揭秘谷歌模块化手机项目：拟明年开售

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国外媒体近日撰文深度揭秘谷歌的模块化智能手机项目Project Ara，详细讲述了模块化概念、项目快速推进背后的原因、机型的内部构造、未来的销售方式等问题。另外，据项目负责人透露，他们计划在2015年第一季度 将Ara手机推出市场。



Project Ara功能性原型手机（还在开发当中）的各个部件——其中包括内骨架结构、显示屏、电气部件和3D打印的定制外壳模块
以下是文章主要内容：
1月29日，谷歌宣布同意向联想出售摩托罗拉移动。这意味着它涉足智能手机硬件的短暂且无收益的征程的结束。
不过谷歌保留了摩托罗拉内部的一个组织：先进技术与项目部（ATAP）。该部门由前美国国防部高级研究计划局（DARPA）局长雷吉纳·杜坎（Regina Dugan）领导，旨在将DARPA曾用来推动互联网、卫星导航、隐形战机等技术发展的方法应用于移动设备的创新。
回头来看，谷歌选择保留ATAP部绝对合理。它专门研究的技术和项目都是些被谷歌称为“登月项目”的疯狂而大胆的想法。
Project Ara
在 ATAP已公布的项目中，尤其突出的一项特别具有谷歌色彩。它名为Project Ara，意在彻底改造智能手机，将智能手机分解成一个个可重新拆装和无限定制的模块。谷歌是在去年10月29日公布Ara项目的，当时它只是放出了一些极 具吸引力的图片，并没有公布详细的计划。今天，它进一步揭开该项目的面纱，宣布将于4月15-16日在硅谷的计算机历史博物馆举行Ara开发者大会。谷歌 希望Ara手机一年后能够进入市场。



Ara模块化原型手机的背面
Ara项目的创造者希望通过使得手机功能变成可让用户自由拆装的模块，大大提升智能手机的有趣程度。
“我 们面对的问题实质上就是，我们能否像Android和其它平台推动软件开发那样推动硬件的开发呢?”领导Ara项目的前DARPA雇员保罗·埃雷蒙科 （Paul Eremenko）表示，“这意味着要降低开发硬件的成本，使得成千上万甚至是几十万的开发商而不只是五六家大厂商都能参与硬件开发。”
这是一个不太可能实现的大梦想；虽然谷歌目前公布的信息还很有限，但已经有不少评论家在指出Ara项目的种种弊端。但如果Ara真如谷歌所说的那样，而且有大量的手机购买者买账，那他们获得的将会是与传统的一年一更新的手机大不相同的设备。
例 如，三星本周发布的Galaxy S5主要的升级包括更好的摄像头、指纹识别器和心率监视器。而在模块化手机的世界里，你则能够任意挑选其中一项特性或者全都挑选，将它们添加到你已有的手 机。你甚至可以挑选各类摄像头，或者选择不是面向大众市场的奇怪功能（如机载香炉）。
Ara还牵涉到谷歌心目中很重要的一样事情：帮助余 下的50亿人口触网，具体通过在发展中国家以廉价且针对他们需求的形式将互联网带给他们。Ara创造者最初专注于的是提供目标价格在50美元、功能简单的 智能手机，它将仅兼容Wi-Fi网络，不支持蜂窝网络。而随着手机拥有者需求的提升和预算的增加，他们可以更换新的模块来不断改进Ara手机。
进展快速
Ara概念最早期的探索始于2012年秋季，真正的相关工作则从2013年4月1日开始。埃雷蒙科表示，ATAP将在未来几周内完成可正常运作的原型机的开发，正式版本则将在2015年第一季度开售。
谷 歌之所以在如此短的时间里取得这么大的进展，是因为杜甘、埃雷蒙科和其他的前DARPA雇员加盟摩托罗拉时带来的简练快速的创新做法。ATAP将这种做法 应用于各类项目：除了Ara项目外，正在进行的项目还包括利用3D视觉智能手机助力室内导航的Project Tango。
他们是让内部小团队作业，仅给予两年时间去解决一项野心勃勃的挑战——Ara项目只有3个人。这种安排着实有点吓人。“通常来说，时间不是你的朋友。”埃雷蒙科指出，“时间压力下的创新往往是高质量的创新。”
多 数的“重活”则是由短期或长期合作的“外部执行者”包办，如个人、企业或者大学。在Ara项目中，主要的外部执行者是NK Labs，它是位于马萨诸塞州坎布里奇的一家小公司。NK Labs的两位创始人塞斯·纽伯格（Seth Newburg）和亚拉·克内安（Ara Knaian）负责使得模块化手机成为现实所需的电气、机械和软件工程工作，领导一个约15人的团队。
“他们绝对是其所在领域的超级巨星。”埃雷蒙科说，“都是些富有创造力、什么都能做的家伙。”
（注：Project Ara的名称正是源自Ara Knaian，一方面是为了感谢他作出的贡献，另一方面他刚好又有个听起来很酷的名字。）



实验性3D打印天线
另 一位重要的贡献者是主流3D打印公司3D Systems。它在开发一种新型高速连续型3D打印机，该产品将能够为Ara模块量产配件，使得手机既可以量产，也能够以一种全新的方式特别定制任何的 消费电子产品。最终，即便是天线这样的电气元件可能也能够打印出来，而无需用到传统的制造方式。
具体构造
Ara团队和它的外部协作者打造出来的是一个支持三种手机尺寸的平台：迷你型、中型（主流尺寸）和巨型（与平板手机相仿）。它们的尺寸类型由其内骨架结构决定——打上谷歌品牌的Ara手机元件，而不是由第三方公司设计的元件。
该 内骨架是一个含有网络电路的铝制框架，能够让各个模块相互通信。从屏幕到处理器再到电池的各个零部件都是以模块形式提供——中型尺寸的内骨架可装配10个 模块。在第一个原型机中，模块是采用可伸缩的钉接入内骨架的网络；谷歌计划今年晚些时候用更节省空间的电容式连接替换那种连接方式。



没有外壳的Project Ara原型模块
跟 台式机主板上的扩展槽一样，内骨架上的各个隔间都需要装上尺寸合适的模块，不过模块的功能上则没有限制。虽然有些时候基本的技术问题还是要注意——比如天 线不能够装配在手机的任何地方——但总体思路是设计出你可以自由置换模块的手机。例如，如果你从来都不用手机拍照，但担心电池用得很快，你可以选择拆出摄 像头模块，腾出空间再装一块电池。
此外，Ara平台旨在允许热插拔模块，即拆装模块前无需关闭手机——每当你需要多一点电量的时候，你都可以马上拆出摄像头模块，换上电池模块。
很多模块提供的都会是常见智能手机上的标准装置，如摄像头、扬声器和各种各样的传感器。然而，埃雷蒙科指出，模块化手机还可让消费者个性化自己的手机，如选择针对NPR式内容的扬声器或者针对说唱音乐的扬声器。
其 它的模块则能够提供更加专业的功能。在埃雷蒙科看来，特别热门的两个功能类别会是健康和个人交通。例如，德州农工大学的学生制造了一个摄像头配件和深度传 感器，让手机可以用于眼部检查。另一个团队则为滑溜冰板的人专门设计了一个配件，该配件可以捕捉地形方面的数据，然后将数据返回给其他的滑冰者。未来这两 个创意都有可能成为Ara模块。
Ara以两种方式处理人们普遍担忧模块化手机会出现的一个问题——如何防止它们摔的七零八散？内骨架上方 的模块是用闩锁固定，下方的模块则是用电永磁固定。你可以用应用将上下方的方块都锁定。埃雷蒙科说，Ara手机会跟普通手机一样能够防水，以及抵抗其它的 环境威胁，尽管还有些测试要等到可正常运作的原型机完工后才能展开，如模拟手机在放满东西的手提袋里跟其它物体碰撞的情形。
不足之处
这些听起来都很美好，不过模块化显然也存在一些不足。在设计iPhone的过程中，苹果能够将以尽可能紧凑的方式将各个部件纳入机身，每一代的iPhone仿佛都是独一无二的拼图。而将硬件功能拆分成一个个的方块则意味着没有那种特点。
“Ara 项目的一大挑战在于，手机是集成度最高的物品之一，我们在努力将它分解成模块。”克内安说道，“因此挑战就在于，如何以有效的方式捏合各个模块，让人们可 以自己在家自由拆装模块，在模块选择上有很大的灵活性，同时确保不要给他们带来过大的负担或者引起过高的成本。”
合理的尺寸也非常重要。埃雷蒙科解释道，“人们谈起‘模块化手机’时，首先想到的是它就像乐高积木，大块且是块状。因此，我们得要利用工业设计技术解决那个问题，那是我们首先要克服的障碍。”
Ara项目的聪明人成功设计出了一个不存在众人认为模块化不可避免的“臃肿”问题。那些模块厚度仅为4毫米——准确来说属于磁贴，而非积木。
在 当前的原型产品中，模块在嵌入内骨架后形成了一部9.7毫米厚的手机。今年晚些时候，随着设计工作的推进，设计师们可能会将它加厚至10毫米左右，创造更 多的空间来实现更大的电池量。那看起来会明显比iPhone 5s（厚7.6毫米）或者Galaxy S5（8.1毫米）大块，但相比厚9.3毫米的HTC One也差不了多少。
从现在的设计模型来看，Ara手机可以说出乎意料地优雅。将模块嵌入内骨架后的成品不怎么像乐高积木，而更像是3D渲染的蒙德里安画作。



正在开发的功能性Ara原型手机，两侧是3D打印的外壳模块
独一无二
谷 歌还希望让消费者自主指定Ara手机的美学设计和功能，3D Systems的下一代3D打印机将在这方面带来帮助。它将能够使用多种材料在外壳模块上打印600dpi彩色图像。该打印机甚至将能够将外壳模块当作表 层处理，从而进行特别的雕塑：有一Ara原型机采用的外壳使用大量的微型绿色足球装饰。
“我们不仅仅想要创造出定制的产品，还想要创造某种独一无二的东西，赋予它表现力，使得人们可以围绕它来讲述故事。”埃雷蒙科说，“例如，你将手机放到餐桌上引起大家注意后，它就会成为就餐时的谈资。”
在 最终会带来成千上万的模块的硬件生态系统以及无限的外部改动机会之间，人们配置Ara手机会涉及大量的决策。硬件极客们会对那种机会喜闻乐见，但大多数人 的反应可能会觉得很繁琐很麻烦，各种功能模块要逐个挑选，跟新车购买者要在各式各样的引擎、车轮、脚垫等当中作出选择差不多。
谷歌坚定地表示Ara项目并非为了迎合极客。它希望从未上过网的人会愿意购买和使用Ara手机，埃雷蒙科称典型的用户会是“秘鲁现在可能连功能手机都没有的农民”。因此，该公司在努力开发Android应用，以针对不同的手机功能和设计帮助购买者加快配置过程。
销售方式
谷 歌计划以三种方式将Ara手机带给消费者。它将提供名为“grayphone”的50美元基础版手机，它们会在便利店里出售，内置一款应用让购买者开始通 过额外的模块和美学设计调整定制化手机的过程。人们还将能够在朋友的Ara手机上通过该定制化应用也订购一部这样的手机；谷歌的研究发现，有朋友帮忙的 话，人们选择机型会相对容易些。
Ara销售体验将会在谷歌的移动售卖亭得到最全面的体现。该公司专门设计的移动售卖亭可以装进标准的航运集装箱，便于运送到任何需要的地方。谷歌仍在考虑先将它们推向哪个地区，不过Ara手机很可能会先登录某一个地区，然后才推向全球。
埃 雷蒙科描述了这样一种情景：售卖亭顾客会在特制平板电脑的帮助下挑选手机，该平板电脑将能够通过测量皮肤电反应、横纹肌运动、瞳孔扩张、心率和其它因素来 判断“你是否乐于对Ara手机进行配置，还是觉得有压力、沮丧、不耐烦或者出现其它的情绪”。它会基于对你的情绪的评估来提供配置建议。
挑 选手机过程的另一个部分可能涉及基于对你的Facebook或者Google+活动的自动化评估提出的建议。例如，如果你的状态更新显示你常常出行，你可 能会被建议选择大容量电池和业务覆盖你常常前往的地方的移动运营商。照片获得朋友大量的积极反馈的人会被建议选择高端的摄像头模块；如果那些照片很多都是 在傍晚时分拍摄的，那系统就会推荐选用具有出色的低光拍摄功能的摄像头模块。
埃雷蒙科强调称，这些推荐并非固定流程，顾客获悉和准许的情况下才会进行，购买者也能够评估及否决任何的建议。



组装好的Ara原型机正面
面临的问题
虽 然Ara项目已经取得了很多的进展，但还是存在一些有待解决的基本问题。例如，该团队还未想到办法将grayphone基础机型的成本压缩到50美元。另 外，也不清楚美国联邦通信委员会（FCC）等监管机构是否放行零部件可让消费者根据自己的品好选用的智能手机。FCC需要对新手机进行测试，以确保它们不 会干扰其它的设备。（埃雷蒙科称，FCC目前为止的态度令人鼓舞。“他们认为Ara项目对美国产业有利……”）
当然，跟任何真正的新概念 一样，Ara面临的最重要的问题在于，人们是否能够给予认可。在埃雷蒙科看来，谷歌能够展示运行良好的Ara手机的时候就是对该概念最好的支持。该概念绝 对行不通的论调会逐渐消失吗？“我觉得肯定会，前提就是你将它展示出来后，大家都觉得它很漂亮，令消费者觉得愉快，是可行的。当然，肯定仍会有人提出质 疑：要是手机掉地上，会不会摔的七零八散？诸如此类。不过我们会在演示中提供证明。”

ATAP理念的核心原则是，项目有两年的研 发时限。如果说仅展开一年的Ara项目现在是可行的，那埃雷蒙科和其他的团队成员将会慢慢减少他们的参与，将项目的发展职责转交给谷歌内部的其他人。到那 个时候，Ara就会变成一项业务，而非项目。或许它将来会变成一项庞大的业务，如果有足够的人购买带有谷歌搜索、Gmail、谷歌地图及其它广告支持的谷 歌服务的Ara手机的话。
埃雷蒙科声明称，他可以一心做好Ara项目，而不用担心盈利问题。“这可能是唯一一样有望变成年入50亿美元业 务的设备。很明显它会有益于谷歌的各类服务，我不必考虑商业化问题。”即使Ara项目从现在开始一切都进展顺利，开拓一个有着数十亿潜在顾客的市场还是会 花费很长一段时间。