導電墨水:從紙上列印出鍵盤

2020-11-27 第一財經

紙張在近一千年裡一直都是最通用的媒體介質。但過去30年裡,隨著數位技術發展,我們開始更多地依賴屏幕與鍵盤來交互信息。現在英國印刷電子公司Novalia則希望通過技術組合,將老派的「紙張」與線上世界相連——比如說,把鍵盤印刷在紙上。

Novalia的鍵盤共分為兩層,底層是使用特殊導電油墨製成的一個觸控矩陣基板,厚度只有2毫米,而頂層則是印有鍵盤圖案的按鍵層。鍵盤厚度可以做到0.005毫米,也就是一根頭髮絲的直徑。這使得Novalia的鍵盤可以比世上存在的任何其他鍵盤都薄10倍以上,而其布局與傳統的QWERTY鍵盤相同,操作速度也可以接近正常鍵盤,但不含電池的重量卻只有30克。

印刷鍵盤內置了一顆超低功耗射頻專業廠商Nordic Semiconductor的晶片,內設藍牙功能,因此鍵盤可通過藍牙低功耗與設備連接,超低功耗可保證電池18個月的續航時間。

Novalia執行長凱特·斯通(Kate Stone)在介紹產品的時候說:「這款產品可以在沒有金屬電路輔助的情況下準確識別出鍵盤敲擊的信息,並將信息轉給傳感器。此外,這款產品的生產非常標準化,而且造價成本很低,所以在任何地方都可以使用當地現有的印刷工藝製作。」

根據Novalia提供的信息,鍵盤觸控矩陣基板和按鍵層可同時印刷。採用標準壓印工序時,這種鍵盤可以以每分鐘約100米的速度進行印刷。

將標準印刷技術——就像絲網列印、柔版列印和膠印——結合電容式觸摸技術,可將藍牙低功耗無線控制運用到日常的低成本材料,如紙張、卡片、塑料等材料上,成本也相應很低,大規模投產後可以控制在10美元左右。

Novalia的鍵盤在今年年初的拉斯維加斯消費電子展上引來大量關注。不過這不是他們的第一款產品。在此之前,Novalia團隊已經開發出一個更簡單的版本,名叫Switchboard。一張印有8個碩大按鈕的A5紙(21釐米×14.8釐米)。

Switchboard內置藍牙4.0晶片,可以無線連接到iPhone,通過Novalia開發的配套應用控制iTunes音樂播放、發送Twitter或Facebook信息,以及運行IFTTT(If This Then That)命令。

「把鍵盤列印在紙上這項技術的應用前景是令人難以置信的。如果它能成功,有望形成一個全新的市場,產生一大批全新的產品類別,而且都會是在此之前你不敢想像也根本不可能存在的。」Nordic半導體公司的銷售與市場總監蓋爾·朗厄蘭(Geir Langeland)這樣評價Novalia的新技術。

而對於Novalia公司和創始人斯通來說,如果想要將這款技術大量投產或依託它開發更多產品,則需要和更多的有關公司合作。Switchboard曾經在2013年8月在眾籌平臺Kickstarter上籌款,但是並未成功。

如此結果並不讓人意外,Kickstarter上的支持者多為個人用戶,但Novalia未來的主要收入來源更偏向商業客戶,特別是廣告商和店家。Novalia目前的主要目標是挖掘互動海報、個性化賀卡等方向的潛力。類似,Novalia公司還可以推出不同定製的印刷鍵盤,在廣告等領域進行突破性的嘗試。

斯通的Novalia開發之旅先後創造了多個交互式列印作品,比如一張畫著蛋糕的大海報,上面印著幾個問題。當你觸摸它,海報的背後的小喇叭會提出幾個問題,讓你選擇答案。最終海報會告訴你,你最想要怎樣的蛋糕——不是通過數字或文字,而是在Facebook和Twitter等社交網絡上傳一張蛋糕的圖片。

斯通希望通過這樣的設計,使物理世界和數字世界的連接更溫暖。而這也是商家所希望的效果。

Novalia另一款產品,架子鼓的海報則可以和行動裝置連接。這張海報上印有一套爵士鼓夾,正面包括7面鼓,而海報本身實際上就是一個印刷鍵盤,通過藍牙連接到iPhone或iPad,當用戶手指觸摸鼓面時,便可以實現敲擊紙張打鼓的效果。由於應用了藍牙4.0技術,鼓面聲音響應的時間很短,幾乎是實時的。此外Novalia還開發了一個內置揚聲器的架子鼓海報,不用連接其他設備便能發聲。

斯通2004年在自家車庫創立了Novalia。到目前為止,Novalia公司有嵌入式電子、軟體開發、無線技術、物理學、印刷和油墨製作、平面設計等實現不同專業工作的7人團隊。

根據幾年後發展的願景和業務計劃,Novalia吸引到了來自倫敦的梭倫風險投資公司(Solon Ventures)超過100萬英鎊的風險投資支持,並將辦公地點搬到劍橋科學園。此外Novalia也獲得了來自英國政府的資助。

Novalia的團隊專注於開發方法,在傳統的印刷、傳統的電子產品中添加電容觸摸晶片,從而通過行動裝置進行交互,也把傳統的印刷產品連接到網際網路之中。Novalia已經在15個國家申請了30項專利。

雖然看起來,Novalia的產品都依賴於新技術,但斯通想要的並不是技術本身——導電油墨、藍牙技術和藍牙晶片都已存在,她只是把技術匯集在一起,從而使紙張和卡片具有交互性,創造一種極致的體驗。

「匯集」,而不是重新創造。

「我愛紙,我也愛技術。」斯通在自己2013年的TED大會上如此說道。她曾在劍橋大學的卡文迪什實驗室研究電子的移動,並獲物理學博士學位。

為了將導電油墨列印到紙上,斯通曾聯繫過很多家列印公司,但是它們說這不可能實現。最終斯通透支了10張信用卡,幾乎破產,買了一個巨大的5米長印刷機進行試驗,最終將自己想要的導電油墨成功印刷在普通紙上。

這讓斯通對自己的創造力有了一些信心,她開始帶領團隊在傳統印刷機上使用導電油墨,讓電子流入紙片,為紙張進一步具有交互性打下基礎。當我們在一張白紙上使用導電油墨,隨後再添加一個裝有兩個晶片的小電路板,一個電容式觸摸運行系統就完成了:其中一個晶片可以運行一些電容式觸摸軟體,從而知道我們的觸摸位置,另外一個可以運行一些無線軟體來連接紙張。

Novalia也在進行技術探索,比如把傳統導電油墨材料換成石墨烯墨水系統——這種曾被科學家譽為「奇蹟材料」的碳原子新物質石墨烯,可以從石墨中萃取,具有驚人的性能,比橡膠更靈活,比銅更導電。不過,這種新材料的商業化使用進程也和Novalia的不斷開發一樣,目前只是走在路上。

Novalia的設計注重實用性,它不需要手工裝配,可以用於大批量製造,並且在世界各地的本地市場都可以用現有技術製造。

當鍵盤可以批量印刷,意味著傳統交互方式的成本得到巨大削減,也就意味著按鍵觸摸可以應用於更多囿於成本的媒介之中,我們或許會看到報紙與雜誌與電子設備的交互,那麼,正在式微的紙媒介將迎來一次新生。

按照斯通的說法,「我特別希望能看到我們的技術被用在日常隨手可及的物體上。我們都知道,紙書和音樂專輯原本都有傳統而漂亮的包裝。但這兩種媒介本身已經走向衰落。通過我們的交互技術,它們也許能與用戶產生更多互動,帶來重生的機會。」

而在媒介的交互之外,Novalia也被看做緊靠物聯網時代的新興公司。

物聯網是一個巨大的概念,在其中,真實的物理世界可以成為一個大的信息系統,幾乎什麼都能夠以智能方式連接並進行數據通信。

Novalia的藍牙紙鍵盤可以成為其中一個重要的入口,通過印刷出來的傳感器來與數字世界溝通。通過這樣的產品,我們可以觸發鼓聲、回答問題,也可以使用同樣的技術與更廣泛的網際網路通訊和日誌數據互動,而Novalia僅僅走出了第一步。

在斯通的設想中,用紙做的低成本鍵盤也可構成慈善和非政府組織的公益項目的一部分,讓發展中國家最貧窮的人可以用紙鍵盤第一次邁入現代技術。在她看來,這又是一次流動,又是一次改變,而這一次,它的可能性是無窮無盡的。

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