モバイルデバイスの最大のボトルネック：バッテリーをどう突破するか？

アメリカのテクノロジーブログ「ReadWrite」は先日、モバイル機器に使用されているバッテリー技術の現状を分析した記事を公開し、この分野で早急に画期的な進歩が達成されなければ、モバイル業界の今後の発展を妨げる可能性があると考えている。以下は記事の全文です。将来、私の体、ポケット、家はさまざまなスマートデバイスで満たされ、音声、ジェスチャー、指のクリックだけで生活のほぼすべてを制御できるようになります。かなりクールな体験でしたが、配線の乱雑さを取り除くことができませんでした。これらの見苦しい配線のせいで、本来は楽しいはずの光景が一瞬にしてつまらなくなってしまいます。携帯電話やウェアラブルデバイスの充電を忘れたり、予備のバッテリーや充電ケーブルを忘れたりすると、すぐに振り出しに戻ってしまいます。すべてのデバイス間の接続が切断されてしまうのです。本当に残念です。急速な技術革新の時代において、バッテリー技術はあまり進歩していません。大手企業は回避策でこの欠点を補おうと最善を尽くしていますが、回避策は結局回避策に過ぎず、問題を完全に解決することはできません。同時に、ますます多くのデバイス、アプリケーション、アクセサリがモバイル化しているため、今日の小さな煩わしさが明日の大きな問題、さらには広範囲にわたるシステム上の問題になる可能性があります。もし将来の世界が本当に電池に依存するのであれば、人類はまだ長い道のりを歩むことになるだろう。バッテリー寿命が短い家を出ると、携帯電話がスマートホームシステムに部屋の照明をすべて消すように指示します。テキストメッセージを受信したときにもスマートウォッチが振動します。これは重要な情報ではないので、そのまま続けます。フィットネストラッカーのデータによると昨夜はぐっすり眠れたようだったので、早足で歩きました。しかし、携帯電話の情報ではバスが7分遅れていることが示されていたので、急いでいなかったので、十分な時間がありました。そこで、Bluetooth ワイヤレスヘッドセットを使用して友人からの電話に応答しました。私は体のあらゆる部分にワイヤレスで接続されており、その中心にあるのがスマートフォンです。しばらくして、バッテリーが切れてしまいました。そこで、私は 1989 年に戻りました。道路を確認するために紙の地図を使用し、周りの見知らぬ人に道を尋ね、ほとんど消滅していた公衆電話を通じて人々と連絡を取り合う必要がありました。 PayPal で支払いができるコーヒーショップに行ったのですが、アプリを起動できなかったので、コーヒーを買うためにポケットの底から数枚の小銭を取り出さなければなりませんでした。ようやく玄関に到着しましたが、スマートホームシステムは何も知りませんでした。そのため、私は機械的なキーでドアを開け、暗闇の中で手探りで明かりを探し出さなければなりませんでした。真っ暗だったので、いろいろな家具にぶつかってふくらはぎがあざだらけになりました。認めたくはないが、これは偶然ではない。幸いなことに、私はたいてい家からそれほど遠くありません。しかし、運輸保安局の新しい規則により、海外旅行者はそれほど幸運ではないかもしれない。米国に飛行機で入国する外国人は、保安検査場を通過する前に電子機器の電源がオンになっていることを確認しなければならない。検査対象に選ばれた場合に、携帯電話、タブレット、電子書籍リーダー、その他のデバイスの電源が入らないと、搭乗を拒否される可能性があります。もしあなたがこの状況にいたらどうしますか？飛行機に乗るために携帯電話を捨てますか？あるいは、デバイスを充電するためのコンセントを探すために飛行機に乗り遅れるリスクを冒すのでしょうか?充電器や充電ケーブルが預け荷物の中に入っていた場合はどうなりますか?これらはすべて非常に難しい選択ですが、現在のバッテリー技術を考えると、多くの人が必然的に同様の問題に遭遇することになります。バッテリーがなければ、移動もできません。ほとんどの場合、私は充電器、充電ケーブル、外付けバッテリーを持ち歩きます。旅行のときは予備のバッテリーも持っています。備えておくのは良いことですが、ワイヤレスヘッドフォン、フィットネストラッカー、電子書籍リーダー、タブレット、ホットスポット、ノートパソコンが次々と壊れていくのにはうんざりしています。これらのデバイスの中で、iPhone が最も重要なものであることは間違いありません。 2007年の最初のiPhoneから最新のiPhone 5sまで、Appleスマートフォンのバッテリー容量はわずか12%しか増加していません。初代iPhoneは1400mAh、iPhone 5sは約1570mAhです。 Samsung Galaxy S5の2,800mAhバッテリーと比較すると、これは確かに哀れなほど小さいですが、後者は画面サイズが5.1インチに大きくなり、バッテリー容量も拡大したため、基本的に大きな変化はありません。 Apple は、エネルギー消費を考慮しながら、iOS ソフトウェアに一定の最適化も行いました。このため、iPhone の推定バッテリー寿命は、ほぼ一貫しています。 iPhone に Retina ディスプレイとより強力なプロセッサが追加されたことを考えれば、これは大きな出来事です。しかし、実際に使用すると、ユーザーエクスペリエンスに大きな改善は見られません。 Apple は最適化によってソフトウェアのエネルギー効率を高めており、たとえば iOS は一定時間操作がないとバックグラウンドアプリを停止しますが、それでも私の iPhone は 1 日中バッテリーを持続させるのに苦労しています。確かに、私はガジェットを頻繁に使用しており、iPhone を他の多くのデバイスやサービスに接続しています。しかし、テクノロジー業界が思い描くユートピア的なつながりのある世界が実現すれば、ほとんどの人が同様の苦境に陥ることになるだろう。噂によると、Apple は画面サイズが大きい 2 つの iPhone 6 モデル (それぞれ 1,800 mAh と 2,500 mAh のバッテリーを搭載した 4.7 インチと 5.5 インチバージョン) をリリースする予定だという。たとえそのニュースが真実だとしても、大きな改善はもたらさないだろう。結局のところ、携帯電話の画面が大きくなればなるほど、消費電力は必然的に高くなります。 Apple の競合他社を見てみましょう。最新世代の Android オペレーティングシステムは、大画面を好む Android 陣営に朗報をもたらす可能性があります。 Nexus 5スマートフォンとNexus 7タブレットに搭載されるAndroid LシステムにはProject Voltaの省エネ機能が組み込まれており、携帯電話のバッテリー寿命を最大36%延ばすことができます。これが今日のモバイルテクノロジーの現実です。より強力なバッテリーが存在しない状況で、企業は既存のバッテリー容量内でバッテリー寿命を可能な限り延ばすために、さまざまな回避策を考え出すために知恵を絞らなければなりません。ウェアラブルデバイスは困難な課題に直面しています。ウェアラブルデバイスの場合、バッテリー寿命がより大きな影響を及ぼす可能性があります。デバイスのサイズによって制限されるため、これらのデバイスのメーカーは、より大容量のバッテリーを使用することができません。これにより、Pebble などの企業も妥協を余儀なくされました。このスタートアップ企業は、液晶画面の代わりに、よりエネルギー効率の高い電子インクディスプレイを使用し、4〜7日間のバッテリー寿命を実現しました。しかし、LGなどの企業は現実を受け入れることを拒否しているようだ。LG G Android Wearスマートウォッチは、ユーザーエクスペリエンスと表示効果の両方の点で一流である1.5インチのフルカラータッチスクリーンを選択している。残念ながら、1回の充電では約1日半しか持ちません。 Shine、Ringly、Jawbone UP24 など、一部のウェアラブルデバイスでは画面を完全に廃止し、データの表示にモバイルアプリケーションと携帯電話の画面のみを使用するものもあります。しかし、少なくともこれらのデバイスは、従来のアクセサリのように、携帯電話のすでに不足しているバッテリー容量をさらに消耗させることはありません。これは Bluetooth Low Energy (BLE) のおかげと言えます。従来の Bluetooth では、常に接続されている必要があるため、スマートフォンのバッテリー電力を大量に消費します。しかし、BLE により、このテクノロジーの効率は大幅に向上しました。 BLE はエネルギーを節約できるかもしれませんが、実際にはスマートフォンのバッテリー容量を増やすことはできませんし、スマートフォンに依存するデバイスの電力を増やすこともできません。この問題の唯一の解決策は、新世代のバッテリー技術です。バッテリーのブレークスルーへの道はどこにあるのでしょうか? エンジニアや科学者たちは次世代のバッテリー技術の開発に懸命に取り組んでおり、中には心強い進歩を遂げた人もいます。しかし問題は、多くの技術革新が実際に商業的に利用できるわけではないということだ。グラフェン電池は、安定性を維持しながら、より小さなスペースとより軽い重量でより多くの電力を蓄えることができます。実験により、シリコンビーズは携帯電話のリチウム電池の容量も増加させることが分かりました。マイクロバッテリーは正極と負極の仕組みも再考し、サイズは小さくても大容量のバッテリーを生み出します。現在、研究者たちは、低コストで携帯電話のバッテリー寿命を2倍にできる可能性のある空気電極技術に興味を抱いています。科学者たちは、バッテリーの微細構造を物理的に再構築して性能と耐久性を向上させるために、カーボンナノマテリアルやその他のナノチューブ技術を現在も研究中です。いくつかのプロジェクトはバッテリー材料の変更を望んでいますが、他のプロジェクトは単に既存のリチウムイオンバッテリー技術の改善を望んでいます。研究によると、シリコンスポンジには独立したエネルギー源として使用できる超薄型スーパーキャパシタプレートがあるため、リチウム電池の性能を向上させることができるそうです。すべて素晴らしいように聞こえますが、これらのバッテリーを使用するデバイスは何ですか?いいえ、これらの技術はいずれも商業的に利用可能ではないためです。希望の光があるとすれば、それは Amprius です。シリコンバレーのスタートアップ企業は、既存のバッテリーの容量を約20％増加させることができる新しいタイプのリチウムイオンバッテリーを開発した。他の新しいバッテリー技術とは異なり、同社の製品はすでに出荷が始まっている。同社は3,000万ドルの資金を調達しており、既存のリチウム電池より50%高い容量を持つ製品の開発に活用したいと考えている。この目標がすぐに達成されることを願っています。しかし、それにもかかわらず、モバイルバッテリーの容量を大幅に変更することは依然として不可能です。より先進的なバッテリー技術をできるだけ早く開発することが最優先事項となっています。この日が遅すぎると、モバイル技術の将来が停滞する可能性がある。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。

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