Новый технологический прорыв, который позволит совершить огромный скачок вперед в области потребительской электроники и взаимодействия человека с машиной.
Авторы: Адольфо Бенедито и Сусана Отеро. AIMPLAS, Технологический институт пластмасс.
Печатная электроника использует традиционные технологии печати для нанесения проводящих, полупроводниковых и диэлектрических материалов, что способствует разработке новых гибких электронных компонентов, таких как солнечные элементы на основе органических фотоэлектрических элементов (OPV), светодиодные устройства на основе органических светодиодов (OLED), печатные батареи, гибкие дисплеи и RFID-антенны, — это лишь некоторые примеры многочисленных разработок в области органической электроники, которые в ближайшие годы будут частично или полностью пригодны для печати. В
недавно представленном отчете компании Smithers Pira «Будущее функциональной и промышленной печати до 2020 года» печатная электроника определена как один из ключевых секторов, где технологии печати используются для промышленного производства дисплеев, осветительных приборов, фотоэлектрических систем и датчиков, среди прочих применений. Использование технологий печати для разработки электронных компонентов, RFID-антенн, датчиков и печатных плат уже является крупным бизнесом для многих поставщиков, чьи приложения создают новые возможности для бизнеса. В отчете прогнозируется быстрый рост этого развивающегося сектора в ближайшие годы, ожидается увеличение с 67 миллиардов долларов в 2015 году до более чем 105 миллиардов долларов в 2020 году.
Носимая электроника
: Тем временем развитие портативных беспроводных технологий и демократизация смартфонов положили начало новой эре носимой электроники, которая все еще находится на ранней стадии развития. Устройства, ранее считавшиеся предназначенными только для промышленного использования, теперь находят популярность среди потребителей, стремящихся улучшить качество своей жизни с помощью различных приложений, таких как мониторинг здоровья, отслеживание спортивных и фитнес-тренировок, а также улучшение образа жизни.
В этом смысле рынок носимых устройств растет и становится все более перспективным. С прогнозируемыми продажами от 250 до 350 миллионов единиц к 2019 году по сравнению с почти 150 миллионами единиц в 2015 году, носимые устройства представляют собой новый и привлекательный источник дохода как для производителей потребительской электроники, так и для производителей модной одежды.
Конкуренция высока, а доступные продукты невероятно разнообразны: умные часы, умные очки, фитнес-трекеры и аксессуары, как автономные, так и интегрированные со смартфоном или планшетом. Потенциал для инноваций кажется безграничным.
В настоящее время часы являются наиболее распространенным видом носимой электроники, используемой потребителями. Умные часы набирают популярность, поскольку они не только отображают время, календарь и высоту, но и отслеживают частоту сердечных сокращений и пульс, предоставляют аналитику здоровья и позволяют пользователям совершать и принимать звонки и сообщения. Это демонстрирует значительный потенциал носимой электроники на рынке.
Эволюция носимых устройств:
идея миниатюризации и портативности всегда была основополагающей целью любого устройства. Расцвет микроэлектроники в далеких 1970-х и 80-х годах дал огромный толчок этому бесконечному стремлению: к еще большему уменьшению размеров. В основе всего этого лежит базовый треугольник: размер, эстетика и функциональность. И из всего этого вытекает очень важная современная тенденция, имеющая большое социальное, экономическое и коммерческое значение: инновационные электронные устройства, или «носимые устройства». На самом деле, когда мы говорим о «носимых устройствах», мы используем англицизм, означающий «носить» (носить на теле), включающий все те цифровые или нецифровые элементы, которые мы можем носить на своем теле как продолжение самих себя. К ним относятся всевозможные очки, браслеты, часы, повязки на голову, нашивки, ткани, наушники и т. д.
Размер, как мы уже упоминали, имеет решающее значение; эстетика также имеет решающее значение, потому что мода оставляет свой след, свой отличительный и социальный характер; Функциональность имеет ключевое значение, поскольку востребованы передовые и инновационные инструменты и приложения, выходящие за рамки классических и новаторских электронных наручных часов, легендарных CASIO (теперь снова в центре внимания благодаря магии моды). От простого определения времени мы перешли к интеграции и бесконечной гонке за самыми необычными приложениями и функциями: интегрированные радио и телевизоры, высокоуровневые коммуникационные расширения, устройства определения местоположения, мониторинг жизненно важных показателей, системы безопасности и многое другое.
От далеких времен экзотического Китая XVII века, когда во времена династии Цин абаки были миниатюризированы, чтобы поместиться в торговом кольце, или позже, в 1762 году, когда появился первый морской хронометр со встроенными аналоговыми часами, или через первый слуховой аппарат в 1987 году, до самых современных «Google Glass». Это целая история устройств, призванных помочь нам лучше понимать себя, оставаться в идеальной связи с окружающим миром и максимально расширить наши чувства.
Не будем отрицать огромную развлекательную ценность этих устройств, но если выделить две рыночные ниши, особенно восприимчивые к развитию подобных систем, то, несомненно, спорт и биомедицинские приложения являются наиболее востребованными и актуальными для этого типа систем. Безусловно, мониторинг личного физического состояния во время физических нагрузок и спортивных мероприятий пользуется огромной популярностью у потребителей, живущих в современном обществе. Таким образом, за последние несколько лет стало очевидным стремление крупных международных корпораций в сфере потребительской электроники к развитию экосистемы здравоохранения. Известные бренды, такие как Apple, Google, Fitbit, Garmin, Polar и другие, безжалостно монополизируют рынок носимых устройств. Фактически, статистика показывает, что более 70% современных устройств связаны с записью и мониторингом жизненно важных показателей. Постоянно ведется поиск и гонка за наиболее точным, уникальным и специализированным измерением. От систем позиционного контроля для мониторинга других устройств или людей до систем безопасности для предотвращения кризисных ситуаций у хронически больных пациентов, от мониторинга общих показателей здоровья, таких как уровень холестерина и глюкозы, до интеллектуальных систем для обнаружения инфекций и принятия соответствующих мер.
Однако эта технологическая гонка сталкивается с критическим барьером независимости от устройств, будь то из-за энергопотребления или необходимости обработки данных для их интерпретации. В этом отношении 56% современных носимых устройств зависят от других устройств для управления своими функциями и измерениями, таких как смартфон или персональный компьютер; 26% являются независимыми; и 18% имеют смешанные функции.
Печатная и гибкая электроника позволит создать новое поколение носимых устройств.
Она открывает возможности для разработки электронных устройств и компонентов, которые можно интегрировать непосредственно в кожу. Новые высокопроводящие чернила с высоким разрешением можно печатать на эластичных материалах без потери функциональности. В перспективе даже внутриполостные носимые устройства рассматриваются как ключевые элементы для будущего медицины.
Портативные датчики, подобные тем, что разрабатывает стартап MC10 и другие компании, выведут вычислительную технику на новый уровень: в наше тело.
Разработка сложных датчиков, таких как BioStamp от MC10, займет еще несколько лет, прежде чем они выйдут на рынок. Однако многие ученые занимаются разработкой интегрированных сетей нательных датчиков для мониторинга и предотвращения определенных приступов и заболеваний. Харрисон Холл, аспирант Дартмутского колледжа, работает над сетью нательных датчиков для обнаружения и измерения эпилептических припадков.
В ближайшие годы возможности носимых медицинских датчиков будут продолжать расти, и они, скорее всего, будут интегрированы в нашу повседневную жизнь.
Авторы: Адольфо Бенедито и Сусана Отеро. AIMPLAS, Технологический институт пластмасс.
