate Xs | 右:三星 Galaxy Z Flip

站在2020的時間點上,智能手機未來的終極形態會是怎樣的?

左: 小米 MIX Alpha | 右:三星 Galaxy Fold

站在2020年的開端, 不侷限於當下的摺疊屏, 不妨暢想一下智能手機未來的終極形態究竟會是怎樣的?


顯示技術

從iPhone 屏幕的變化我們已經可以瞥見顯示屏由 全屏 -> 大屏 -> 全面屏 的趨勢。 但是屏幕不可能無線擴大,受制於人手握持尺寸的限制, 摺疊屏/卷軸屏是一種以空間換面積的方案。


站在2020的時間點上,智能手機未來的終極形態會是怎樣的?

從左到右: iPhone 2G | iPhone 4 | iPhone 5 | iPhone 6 | iPhone X


或許未來的顯示技術是無屏,無屏技術的發展也會有一定的演變路徑:

  1. 短期: 利用AR技術通過微投影的方式在眼球前呈現畫面,即Google Glass的形態。通過手勢、語音實現與“手機”的交互。
  2. 中期:利用全息投影技術通過一個微型設備投射出畫面,現階段還沒有完全對標的產品。 我們知道人眼能看到東西是因為光經過物體表面反射到人眼, 光的反射需要不同折射率的介質。 目前的全息投影依然需要全息膜這樣的輔助材料,而無法通過空氣介質直接成像。 如果科技發展可以瞬間改變我們面前空氣的密度,形成不同折射率的空氣介質面, 那麼全息技術就有希望在空氣中直接實現
  3. 長期(相對遙遠):從本質上看,人之所以看到東西,是由於光線刺激人視網膜上視杆細胞和視錐細胞,通過神經介質傳遞到大腦,經大腦處理產生了視覺。 因此屏幕實體並非必要,甚至說光線刺激也不一定必要。如果未來科技發展可以通過植入人體的微芯片模擬出這種微刺激,我們或許就可以直接創造出“虛假視覺”,它以假亂真,以至於你可能混淆現實與虛幻。

無屏顯示意味著什麼? 一方面是設備的小型化,微型化。另一方面也意味著更高的靈活性,和更具想象力的空間。

站在2020的時間點上,智能手機未來的終極形態會是怎樣的?

光線刺激人視網膜上視杆細胞和視錐細胞產生視覺


傳感器技術

智能手機如何“感知”這個世界? 通過 傳感器

傳感器技術使得智能手機更加“智能”。 在智能手機的發展歷程中, 傳感器一直扮演著新技術衝鋒者的角色,持續引爆著用戶的需求。 從05年自動對焦攝像頭帶來移動攝像革命;07年電容觸摸和加速度傳感器帶來交互方式的革命;10年陀螺儀的加盟帶來移動遊戲的革命;13年運動、心率傳感器帶來健康產業的革命;14年指紋傳感器和nfc帶來安全和支付行業革命; 18年基於結構光的TOF鏡頭和超聲波屏下指紋帶來面部和指紋識別的革命;至19年潛望式長焦鏡頭帶來手機影像的又一次革命。

智能手機上傳感器的發展,是以技術驅動市場需求互為表裡的方式在運行。 移動設備上的很多技術是已有技術的小型化, 所以一可常見的模式是:

新技術開放 --> 移動端市場需求驅動設備小型化研發 --> 小型化的新技術引爆移動端需求 --> 找尋下一個新技術

其中一個例子是電容觸控技術原本是蘋果公司為平板電腦開發的,後來為iPhone所用,引發電阻屏到電容屏的革命。在可預見的未來,傳感器在智能機上會持續地發光發熱。 一方面現在傳感器會繼續升級, 另一方面智能手機廠商也會挖掘更多有趣、有價值的新式傳感器。

我們不妨想象一下,現有的傳感器未來會發展成什麼樣子, 未來又會有怎樣的新式傳感器加入進來:

攝像頭技術:這個是近來智能手機比拼的重頭戲。 受制於體積尺寸, 智能手機上的攝像頭和單反相機不能直接比PK CMOS 尺寸和鏡頭(光學變焦、光圈)。不過智能手機強在運算,採取的是一種以數量換質量的策略, 長焦、廣角、高像素主攝各來一個覆蓋全焦段, HDR,夜景靠運算合成加成。

我們不妨看下三星 S20 Ultra的配置(近期最具代表性的旗艦攝像頭配置):

108MP 的主攝主攝像頭(1/1.33英寸,F1.8,OIS)

4800 萬潛望式超長焦(1/2英寸,F3.6,OIS)

1200 萬像素超廣角鏡頭(1/2.55英寸,F2.2,120º)

ToF鏡頭, 支持10× 光學變焦,100× 數碼變焦

前置攝像頭為4000萬像素(F2.2)

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三星Galaxy S20 Ultra 後置攝像頭

很強了對不對? 我們可以合理推測是,智能手機攝像頭再往下發展在堆鏡頭和堆像素的路子上將會很快遇到瓶頸,繼續堆功耗增加不說, 美觀和性能邊際效益都要減弱。 可能會保留 長焦 + 廣角 + 主攝 + ToF /3D結構光 ? 五種鏡頭的經典結構,並在算法層面持續發力

前三者覆蓋不同焦段,是攝影的主力。 ToF/3D結構光是現階段的重要第四元素,未來也可能被替換為更高級的傳感器。 現階段的 ToF/3D結構光 主要是實現空間三維的建模, 可服務的應用有很多, 比如掃描成像一個3D模型, 實時感知周圍空間信息的AR應用, 在5G時代結合全息技術實現三維立體投影式的FaceTime。


觸摸屏技術: 目前的觸摸屏更多的是一個被動接收元件, 有一定的反饋,比如線性馬達營造的真實按壓反饋和模擬機械的滾輪阻尼反饋。 但是相比日常生活中的觸覺,其維度還是比較貧乏的。

未來或許可以產生一些冷熱、紋理、動靜、軟硬... 等更豐富維度的觸覺感受。

麥克風技術: 這塊或許真的沒什麼可發展的了。

其它感官維度傳感器: 到目前為止,我們還沒有看到人類感官中的嗅覺和味覺傳感器。 就比如我們在播放一個美食視頻, 我們怎麼能感受這塊紅燒肉香不香呢? 你只能靠想象。 或許我們未來至少可以加入嗅覺傳感器和氣味播放器。 味覺傳感器要稍微棘手一點, 可能需要考慮衛生健康的條件。


最後,我們以攝像頭技術的發展為例談談傳感器技術可能如何深刻地影響到我們的生活:

手機攝像技術的發展使得我們可以很方便地,隨時隨地攝取4K、8K的高清影像資料, 而這在以前只能由高端單反實現 - 小眾化。

--> 攝像技術的便利化客觀上促進了當下Vlog,自媒體的繁榮 - 讓每一個普通人都可以成為主播 - 大眾化。

-->而自媒體的繁榮革了傳統主流電視媒體的命 - 觀眾的注意力資源被分流了。 進而出現了網紅與明星分庭抗禮甚至在流量上碾壓後者的現狀。可以說,自媒體時代,明星是最落寞的群體之一。

另一方面, 由於自媒體渠道的分散性、信息高速傳播的特點, 傳統官媒在權威性和時效性方面勢微。 於是我們看到新聞連播都入駐了抖音平臺 - 年輕人不愛看電視了。 其本質是對傳統官方話語口徑的瓦解。

--> 於是我們身邊的傳統電視、電影可能要搬到抖音、快手、B站上去播。

官方機構在做決策時不得不關心輿情的影響,危機的公關,玩法也大有不同。

所以如果直接說手機攝像頭技術會影響政府公共決策或許有點扯,但是追根溯源,技術的發展可以從一個原點引起連鎖反應,這個原點持續地震盪,最終可以引發社會的巨大漣漪。


運算技術

如果你去拆解解一臺 iPhone, 打開之後你會發現:

CPU、運行內存RAM、機身存儲ROM、電池、顯示器、各種傳感器。 從體系結構上看, 它和一臺普通的PC、一臺Server並沒有很大的差別,同樣遵循“馮諾依曼架構“,是一臺普通的運算設備,只是冠以“便攜”二字。


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iPhone 拆解圖 | 馮諾依曼體系結構

智能手機作為便攜式運算設備,它的性能水平主要受制於電池續航半導體工藝的發展水平。有限的性能也桎梏了手機上運行的應用所能展現的形式

不妨大膽想象一下, 假如在手機上應用了賈維斯的超微型核動力系統,那麼續航將無限延長, 而功耗水平也可以大幅度放寬 - 並非無限放寬,因為還要受制於散熱水平。

半導體工藝得到跨越式發展,比如直接越級到量子技術時代 - 算力得到跨數量級提升。也就是一臺手機的運算能力可以秒殺目前的一套中小型服務器集群。

那麼智能手機上的應用會發生什麼變化呢? 我覺得一種高級的應用形態是成為人類的第二大腦 or Co-Brain

Co-Brain 的形式可能是一顆植入人體的微芯片, 通過無線供電的方式工作,這樣能源系統可以安全地置於人體之外。 我們必須假設軟體也得到了同樣甚至超越硬件級別的發展, AI技術的一種更高級的形式 AI+已經誕生 - 除了學習能力,AI+已經具有簡單的自我意識,並且絕對忠誠於母體。

這樣一顆Co-Brain 可以幫我們做什麼事呢? 我們自己的大腦日常是這樣工作的: 信息的輸入(感官)、處理(記憶思維)和輸出(意識肢體) 。 Co-Brain 可以以兩種形式幫助我們:

  1. 作為一顆加速器的存在;Co-Brain 已經充分學習並瞭解了母體大腦的思維方式和特點, 那麼它可以加速、高效化我們工作學習的過程。比如讀書,Co-Brain 旁路接收處理人眼視覺信息,將信息轉化成我們大腦更易消化的形式,提過意識提醒幫助大腦迅速抓住信息提煉的關鍵。 再比如寫一封信,它可以很輕易地協助糾偏(好比車道偏離提醒)。整個過程融入到你的行為舉止中,從外人看來毫無痕跡,非常自然。 需要注意的是,作為加速器存在時,母體大腦完全清醒具有ROOT權限,Co-Brain不存在越俎代庖的可能,大腦可隨時終止其行為。
  2. 作為一顆協處理器的存在;母體可以通過授權Co-Brain具有一些非致命、非核心的工作權限。 那麼在母體需要100%專心處理一件事時, Co-Brain可以在大腦意識管轄之外獨立
    處理一些 “小事”。就比如說,你現在有一個很重要的約會,面對女神你不應該開小差。 但好巧不巧,手機裡響起了 “Welcome to join the Conference!”,這是個不大不小的會, 你可能會有幾句臺詞的那種。 這時候你就可以讓Co-Brain接管會議, 它有權限訪問你的記憶,知道你腦海中的事務進度表、細節、與會人員的組織架構圖、職責關係,並且早已學習了你的處事策略和自然語言風格... 在會議層面,小Co簡直就是一個孿生的你。 這樣的小Co特別適合處理日常生活中的Labor Work, 比如在知乎上回復知乎網友們的問題,小 Co 去完成; 去完成一個流程可標準化的活動,比如(如果你願意)根據菜譜做一道菜,或者去富士康的流水線擰螺絲,每個螺絲對應不同螺絲孔的那種。 當然作為協處理器的存在一個問題就是我們擔心Co-Brain 揹著我們(意識沒有監管)悄悄幹壞事,這時候只需要利用Brif Info功能就可以讓小Co快速、簡潔彙報它在脫離我們意識之外乾的事情,感興趣的話也可以問問它當時是怎麼想的,為什麼這麼想,不高興的話你可以教育它以後不要這麼想了,要改進工作方式。
站在2020的時間點上,智能手機未來的終極形態會是怎樣的?

Co-Brain的存在就好比鋼鐵俠的賈維斯系統,且更加智能

以上僅針對“智能手機”作為一種智能助理的存在進行合理想象。 實際上運算技術足夠強大之後會催生更多現在無法想象的應用,到那時我們的世界觀也會隨之改變。


智能手機與人的關係

這一點更偏向於科技發展對社會、倫理的影響,最後深刻改變了整個人類世界。 探討之前我們不妨先退一步以產業的視角觀察智能手機:

  • 智能手機是與人類最休慼相關的數碼設備(沒有之一),其對人類、社會、政治、經濟、自然的影響遠超其它電子設備;
  • 很多行業尖端的技術首先被應用在智能手機上,或者是由於終端市場需求的驅動得到快速的發展。探討智能手機的發展隱含於探討應用科學的前沿和未來(顯示、半導體、電池、傳感器、網絡...);
  • 目前智能手機的製造商是當今世界上最有經濟實力,高科技人才儲備最多的巨頭公司。要論搞大事,得有錢有人,他們是最有實力的選手。


OK, 那麼按照自然的邏輯,我能想到的一個富有爭議的結果是“智能人”問題。

邏輯是: 隨著底層技術的發展,智能手機可能朝著小型化、微型化的方向發展; 網絡技術帶來的高帶寬、低時延使得傳統的運算、存儲可以極大地分離到雲端,這既促進了智能手機的小型化,也為智能手機算力爆表埋下了伏筆。 最終智能手機或許真的就是一顆智能芯片,植入到我們體內與腦機接口(需要生物科學的協同發展)相連。

植入芯片的你對世界的認知(信息輸入),理解(信息處理)和反應(信息輸出)將無一不牽扯到這顆微芯片,簡單來說,你現在就是一名“智能人”了! 先不談好處,首先它可能引發巨大的生物、倫理危機。 因為人類作為個體終於不是靠著天賜的稟賦拉開差距了,因為天賦可以加錢"升級", 人民幣玩家和普通玩家的世界,差距會越拉越大!

或許人類世界發展的結局就是極端化。 在以往的經驗中,我們一般認為社會是以 初建 --> 發展 --> 分化 --> 革命 --> 初建 的循環在走, 但那是建立在底層有足夠的能量推翻上層的條件之上。 如果技術的發展可以賦予頂層人類巨大的稟賦加成, 那麼現在我們看到的“金字塔”、“紡錘型” 或 “啞鈴型”社會結構或許會演變成一種新的形態: 上面是懸浮的一個點,底下是一橫, 大概是這樣:

·

——

那個點雖然小,但是由於獲得巨大的稟賦加成,永遠把下面的橫壓扁。

文章寫到這裡覺得已經扯遠了, 似乎還有點悲觀。 不過沒關係,我們不就是在悲觀和樂觀的交替中苦苦求索麼?



後記

本來是想做技術探討的, 就當拋磚引玉吧。 歡迎拍磚! 再引玉!


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