2017年CES:颠覆性科技

看过我上一篇2017年消费类电子产品展(CES)专栏的朋友都知道我在最近的CES展会上看到了许多无人机、自动驾驶汽车、物联网设备、机器人以及很多其他产品,从医用机器人到智能垃圾桶,这种智能垃圾桶会在你连续几天都扔两个空牛奶盒后,通过你电脑上的Alexa、Google和Cortana来提醒你该买牛奶了;你只需说“好的”它就能帮你订好。(它还能提醒你何时该倒垃圾。)正如我们所看到的,物联网的确颠覆了我们的生活,大多数互联世界中的产品都对我们有很高的价值。

当然,CES展会还是一如既往地展出了许多智能手机配件如手机壳、充电器、甚至消毒装置,同时也展出了许多新款电视和一些极其先进的PC技术。

那么什么是真正的颠覆性科技呢?这种能够使得物品制造方式、使用方式和我们的生活方式发生巨变的技术到底是什么样子的?在本次专栏中,我会对科技界三个变化最大的领域进行探讨——科技将彻底改变我们设计和制造电子设备(以及其他事情)的方式,也会彻底改变我们的出行、娱乐和旅行方式。在接下来的五到十年中,这些领域将会经历巨大的、颠覆性的迅速改变。

此外,我会在即将到来的IPC高管论坛上和213日在圣地亚哥举行的IPC APEX 展上谈论一下对PCBEMS行业影响最大的颠覆性科技。

回想一下在上世纪40年代末50年代初调频广播发展为电视的巨大变化;再回想一下1886年当第一辆汽油驱动的汽车发明出来的时候——Karl Benz发明了奔驰三轮汽车,这一发明对人类旅行方式的影响(说到颠覆性,它也对无线电天线工业产生了影响)。对于为电子行业奉献了一生的人来说,半导体的发明也是具有颠覆性的。在短短几年里,我们从硬接线出发,将管座连接到变压器、将分立电阻器和电容器等连接起来,再将这些焊接在电镀通孔的印刷线路上。这些改变与如今的颠覆性改变相比则显得微小而缓慢了。因为这篇专栏的主题,我们将主要讨论CES展会上三个最显著的颠覆性科技。这三项是3D打印,虚拟现实/混合实境和无人驾驶。这三项技术的范围非常广,比如说,有人会问机器人和这些有什么关系呢?其实,机器人用到了这三项技术中的许多关键元素,未来还有更多其他的设备会用到这些元素。另外,你们不认为自动驾驶汽车和无人驾驶车也是机器人的一种么?

3D打印——最新的PCB制造方法

随着产品的生命周期越来越短,产品原型外包生产会花费大量时间,还要承担机密设计泄露的风险,尤其是离岸原型生产时这种风险极高。如果必须要进行修改的话,那么等待下一个产品原型到达会进一步延长所需要的时间。 有了3D打印技术,就可以在办公室即时制作原型。这样即使是不具备传统PCB制造能力的公司也可以制造PCB了。3D打印的概念和其展示出的能力并不是最近才提出的,但是在过去几年中,这项技术的进步和打印机自身的设计和所用材料(可以说是墨水)已经等同于,我认为甚至已经超过了摩尔定律的速率。

如今有的3D打印机是专门为快速生产PCB原型而设计的。请允许我引用Neil Sharp在去年夏天写过的一篇文章中的几句话:“我认为不久后客户们就会将3D打印机视为跟贴片机一样的‘标配’设备了。随着3D打印技术的不断升级,它在电子制造业中的应用也会不断增多。”这都是在真实发生的,只不过比我们想象的更快。我还要引用我的好朋友Joe Fjelstad的一句话,他在几年前的一篇文章中这样写道:“在使用3D打印机时制造商可以犯很多错误,使得他们能够快速学习并快速重新设计,这是前所未有的。”

 

在CES上我见到了一些3D打印设备和用这种技术打印出的线路板样品。这些东西意义非凡,因为在仅仅几年前这项技术还不存在,而且就在去年这类产品还寥寥无几。可是他们展出的许多用3D打印技术制造的线路板更像是打印在基板上的铜线路图。我能肯定地说这些3D打印公司当中会有一部分幸存下来并且发展壮大。新的3D打印产品数量非常庞大,这将会促进这项技术的使用、加深人们的接受程度。

Nano Dimension这家公司在几年前展出过一个先进的打印机原型,该公司今年展出了一台能够在市面上买到的Dragonfly 2020 3D打印机。我认为将其称之为打印机对它来说是不公平的,事实上它是由这家叫做NAN-ODIMENSIO-N (Nano Dimension)的以色列公司研发、设计和制造的桌面式PCB原型生产机。(我必须坦白,因为对他们在去年取得的成绩非常激动,我在他们上市后买入了该公司的股票,所以我是有一定既得利益的。)

尽管展出的3D打印机数量在不断上涨,但是其中有很多打印机原型看起来还没有准备好推向市场,而Nano公司的Dragonfly却令人印象深刻。他们使用了最新的高电导率材料和绝缘油墨生产能够直接商用的线路板。在展会上,我得知这些新型设备已经卖出去六台,并且已经在客户的厂里投入生产。鉴于在CES展会上还有一些客户表示出对这个产品的兴趣,我估计不久以后会有更多的订单。

Nano Dimension成功用3D打印机制造出一系列多层刚性线路板,其由打印出的柔性导电连接板相连。这一重要突破打破了电子行业传统制造中的种种限制,如电路间的连续导体,松动触点,线路间连接件大小以及多层柔性材料的制造。它也意味着PCB可以弯曲了,这样就可以和弯曲的复杂形状的产品相结合了。

在CES展会上还有许多其他对于3D打印技术的应用,大多是用于制造“物体”模型如塑料齿轮,各种零件原型,把手,箱子,义肢,定制固定夹,小型定制工具,艺术品,珠宝定制和医疗用植入物。

毫无疑问3D打印技术所颠覆的不止是PCB行业。市面上的一些优秀的产品,如Formlabs的新款2代台式3D打印机,以及MakerBot, Airwolf HydroFill, Robo 3D公司的产品,还有很多我没有机会访问的公司。所有这些公司都在朝着尺寸更紧凑、价格更实惠的方向发展。现在还有公司提供为您快速制作3D打印模型的服务,3D打印服务能够快速制作很多物体。

我记得在2014年的CES展会上只展出了寥寥几台3D打印机,并且当时只能打印非常简单的物体。今年我统计了一下有超过60家公司在展示他们的产品,这些产品都能够打印更多、更大和更复杂的物体,打印成品具有更专业的外观且打印机的价格也降低了一些。这一技术取得了惊人的进步,未来会取得什么样的成就也是充满了无限可能。

对于传统PCB原型生产商来说,3D打印技术确实是颠覆性的。正如光阻材料对丝网印刷的颠覆。我强烈建议那些有远见的PCB制造商安装3D打印机,尽早利用这一极具发展前景的技术。

虚拟现实/混合实境:我真的在这里还是它真的在那里?

在过去几年中一直关注我文章的朋友都知道我对所有形式的虚拟现实(VR,AR和MR)都非常感兴趣。那么这一技术可适用于哪些领域呢?在此我就不再重复以前已经写过的内容,如果你想了解一下虚拟现实的现状和VR、AR及将要面世的MR这三者之间有哪些区别,请点此阅读

在今年的CES展会,不断发展的VR市场上不论是低端产品还是高端产品的数量增长速度十分惊人。现在有一些手机可以用的VR观看器,可以让你体验一些比较简单的虚拟现实效果,不过这就像用一台20世纪80年代生产的彩色电视来观看一部现在的高成本大制作电影。和去年相比,今年展出了更多的高端VR设备。不久前我们还会去排队体验Oculus Rift或 HTC Vive,并且等待被誉为终极VR设备的Microsoft HoloLens面世。现在我们仍在等待HoloLens的上市,因为它是一台真正独立的VR电脑/头戴设备。现在这个设备只对开发者开放购买,并且价格非常昂贵(3000-5000美元),所以它还处于一种大家都知道却都避而不谈的状态。微软公司承诺该设备会十分震撼,而我们也只能再等等看了。

一些有名的新VR硬件也已经公布,但是看起来没有比我们在过去六到八个月里用的设备更先进。Lenovo发布了一款VR头戴设备,看起来也是和HTC Vive、Oculus Rift非常相似。Osterhout Design Group推出了一副新款安卓系统的智能眼镜,具有虚拟现实显示功能;眼镜的显示品质属于影院级别,在观看时能达到与非常大的电视机相同的虚拟显示尺寸。最令人感兴趣的是它能运行加入了虚拟场景的AR项目或是将物体影像叠加到现实世界当中。我猜这就是在玩口袋妖怪GO时能看到现实场景的原理。本周在拉斯维加斯举办的CES展会上VR和AR随处可见,现场有不计其数的小展厅展出各式各样的VR头戴设备和配件。

还有许多工作室和创作者也利用这次活动发布或预览新的体验。但取得的最显著的成果在近一两年内还不能提供给消费者。来自英国的Global Imagination将一个名为“VR Sphere”的产品带到了CES展会上,这个产品能够在一个巨大的玻璃罩上360°放映视频。

VR有许多非常实际的应用方式,实际上在过去几年里我们已经开始使用VR了。例如,Amazon的产品预览能让你在家中感受不同尺寸和不同品牌电视的效果,家居装饰业巨头Lowe’s与Lenovo和Google合作推出了Lowe’s Vision,这款产品可以利用Google Tango提供的增强现实和虚拟现实工具进行测量。Lowe's Vision app能够让顾客在家中轻松测量任一房间,并且能通过增强现实将Lowe's的产品布置在自己家中以预览实体效果。

SoftKinetic,Sony的子公司之一,演示了使用定制的Oculus Rift头戴设备的技术。这一想法非常有趣。在体验VR时用双手代替遥控器进行操作,这一进展更加注重展示R(现实)在VR中的效果,令人印象深刻。可是我们得知需要再过两年制造商们才能将这两种技术整合进新型VR头戴设备中。

毫无疑问AR、VR和不久之后就会出现的MR将颠覆一切,从娱乐活动到家庭、办公室设计,从医疗程序到军事训练,以及现在娱乐技术中最具有的推动力的成人电影行业,已经计划将VR技术用于其拍摄当中,这个行业也是当年使得VHS淘汰更先进的Beta Max的最大力量。这是真的颠覆性。

然而VR界也有令人失望的地方,那就是精彩的内容乏善可陈,尤其是在娱乐行业里,这里指的不仅是电影制作,还包括游戏制作、虚拟旅游和差不多每一样东西。当然,普遍观点是随着技术的进步,VR设备能够逐渐提供更高质量的体验,那时的游戏也就不再消耗那么大功率(比如电脑),随之内容就会丰富起来。举个例子,20th Century Fox宣布其创新实验室正在研究能够带来跨越种族界限的VR体验,比如在电影《决战猩球》里你可以和其他猩猩并肩作战对抗人类。

那么谁才是2017年1月VR行业的领军人物呢?我不得不同意其他评论家的观点——如今HTC是VR行业的翘楚,HTC承诺会快速发展这一技术,最终将研发出无线VR头戴设备(就像我们设想的Hololens的样子)。如果你也对VR感兴趣,除非你现在十分想拥有一个VR设备并且明白你在很短的时间内就会想要换掉它,否则请等一等再入手。作为一名技术人员,我热爱新产品,但我决定等到今年晚些时候HoloLens和新内容上市以后再入手VR设备。

Autonomous Vehicles 自动驾驶汽车

自动驾驶汽车仅在去年一年就呈现出了巨大的进步。我一年前就对这项快速发展的技术做了一些详细的介绍,你可以点此阅读那篇文章。但是在去年,这一领域又取得了许多进展,并且汽车业致力于让这一技术成为现实。

之前我关注了NVIDIA,那时他们和许多大型汽车公司合作,目标是通过合作使自动驾驶车辆成为现实。在今年的CES展会上,NVIDIA宣布将与Audi合作,在2020年之前制造出完全自主驾驶车辆。

我后来在展会上收到一条信息,上面说如果我们立刻赶到Mercedes展区,黄仁勋将有一件重要的事情宣布。这挺有趣,他们如果真的有什么重要事情要宣布的话,为什么要等到主题报告后的48小时才宣布?显然,他们要宣布的事肯定还在准备阶段,但依我拙见,这是直到CES举行了才确定下来的。还有一个新闻,那就是NVIDIA 和 Mercedes宣布了他们的合作关系,所以Mercedes现在承诺要在AI领域大施拳脚。

自动驾驶车辆能够快速取得成功,背后的颠覆性科技就是AI(人工智能)。这种能力的AI需要某种超级计算机,而大多数选用的这台放置在雪茄盒中的迷你超级计算机是DRIVE PX  2。新款Tesla Model S预计在软件升级之后就能实现完全自主驾驶。

还有一些其他的公告和进展也值得注意:百度展示了带有环境遥感技术L3自动驾驶解决方案,该技术以百度自己的高清地图为基础。原始高清地图数据通过DRIVE PX 2平台进行处理,用以侦测和识别周围环境,如车道标记、交通信号灯、路标和其他地标。通过和世界领先的地图公司合作,很快会有更多道路被标入到地图中。这些高清地图精确到厘米,对自动驾驶汽车能够在路上安全高效行驶十分重要。

展会上,日本最大的地图制作公司Zenrin在周三宣布其正在使用PX 2 AI来简化地图制作过程。

LG进行了对多屏汽车驾驶舱的演示。在室外展台,你能看到一辆Audi Q7自动驾驶概念车和NVIDIA BB8测试车,这两辆车都使用了DRIVE PX 2平台。大约一年以后的汽车就会学习自己驾驶了。这可能是AI汽车能够继续发展下去的预兆。

就在几天前,我看到新闻说,一年以后的2018 CES展会上,将会有一些完全自主驾驶的摆渡车投入使用,载着我们穿梭于各个展厅和各个活动之间。

此外,我试驾了最新款Mercedes概念车,该车可以感知驾驶者的身体(和精神?)状态。当我坐进车里手握住方向盘以后,它能快速测量我的血压、心率和一些其他数值(我猜的),然后根据我的心情给我发一条信息;为了让驾驶者保持平静的心态从而安全驾驶,它会播放音乐并且利用离子化的空气调节车内气味。我不知道这种车是不是我们所需要或是所追求的,因为毕竟这车也在自动驾驶。但事实上,它已经能显示出科技的进步。

就颠覆性科技而言,在五年之后对我们日常生活改变最大的应该是自动驾驶车辆。汽车业在以非常快的速度结合各种技术;在过去的25年当中,我们已经增加了蜂窝通信、GPS导航、各种警报系统、显著增强的音质以及舒适性功能。但有句话说得好,“你见到的根本还算不上什么。”

毫无疑问,我们不仅能在不久的将来拥有可以自主行驶的私家车,并且到下届总统大选之前就会广泛普及。我认为十年后的2027年,路上行驶都会是自动驾驶汽车,没有人握着方向盘。终究,超级计算机和最新的网络地图唯一不能确定的事就是路上的人类下一步会干什么。那样的世界会是什么样的呢?我能想象高速公路只对无人驾驶车辆开放,而且我预测这项规定会从加尼福尼亚州开始实施。毕竟在这个州,政府比你自己更清楚哪些事是对你有利的;这种情况下政府是正确的(如果这真的发生,而且我相信肯定会发生)。据Rory Buckeridge所言:“首先,这里将会变得更安全。交通事故造成的死亡是全球第八大死因,有90%-95%的交通事故是人为错误导致的。”据统计,2013年交通事故的经济成本约为2770亿美元。世界必然会变的很不一样,尽管以后会有更多颠覆性技术涌现,但我相信自动驾驶车辆对我们的生活、我们的法律制度和我们的经济的影响是最大的。我们肯定会怀有极大的兴趣继续关注它。毕竟我们买的下一辆车可能是我们最后一辆能够随时随地随心所欲驾驶的汽车了。

最后我想说的是,要说我对这次展会上哪件展品感到最为惊讶,要数那条内裤了。那条内裤可以保护你免受口袋里的手机辐射。这个设计是不是颠覆性的呢?我不想知道。