矽谷工程師不張揚的破壞性創新:黑科技
矽谷工程師不張揚的破壞性創新:黑科技
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商品介紹
  • 商品簡介
  • 作者簡介
  • 目次
  • 書摘/試閱
  • 世界會變成什麼樣?這本書不跟你談未來,而是談現狀,這些
    改變我們日常的科技「目前的開發進度」。
    因此,破天荒!引起中國科技界高度重視:

    騰訊董事會主席兼首席執行官馬化騰、
    聯想總裁兼首席執行官楊元慶、
    創新工場董事長兼CEO李開復、
    小米科技董事長兼CEO雷軍、
    樂視控股集團創始人賈躍亭、
    著名財經作家吳曉波   聯合推薦

    如果你念理工科、如果你苦尋不著值得投資的標的、不知上哪接觸新科技人、
    不知道將來哪個產業鐵定飛躍進步,你必須看這本書!因為:
    本書彙集當世最重要新民生科技發展進度,讓你震驚的是:
    每一項重大創新,都有中國科學家參與。警醒吧。

    ◎豈止懸浮滑板,連住宅都能漂浮地表上,人類再也不受地震和水災威脅。
    ◎感測器能小得如沙粒般,地震、搜救(還有健檢)再也不費時費力。
    ◎兩個壯漢才搬得動的大螢幕電視,以後一個人便可像捲海報那樣拎回家。
    ◎萬物互聯,感知彼此,星際大戰單機指揮千軍萬馬的場面,不再是特效。

    「黑科技」一詞,起源於日本輕小說《驚爆危機》中登場的術語,
    原意指非人類自力研發,淩駕於現有科技之上的知識。
    現則多用以形容先進的科技、技術、產品。

    本書作者為來自矽谷一線的15位「技術咖」,
    他們當中有前谷歌X實驗室成員、蘋果、亞馬遜工程師、
    史丹佛大學電子工程博士……展現將改變我們未來生活的「黑科技」。
    哪些「黑科技」取代了現有的工作、生活型態,是危機也是商機。

    ◎黑科技會這樣改變你的日常:

    ‧磁力效應打造反重力系統,人與物可匿蹤:
    凌志汽車和矽谷公司皆已做出懸浮滑板的原型機,
    西點軍校生想打造躲避地震和海嘯的漂浮住宅。
    磁力甚至能改變物質結構,重現《哈利波特》中的隱身衣。

    ‧感測器的極致──智慧型微塵:
    未來感測器小如沙粒,散布在空中即時收集環境數據,
    天氣預報、地質勘探、地震預報等都將極度準確,
    災難搜救工作再也不費時費力。

    ‧柔性顯示器,皮膚般服貼、手帕般可折疊:
    你能想像螢幕比紙更輕,還可摺疊嗎?日立、三星、LG……
    都致力開發柔性顯示器,目前最薄的顯示器只有0.01毫米。
    柔性裝置可緊密貼合在皮膚、心臟或大腦上,
    24小時追蹤自己的皮膚含水量,或幫癱瘓者讀腦中訊號,控制機械肢體。

    ◎當基因編輯技術成熟:

    ‧基因測序──萬一保險公司得知我的基因序列:
    想檢測自己的基因序列,只需要花1,000美元!
    但預先知道會罹患哪些基因疾病,真的是好事嗎?
    保險公司和醫藥公司可能以此索取高額的保費或醫療費用。

    ‧雞尾酒配方,培養皿裡、豬身上種出人器官:
    科學家在培養皿裡「種出」人工視網膜;
    甚至嘗試用豬培育人的胰島、體外培育心臟。
    以後自行生產受損器官,不須苦等捐獻者。

    ◎畫出大腦神經元圖譜,奈米藥直搗病灶,最後,天網出現:

    ‧奈米技術健康監測,還能戒菸治病:
    奈米顆粒藥物能協助抗癌藥辨識出癌細胞,同時提高藥效。
    谷歌計畫融合奈米顆粒診斷與大數據,打造健康檢測手錶。
    將來奈米技術有望協助戒菸、自動幫糖尿病患者注射胰島素。

    ‧天網加地網,和來自太空的基地臺:
    臉書、谷歌的無人機滿天飛,建構「天網」平臺,
    未來的網路訊號必定先來自於天空、星空。
    業者的野心不停留在用手機打衛星電話,
    網路的終極邊界是星際互聯網。

    還有,雷達測謊儀隔空測心跳,判斷嫌疑犯是否說謊;
    感測器感應到腦中思想,在眼前浮現3D虛擬實境介面……
    互聯網已成為舊世界,智能科技浪潮即將來臨。

    推薦者
    騰訊公司董事會主席兼首席執行官╱馬化騰
    聯想集團總裁兼首席執行官╱楊元慶
    創新工場董事長兼CEO╱李開復
    小米科技董事長兼CEO╱雷軍
    樂視控股集團創始人╱賈躍亭
    著名財經作家、「藍獅子」出版人╱吳曉波

  • 顧志強 等著
      
    本書作者為來自矽谷一線的15位「技術咖」,當中有前谷歌X實驗室成員、蘋果、亞馬遜工程師、史丹佛大學電子工程博士等,他們致力於科學、醫學、生物學等研究,希望以矽谷為首,將在世界各地發展的黑科技,及黑科技背後的故事與更多人分享。
  • 推薦序一 連接未來的創新科技╱馬化騰
    推薦序二 今天的黑科技,會孵化出明天的谷歌、特斯拉╱楊元慶
    推薦序三 如何認知未來至為關鍵╱李開復
    推薦序四 新一輪改變世界的創新浪潮正在到來╱雷軍
    推薦序五 是前沿科技探索,也是觸碰未來的翅膀╱賈躍亭
    推薦序六 閱讀這本書,讓我感覺好像生活在另一個新的世界裡╱吳曉波
    前言 黑科技地圖:浮現智能科技的關鍵領域

    第1部 黑科技會這樣改變你的日常
    第1章 外骨骼──穿上動力服弱雞搬重物,肢障能走路
    第2章 雷達小如指甲,遠端識別手勢呼吸心跳
    第3章 磁力效應打造反重力系統,人與物可匿蹤
    第4章 物聯網使萬物有了靈魂,聽我號令
    第5章 有視聽嗅觸覺的虛擬實境,在家環遊世界
    第6章 感測器的極致──智慧型微塵
    第7章 全像投影,讓眼睛感覺看到本人與實景
    第8章 電腦學博弈,看完這篇你相信電腦不會統治人類
    第9章 深度學習,機器人當自己的導師
    第10章 柔性顯示器,皮膚般服貼、手帕般可折疊

    第2部 當基因編輯技術成熟
    第11章 二甲雙胍?還有什麼健康長壽藥?
    第12章 發現基因編輯工具!指導老師是細菌
    第13章 基因測序──萬一保險公司得知我的基因序列
    第14章 誘導性多功能幹細胞,與訂製新器官
    第15章 雞尾酒配方,培養皿裡、豬身上種出人器官
    第16章 幹細胞修復受損器官

    第3部 畫出大腦神經元圖譜,奈米藥直搗病灶,最後,天網出現
    第17章 神經科學:透視大腦結構和如何運作
    第18章 奈米要想直攻病變細胞,但此刻有點迷路
    第19章 奈米技術健康監測,還能戒菸治病
    第20章 探索暗物質
    第21章 天網加地網,和來自太空的基地臺

    作者介紹
    參考資料
     

  • 前言 黑科技地圖:浮現智能科技的關鍵領域
    FutureLabsFL未來實驗室創始人╱胡延平

    技術正在經歷從「計算」、「連接」再到「智慧」的進化。相對而言,以計算科技為主要表徵的Information Technology是第一浪,為IT(資訊科技);Internet(網際網路、互聯網)是第二浪,喜歡大詞的業者,將這個階段稱為資訊革命之網路革命;如今,Intelligent Technology(智能科技)這一浪已來臨,是新IT,不是IT。
    連接依然是效率與紅利之源,但連接不再是邊際效益、外部性、增量、賦權最顯著的價值源泉,即使IoT(Internet of Things,就是我們常說的物聯網)未來也是如此,傳感、數據、智慧才是未來。這種背景下,互聯網+雖然創新務實,卻可能導致戰略跑偏。至於移動互聯網、智慧互聯網等,只是插曲或新階段到來前的短暫序曲。
    站在互聯網中心論的角度看,中國已迎頭趕上甚至已超越,成為挑戰舊世界的那個新世界,但站在智能科技的角度看,互聯網才是舊世界,中國是舊世界裡的龐然大物,但舊世界與新世界的時差、代差、落差已赫然存在。
    有個報告說根據發表的論文和引用數量,從近兩年開始,華人已處於人工智慧研究的領先地位,並稱連白宮報告都對此感到黯然失色。但從「未來實驗室」的AI技術地圖來看,結論大為不同。不過,國家、地域、產業之爭並不重要,重要的是未來星球的創新生態與技術變遷。
    新世界的變化正在9個「維度」發生,可藉此觀察未來:能量密度、數據密度、連接密度、感知尺度、網路尺度、材料尺度、計算速度、移動速度、融合速度。
    9度漸進、突變甚至躍遷,正讓創新從奔騰走向沸騰,技術使得IT新物種的催生,變得像程式設計一樣簡單和快,創新本身的特性、形態和規律也變得不同以往。而貫穿一切、賦權一切、驅動一切的,是Intelligence。不過,智能科技遠不只是智慧,智慧也不只是人工智慧,AI驅動一切但不是未來的全部。
    此時此刻,我們的確站在一個時代和另一個時代、一個生態和另一個生態的分水嶺上。像是一場複雜又絢麗的化學反應,創新大爆炸的技術進化景象已躍然眼前。AI方向、AI晶片、雲端並進……令業者不僅看到AI的引擎化,更看到AI和數據、傳感,已一起成為下一代資訊基
    礎設施的核心部分。
    不論輿論如何褒貶不一,泡沫論如何甚囂塵上,新能源技術的強烈閃電已映入每個人的瞳孔,滾滾雷聲已由遠而近。能源傳輸走向無線,數據傳輸走向無線只是起點,天空互聯、星際互聯似乎才是短期內,能看得到的網路盡頭。
    計算、網路在基礎架構中的位置,甚至變得不再醒目。無論計算如何快速、網路如何廣泛,智慧、腦計畫才是下一階段最重要的藍圖,這裡不僅指對人腦的探索,更指網腦、智腦的聯結成形、日益進化和效能提升。
    如果說外骨骼只是人體增強與輔助系統,柔性電子、生物晶片、類人型機器人等,則開始指向人的重塑甚至重生,生命與非生命開始交融,生物與萬物的邊界開始模糊。生物資訊科技更為強悍和迅猛,直指自然人本身,生命解碼後是生命編輯,基因測序後最顯赫的是internet of DNA、CRISPR等。
    純粹的自然人也許會消失,人的進化已開始透過科技完成,人的存在形態,甚至不必只是自然人。而一個正在反向進行的過程是Computer Vision(電腦視覺)、SLAM(即時定位與地圖構建)、AI、傳感等,將感官甚至思維賦予機器人。
    這不是一場知識大爆炸,也不只是一場資訊大爆炸,而是一場技術驅動的創新大爆炸,我們已進入新一輪的創新週期。不同的部分是其並非孤立,而是緊密聯結、互相催化,共同催生技術、產品、企業、產業、組織、經濟、社會,乃至人本身的創新與進化,催化全球範圍內的新IT,不同於傳統IT產業的產業轉移和產業分工。
    這就是人工智慧、VR-AR-MR、機器人、智能汽車、智能家居、大數據、雲計算、無人機、個人飛行器、可穿戴設備、物聯網、天空互聯網、生物資訊、金融科技、3D列印、智能製造、新能源、新材料等,可細分二十多個智能科技關鍵領域,也就是黑科技頻頻湧現的原因。
    未來實驗室與未來智庫(網路新IT前沿技術與產業市場研究機構)合作,產生這二十多個關鍵領域技術產品的黑科技地圖。
    面對未來,這個星球上最具智慧的物種心懷希望、興奮、擔心甚至恐懼。即使有網路、智能科技助力,人類對未來的認知都是如此模糊,更重要的問題是,走到今天這一步,科技、自然、人三個主體,不得不放在一起思考和面對。
    現在遠不是止步時,更不是下結論時,未來將會怎樣不只是一個話題,更不是一個喜新厭舊的話題,而是一個不得不面對,且必須開始正式面對的問題,而技術驅動的多維變革才剛開始,每個人對未來的認知與探索,也都只是剛開始。
    無論是正在實驗室裡創造發明的人,還是已寫出一行行程式,準備要改變世界的人,或準備以創新顛覆既有秩序的人,更或透過媒體輿論,來觀察、理解變化的人,每個人都是未來星球的探索者。
    科技創新,需要業者一起探索;技術驅動的種種進化,需要集體的智慧來掌握;而未來需要我們共同面對。這才是真的命運共同體。

    (按:「黑科技」一詞源自日本輕小說《驚爆危機》,原指非人類自力研發,凌駕於人類現有科技之上的知識。現則多用來形容先進的科技、技術。)

    推薦序一
    連接未來的創新科技

    騰訊公司董事會主席兼首席執行官╱馬化騰

    我們看到每一次大的行業變革,都伴隨著終端的變化,以及相應生態的改變。從大型電腦到PC,從單機PC到互聯網廣泛連接起來的PC,再到廣泛連接的手機等移動終端,幾乎每20年,技術的發展演進,會促使新一輪產業變革浪潮的到來。
    現在,這個節奏已空前加速。「互聯網+」剛在一些行業落地,人工智慧(Aritificial Intelligence,簡稱AI)等技術再次引起業界的關注。我們相信在未來,移動互聯與人工智慧等技術將會相輔相成,從「雲」到「端」,共同為我們帶來一個萬物互聯的智慧生態。
    下一代的資訊終端會是什麼?會是汽車還是穿戴設備?會是擴增實境、虛擬實境、混合實境(AR-VR-MR)等技術?或許未來人人透過視網膜投射、腦電波、生物傳感(感測),就可以感知周遭,並跟人、服務、設備即時連接與互動,不需要像現在隨時拿著手機。
    這就是未來嗎?也許這些只是未來的雛形,也許未來會比我們目前看到的黑科技更加不尋常,但我相信,所有人都會非常關注這些黑科技的發展。我們不僅要關注和探索技術的變化,更要行動,讓科技服務於人。借助商業和公益等途徑,我們要將科技成果,轉化為人類的福祉。
    我曾在央視(中國中央電視臺)《對話》節目裡提到:「未來是傳統行業利用互聯網技術,在雲端用人工智慧的方式處理大數據。」騰訊目前聚焦核心業務,專注做連接。目前的核心業務包括我經常講的「兩個半」,即社交平臺、數位內容和金融業務。我們將垂直領域的機會,交給了各行各業的合作夥伴,形成了一個開放分享的新生態。
    這幾年來,我們開始向合作夥伴和我們平臺上的創業者們,提供雲計算、移動支付、LBS(Location Based Service,業者取得行動終端用戶的位置訊息,為使用者提供相應服務)等新型基礎設施。在新一輪科技浪潮來臨之際,我們希望更多的黑科技,能在這個開放分享的新生態裡,提升人們的生活品質。為千萬的企業、創業者、探索者們,帶來豐富多樣的創新機會。
    我很高興看到,在未來實驗室(FutureLabsFL)和未來星球(Future Planet,前沿科技領域首個科學與技術並重的國際性技術大獎)的支持下,《黑科技》這本書能出版。這本書的內容,對於開拓業者視野、啟發讀者思維都很有幫助。
    書中的黑科技資訊量很大,也很有意思。矽谷這十多位年輕技術追求者,不僅自己低頭做研發,而且樂於分享在各個前沿領域的探索,讓更多人了解。希望以後有更多這方面的好書出版。

    推薦序二
    今天的黑科技,會孵化出明天的谷歌、特斯拉

    聯想集團總裁兼首席執行官╱楊元慶

    我個人一直對黑科技非常感興趣,因為黑科技總會呈現出不一樣的創新思維,這些火花很可能在未來的某一天,徹底改變我們的生活。萬物智慧時代正在到來,越來越多黑科技的出現,正是對未來智慧生活的積極探索。
    本書的很多作者,都是曾經或正在矽谷創業、打拚的優秀青年。他們都是了不起的人,在全球科技的創新中心發揮著自己的聰明才智,今天的黑科技可能就會孵化出明天的谷歌(Google)、特斯拉(Tesla,美國最大的電動汽車及太陽能公司),我為這些年輕人加油、喝采。
    作為本書的技術支援機構,我們看到未來實驗室和未來星球,已開始為前沿科技的探索做出貢獻,幫助早期技術研發階段的技術咖們,找到自己的資源。聯想也設立了創投集團,專注於投資和孵化新技術,相信我們與未來實驗室會有很多共同語言,也希望有機會做深層的合作與交流。

    (按:聯想集團是一家中國科技公司,主要研發、生產和銷售筆記型電腦、手機,及其他電腦周邊等產品。根據2012年第4季的統計,聯想是世界第8大手機生產商、第5大智慧型手機生產商。)

    推薦序三
    如何認知未來至為關鍵

    創新工場董事長兼CEO╱李開復

    創新是經濟發展的內在驅動力,創業為創新帶來變革活力,而技術又是創業創新的關鍵驅動力。尤其在矽谷、以色列、北美、歐洲和中國等地方,在創業創新最前沿,創新工場從投資角度,看到各種「黑科技」不斷湧現。一些創業團隊、實驗室、大學、大公司的研發機構,不斷有黑科技產品亮相,也不斷在諸多基礎科學、前沿技術領域,取得令人驚喜的進展。
    已浮現在眾人眼前的創新浪潮,和仍若隱若現的創新暗流,以及暗流之下的創新源泉,都深度啟發我們對未來的思考。如今,無論投資創業還是商業、經濟、社會的各個領域,對創業者乃至處於學習狀態的人們而言,如何認知未來至為關鍵。看到什麼樣的未來,深度影響我們做什麼樣的事,甚至改變這個過程中的根本思維和創新方法。
    在人工智慧、物聯網、機器人、無人機、新能源、奈米技術、3D列印、基因技術與精準醫療等,多個不同的領域和層面,黑科技的迸發並非局部現象,也並非孤立行為,技術和創新在很多方面,表現出高度的關聯性,甚至相互協同,是一個整體的不同部分。
    而這個整體,就是新一輪產業轉型和經濟變革的關鍵,是我們需要去認知的未來,也是我們正在集體創造的未來。創新工場已投資了多個相關項目。
    很高興看到在未來實驗室和未來星球支援下,有這群年輕的矽谷技術咖為我們創作了《黑科技》,也很高興看到創新對於創業來說越來越重要,全球各地的創業者,都越來越重視技術在創業和創新中的作用。
    黑科技成為焦點,是這個時代的幸福之事。未來已來臨,我們既是未來的關注者,也是投身期間的推動者和實踐者。

    推薦序四
    新一輪改變世界的創新浪潮正在到來

    小米科技董事長兼CEO╱雷軍

    互聯網在中國各層面都深入展開,包括應用於各行業的「互聯網+」,也正如火如荼的發展。
    在新興發展領域,無數創業者以活力、創造力、探索精神和勇氣,不斷創造出各種新的技術、產品和發展模式。在移動互聯網和物聯網領域,他們勢必將掀起一輪改變世界的創新浪潮,其中智慧設備、機器人、無人機、人工智慧等領域,都有很大的想像空間。
    在未來實驗室和未來星球的支持下,《黑科技》這本書順利出版。《黑科技》的作者們,介紹了各類前沿的新動態,值得好好讀一讀。

    推薦序五
    是前沿科技探索,也是觸碰未來的翅膀

    樂視控股集團創始人╱賈躍亭

    祝賀新作《黑科技》出版,希望本書的作者們──這群年輕的矽谷技術大咖──能充分利用黑科技造福更多用戶,推動產業發展。希望更多的黑科技技術咖,在未來實驗室和未來星球的支持下持續探索,給我們帶來非同一般的科技體驗。
    在ET(Eco Technology,生態科技)時代,奈米技術、基因技術、虛擬實境、器官再生等黑科技的研究尤為重要。對前沿技術的探索,實際上不僅是讓人們插上觸碰未來的翅膀,更能誕生很多新的產業和商業模式,推動經濟的發展。正是有了這群投身於科技探索的年輕人,未來才更加精彩!

    (按:樂視是中國唯一在其境內上市的影片網站,也是全球首家以IPO﹝首次公開募股﹞方式上市的影片網站。)

    推薦序六
    閱讀本書,讓我感覺好像生活在另一個新的世界

    著名財經作家、「藍獅子」出版人╱吳曉波

    延平是我多年的朋友,也是我非常尊重的互聯網專家,我認為他是中國最好的互聯網和前沿科技的探索者、實踐者和推動者之一。
    這一次我們非常有幸作為出版方,與未來實驗室、未來星球共同努力,促成《黑科技》出版。15位技術咖,向我們呈現了很有可能改變未來生活的21項前沿科技。
    我在審這本書的書稿時,有時候會覺得好像生活在另一個新的世界裡。因為它裡面提到了許多新觀念,例如機械外骨骼、懸浮住宅在未來的可能性等。這些變化可能在今天看來,還是一些大眾非常陌生的實驗室產品,但很可能僅在5年、10年、15年後,它們就會成為影響我們生活的重要技術和產品。
    我非常推薦矽谷技術咖們集體創作的這本《黑科技》。

    內文試閱
    柔性顯示器,皮膚般服貼、手帕般可折疊

    文╱王輝亮

    讓我們先來發揮一下想像力:電腦顯示器可以像手帕一樣,折疊塞進口袋;要兩個壯漢才能搬動的大螢幕電視,一個人便可以像捲海報那樣輕鬆的拎回家;遭遇不測而無法恢復的皮膚,可以換成全新的人造皮膚,不僅和原來一樣健康美觀,還能感受到極其微小的壓力;將一塊小小的薄片貼在皮膚上,不僅可以隨時檢測自己身體的健康狀況,而且日常生活中的每一個微小動作,例如走路、開車、打字,甚至心臟的跳動,都可以轉換成電能。
    這些看似非同尋常的憧憬,其實都可以透過柔性電子學變成觸手可及的現實。柔性電子學又稱柔性電路,是一種具備輕薄、可折疊的電子裝置及其形成的電路技術。

    柔性顯示來了

    在介紹柔性顯示器前,我們先了解顯示器的兩個基本電子裝置:電晶體(transistor)和發光二極體(light emitting diode)。電晶體就像一道神奇的閥門,可以根據輸入電壓控制輸出電流。我們平時所用的開關就是電晶體的應用之一,電晶體是所有積體電路最基本的組成部分。
    很多人或許沒有聽過發光二極體,但提起它的另一個名字LED,相信大家一定不會覺得陌生。相較於傳統的鎢絲燈泡,LED光源明亮穩定、能節約能源,而且透過加入不同的物質,可以呈現出不同的色彩,完全顛覆我們對照明的認知。
    北京奧運的標誌性建築「水立方」,就是利用LED光源,變幻出各種色彩和圖案。奧妙在於LED透過電壓控制裝置發出強弱不同的光,而特定的材料會吸收特定的光,從而透過材料的選擇改變發出光的顏色(波長)。
    顯示器有兩種驅動方法:被動矩陣式和主動矩陣式。被動矩陣式是採用X軸和Y軸的交叉方式來驅動發光二極體,這種方式驅動的螢幕越大,需要的線路就越多,速度也就越慢,而且像素之間會有電信號干擾,從而影響畫面品質。
    主動矩陣式的顯示器是由前面提到的電晶體和發光二極體組成,顯示區域的每一個顯示點都由一個電晶體控制,幾根線路就可以快速控制非常龐大的螢幕,顯示點之間的電信號干擾會大幅減少,耗費能源也會更低。
    傳統的電晶體和發光二極體,都是由無機半導體材料組成的,而柔性電路採用的裝置,則主要是有機半導體材料。這種材料於1960年代被發現,以碳元素為主,也包括氫、氮、氧等元素。自1980年代第一個用有機材料做出的有機發光二極體(OLED)和有機電晶體(Organic transistor)誕生,研發人員就產生用有機材料做柔性電子裝置的想法。
    OLED顯示主要依靠透明電極,這些電極不但導電,還能讓顯示器發出的光透出去。傳統的透明電極材料叫做ITO,是一種陶瓷材料,一彎曲就很容易破碎。矽谷的C3Nano公司則選用導電奈米材料來實現這個目標,由於奈米材料可透過溶液來處理和列印,所以製備成本也會降低不少。
    研究的碳奈米材料主要包括:奈米碳管(carbon nanotubes)、富勒烯(C60)和石墨烯(graphene)。2015年,C3Nano收購了韓國最大的銀奈米線公司(Aiden Co. Ltd),開始使用銀奈米線製作透明電極。2015年6月,日立公司(Hitachi)已開始使用C3Nano的透明電極材料,用於研發大面積柔性觸摸顯示器。
    除了日立公司,不少公司都開始展示柔性顯示器產品,包括Plastic logic、三星、LG等。其中柔性顯示器做得最輕、最薄的,是一家叫做柔宇科技(Royole)的公司,是由史丹佛大學畢業生劉自鴻博士領導的團隊創建。
    這家公司做出來的顯示器只有0.01毫米,捲曲半徑可以達到1毫米,刷新了世界紀錄。在一次展示中,由手機控制的影像,就在這個薄如蟬翼的顯示器中播放,沒有一絲缺陷。2015年10月,中國總理李克強還親自參觀他們的研發中心。這家公司最近一次融資高達1.7億美元,估值超過10億美元,發展十分迅速。

    柔性器材:醫學監測、診斷和治療

    柔性裝置在生物醫學方面也有非常廣泛的應用。對人體外部檢測而言,刺激大腦電信號或心臟律動的傳統方法,是將電極接合在導電凝膠中,然後貼在人體表面。這種方法有許多不足。例如,由於凝膠會逐漸乾燥,失去黏性,所以不能長時間、連續的檢測;與人體體表面接合較差,易滑落;舒適度偏低,尤其對低齡患者使用較困難;將電極接合的過程也相對繁瑣、費時。
    而柔性裝置可以解決這些問題。柔軟輕薄的柔性裝置,可以緊密貼合在皮膚、心臟或大腦上面,從而透過對電學或壓力訊號的檢測,獲取更準確的身體資訊。而且人體佩戴的體感較好,不會有明顯的不適。人們甚至可以24小時佩戴這些薄如蟬翼的裝置,隨時監測人體的心跳、脈搏、血壓、腦電波、心電圖等各種身體指標。長時間隨時監測,對心腦血管疾病的診斷、預防和及時治療意義重大。如果在裝置中安裝藥物,甚至可以針對疾病進行有效的治療,例如糖尿病病人可以佩戴定期釋放胰島素的柔性材料。
    伊利諾大學香檳分校的教授約翰‧羅傑斯(John Rogers),是這個領域的翹楚。他運用柔性電路的製備方法,將各種感測器製備在一個可以貼在皮膚上的超薄貼紙上,用於測量身體各項指標。他還在2008年成立了坐落於波士頓的MC10公司,致力於研發推廣舒適、安全和與人體皮膚緊密接合的檢測性產品。
    MC10公司的其中一項研究,是與萊雅化妝品公司合作研製的高靈敏度可穿戴皮膚檢測貼片,其電路由金屬細絲製成,與柔性材料交織,佩戴時甚至不會感覺到它的存在,可以佩戴幾週,洗澡、游泳也不會脫落,訊號的準確性也不會受到影響。
    此貼片所有檢測訊號,可以透過藍牙傳送到電腦或智慧型手機上,例如血液流動引起的肌膚溫度的變化──充足的血液流通,是肌膚健康的標誌性指標,還有皮膚的含水量──這可是檢驗絕大多數美容產品的標誌性指標。
    這種檢測貼片可以幫助萊雅公司,研發深度補水乳液和清爽型潤膚霜等諸多產品,這對廣大愛美的女性同胞來說絕對是福音。想像一下,你可以24小時追蹤自己的皮膚含水量,用直觀的數據檢測不同美容產品的效果,針對自己的皮膚狀況,選擇適合自己的產品和使用量。它還可以檢測皮膚症狀,這對敏感性皮膚的顧客更是救星。
    對植入人體的裝置來說,柔性裝置具有更大的優越性。為了治療一些嚴重的神經系統疾病,如帕金森氏症、癲癇或抑鬱症,醫生需要用外部電信號來刺激大腦神經元,使其恢復功能,也就是令人聞風喪膽的電療。
    另一種方法,是將檢測電路運送到大腦深處的目標細胞,進行深腦刺激。這些傳統方法使用的是金屬製成的電極,但堅硬的金屬刺穿皮質,會導致正常細胞受損或死亡,副作用非常大。與此相比,柔性材料就展現其優越性,柔軟材料製成的電極在刺穿過程中,會減少對正常腦細胞的損傷。
    柔性電極也可以運用到癱瘓或失去手臂的病人中,如果將柔性電極植入腦中讀取訊號,就可以控制機械肢體。
    由於柔性電極非常軟,如何將電極運送到目標細胞,成為科學家的研究重點。目前有三種運輸方法:第一種是把柔性裝置用可溶解的膠,黏在一個堅硬的物體表面,將其運送到目標細胞(例如注射用的針頭),待膠完全溶解後,取出堅硬的物體即可。
    第二種是把極軟的柔性電路放進注射器中,像打針那樣,將柔性電路注射到目標細胞,且針管還可以同時傳輸液態藥物或細胞,使其共同作用。
    第三種方法則是將柔性電路冷凍,使其變得堅硬,就可以直接刺穿人體細胞到達目標細胞,再透過人體體溫溶解發揮作用,整個過程並不影響其靈敏度和測量的準確度。第二種和第三種方法都是由奈米界領軍人物──哈佛大學的查爾斯‧利伯(Charles Lieber)教授的團隊在2015年發表。

    能量轉化裝置

    相信大家對摩擦生電都不陌生,一種材料比較容易失去電子,另一種材料比較容易得到電子,有這兩種特性的材料互相摩擦就可以帶電。當兩種材料接觸在一起時,正負電荷中心在同一個平面,處於中和狀態,則對外不顯電性。
    如果施加一個外界機械力,使得兩種材料分離,正負電荷就會永久保留在材料上面,兩種材料之間就會形成電場。如果在兩種材料背後分別鍍上一個金屬電極,電場就會使得金屬電極之間的電子發生轉移,從而對外電路形成一個電信號。該原理應用到柔性電路,可以將電信號用來進行各種機械傳感運動。
    例如喬治亞理工學院的王中林教授團隊研發的智慧鍵盤,就是其中的代表性應用。由於人的皮膚容易失去電子,如果用容易得到電子的柔性材料製作智慧鍵盤的表面,那麼當手指接觸鍵盤時,就會產生電子轉移──手指帶正電,鍵盤帶負電。如果手指離開鍵盤,就會產生電場變化。這會使智慧鍵盤內部安裝的金屬電極產生電壓。
    電壓會使電極之間發生電子轉移,而轉移的數量與手指敲擊鍵盤的力度,和手指與鍵盤的接觸面有著密切的關係,因而可以識別使用鍵盤的對象,若有非授權人士使用這個機器就會觸發警報系統。由於自然界大部分材料都具有容易得到或失去電子的特性,這種器材選材非常廣泛,因而成本低廉,且程序並不複雜,易於推廣。
    除了摩擦生電,還有許多原本被浪費的能量,也可以借助柔性裝置轉化為電能。例如柔性材料製作的太陽能電池,基於柔性材料質量輕、貼合度高的特點,可以把它鋪在高低不平的表面上,將太陽能轉換成電能,不僅可以大幅度提高太陽能利用率,而且便於工人攜帶作業,減輕表面承重。
    如果我們在書包或露營帳篷上,包一層柔性太陽能電池,就可以利用太陽能幫手機、電腦充電。還有柔性熱電裝置,能透過溫度差,把熱能轉化成電能。柔性裝置包在正在發熱的工廠機器上,或在家家戶戶都使用的廚具上,不僅可以保溫,還能獲得這些原本會被浪費的熱能。柔性裝置還可以安裝在生活中所有有機械運動的地方,例如公路、車輪、運動器材、甚至鞋子,充分利用一切零散的能量。

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