Чтобы воплотить это будущее в жизнь, в Сеуле, Сан-Франциско и Милане  были открыты лаборатории Experience and Insight (E&I) нового подразделения Samsung Research – передового научно-исследовательского центра, который отвечает за разработку технологий для потребительских продуктов Samsung.

△ Федерико Казаленьо, старший вице–президент и руководитель лаборатории E&I Samsung

Изучение опыта и его значение

Благодаря новым технологиям пользователи получают все более комплексный опыт, но иногда инновации оказываются слишком сложными. Об этом важно помнить, учитывая, что, по прогнозам, у каждого человека в среднем будет более 20 подключенных устройств, а у типичной семьи – почти 40[1]. Поэтому при разработке в первую очередь необходимо сосредоточиться не на продуктах, а на опыте, который они предоставляют.

Федерико Казаленьо определяет такой опыт как впечатления пользователей от применения устройств и сервисов в течение определенного времени. Это относится не к технологиям (они – лишь часть общей картины), а ко всему процессу взаимодействия человека и решения (продукта, услуги или пространства).

Лаборатория E&I изучает именно этот процесс. Исследования должны обеспечить лучшее соответствие опыта, предоставляемого Samsung, потребностям людей, а также сделать использование устройств и сервисов более простым и приятным.

Ужин дома – простая иллюстрация концепции опыта. Воспоминания о вкусной еде в окружении родных и близких могут оставаться с нами на всю жизнь. Мы помним блюда, разговоры и атмосферу уюта, но не приложение, которое использовали, чтобы купить продукты, и не бытовую технику, с помощью которой готовили. Специалисты Samsung стремятся разработать лучшие устройства, в которых применяются передовые технологии, но они – лишь инструмент. Пользователи приобретают не просто устройства, а опыт, который они предоставляют.

Компании, ориентированные на процессы, обычно сначала разрабатывают технологии, а затем ищут способы продать их людям. Но компания, для которой главное – опыт, должна быть готова отказаться от разработки новой технологии или даже от уже созданной, какой бы впечатляющей она ни была, если она не предоставляет пользователям желаемый опыт.

Разницу между решением и впечатлениями от его использования хорошо иллюстрирует шагомер на смартфоне или носимом устройстве. С инженерной точки зрения, важно то, как работает программа и насколько она точна. Правильные подсчеты имеют большое значение. Но, в идеале, эти факторы остаются невидимыми для пользователей. Рассматривая программу с точки зрения дизайна, ориентированного на человека, разработчики учитывают, что именно подсчёт шагов означает для пользователей. То есть смотрят на то, как этот опыт помогает им в жизни. Специалистам нужно ответить на вопросы: «Что дает пользователям технология подсчета шагов? Какие вещи, не обязательно связанные с технологиями, важны для людей, которые применяют шагомер?»

Подход Samsung к созданию продуктов уникален тем, что он направлен на устранение несоответствия между передовыми технологическими достижениями, дизайном и человеческими потребностям. Такой подход основан на глубоком понимании образа жизни пользователей, начиная с самых ранних этапов разработки инноваций. Специалисты лаборатории E&I изучают технологии Samsung через призму их взаимодействия с человеком и используют полученные знания для разработки решений, которые делают жизнь проще.

△ Сотрудники лаборатории E&I

Новая лаборатория Experience and Insight (E&I)

Задача лаборатории E&I – помочь Samsung лучше понять потребности, стремления и образ жизни людей, чтобы предоставлять им значимый опыт с помощью инновационных продуктов и передовых технологий. Исследователи достигают этого, изучая тренды, а также культурные, социальные и технологические изменения, а затем применяя полученные знания в процессе проектирования, создания прототипов, внедрения и реализации концепций продуктов.

Лаборатория E&I концентрируется на инновациях с точки зрения человека и человечества. Цель  лаборатории E&I – взаимодействовать с пользователями и учиться определять, в чем отличия между возможностями технологий и их предназначением. Лаборатория E&I концентрируется на инновациях с точки зрения человека и человечества.

Новый подход лаборатории E&I Lab и ее многопрофильной команды заключается в предоставлении людям впечатлений. Специалисты лаборатории определяют потребности пользователей на основе глубокого понимания человеческих ценностей, поведения и образа жизни, а затем – разрабатывают решения для удовлетворения этих потребностей.

Факторы, которые когда-то считались не связанными с дизайном, при подходе, ориентированном на человека, становятся принципиально важными. К ним относятся не только социально-экономические тенденции и проблемы, но также мультикультурализм, гендерная интеграция, состояние окружающей среды и многое другое. Центральное место в подходе Samsung занимает понимание того, что мы живем в сложной экосистеме вместе с другими людьми разных культур и взглядов.

Лаборатория стремится продвигать новый образ мышления, основанный на идее, что люди учитывают не только на технические характеристики и функции, выбирая продукт или сервис. Например, пользователю не нужна камера сама по себе: ему нужен способ рассказывать истории, а значит – опыт съемки и обмена контентом, который предоставляет фотоаппарат.

Нельзя стремиться к прогрессу ради прогресса, он должен быть результатом синергии между технологическими достижениями и персонализированным дизайном, открывающим безграничные возможности с точки зрения предоставления людям желаемого опыта.

Специалисты лаборатории стремятся достичь этой синергии, используя широкие инженерные возможности Samsung и свою экспертизу в разработке продуктов, сосредоточившись на опыте, желаниях и потребностях людей. Эта синергия сделает Samsung мировым технологическим лидером, ориентированном на опыт пользователей. 

Подход лаборатории Experience and Insight (E&I)

В чем проявляется ориентированный на человека подход E&I Lab к дизайну? Этот подход проявляется в знаниях о потребностях пользователей , для которых мы проектируем, и понимании значимости опыта, который могут им предоставить технологии.

Эта работа подразумевает быстрое создание прототипов и воплощение идей в жизнь. Мы выходим за рамки традиционного прототипирования вещей и вместо этого мы прототипируем «проблемы», то есть вопросы, на которые мы пытаемся ответить, или потребности и желания в опыте, которые мы пытаемся удовлетворить.

Хороший дизайн начинается с определения задач – того, что на самом деле необходимо пользователям. Только когда мы уверены, что нашли проблему, мы можем приступить к разработке прототипа и любого решения, учитывая пространство, опыт взаимодействия или даже рассказывая историю. Ведь прототип – это лишь возможное воплощение дизайна.

По сути, такое прототипирование требует взаимодействия с теми, для кого создаются инновации. Мы постоянно получаем обратную связь, что позволяет нам учиться и совершенствоваться. Наш ориентированный на челрвека подход сознательно выходит за рамки определенных дисциплин, ведь главное в нем – не технологии. Мы придерживаемся междисциплинарного подхода, потому что людей нельзя отнести к одной категории, и опыт, который мы хотим реализовать, очень комплексный.

Переосмысление опыта

Мир изменился. Сегодня стать технологическим лидером можно только учитывая культурные особенности и придерживаясь гуманного подхода. По мнению лабораторит E&I, IT-компания может быть успешной, только когда ее деятельность ориентирована на человека и человечество в целом.

. Пандемия COVID-19 продемонстрировала, что людям не нужны технологии как таковые: им нужны решения, которые улучшают жизнь и помогают двигаться к цели. Поэтому мы в лаборатории опыта и анализа хотим переосмыслить опыт разработки с технологической точки зрения. Если говорить о дизайне – сегодня успех дизайна должен определяться тем, насколько в нем отражены социальные и экологические потребности человечества.

«Лаборатория E&I расширяет границы, рассматривая картину в целом и определяя, какие проекты будут востребованы рынком,, критически переосмысливая их и взаимодействуя с пользователеями  на протяжении всего процесса . В результате мы создаем технологии, которые отвечают  целям и потребностям людей», – отметил Федерико Казаленьо, старший вице-президент и руководитель лаборатории E&I Samsung.

[1] Брент Хеслоп, «К 2030 году у каждого человека будет 15 подключенных устройств – вот что это значит для вашего бизнеса и контента», MarTech Advisor, 4 марта 2019 г.

В последнее время концепция дисплеев меняющейся формы^[1] стремительно набирает популярность, поскольку в них сочетаются высокое разрешение изображения и портативность. Несмотря на то, что технология все еще находится на стадии становления, ученые уже тщательно изучили потенциал такого типа экранов, способных тянуться во всех направлениях, меняя форму.

Прорыв в области растягиваемых дисплеев и датчиков

Исследователи из научно-исследовательского центра Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), специализирующегося на передовых технологиях будущего, опубликовали в авторитетном научном журнале Science Advances исследование^[2] о дальнейшем развитии тянущихся устройств.

В ходе исследования ученым удалось достичь стабильных показателей растягиваемого устройства с высоким коэффициентом удлинения. Кроме того, научная работа впервые в отрасли продемонстрировала коммерческий потенциал тянущихся гаджетов, особенно в сочетании с рядом существующих полупроводниковых процессов.

Исследователи SAIT смогли объединить растягиваемый органический светодиодный (OLED) дисплей и датчик фотоплетизмографии (PPG) в одном устройстве с форм-фактором «растягиваемой электронной кожи», измеряющим и отображающим частоту сердечных сокращений пользователя в режиме реального времени. Успех этого примера доказывает возможность и других способов применения технологии. Ожидается, что благодаря исследованию тянущиеся устройства получат еще большее распространение в будущем.

▲ Исследовательская группа SAIT, которая продемонстрировала практическое применение растягиваемых устройств: главный исследователь SAIT Organic Material Lab Чжон Вон Чунг (соавтор), главный исследователь Ёнджун Юн (автор–корреспондент) и штатный научный сотрудник Ёнджун Ли (первый соавтор)

OLED-экран, который можно растянуть на 30%

Одним из самых важных результатов исследования стало измерение состава и структуры эластомера, эластичного и упругого полимерного соединения, и определение того, как использовать существующие процессы производства полупроводников, чтобы впервые в отрасли нанести его на подложки тянущихся OLED-дисплеев и оптические датчики кровотока. Затем ученые на практике подтвердили, что сенсоры и дисплей продолжают работать и их характеристики не ухудшаются даже при растяжении до 30%.

▲ Система SAIT Proto

Чтобы проверить свои разработки на практике, исследователи SAIT прикрепили растягиваемые датчики сердечного ритма PPG и систему OLED-дисплея к внутренней стороне запястья пользователя рядом с лучевой артерией^[3]. Таким образом удалось доказать, что движение запястья не сказывается на работе устройства даже при растяжении на 30%. Результаты исследования также подтвердили, что датчик и OLED-дисплей продолжают стабильно работать даже после 1000 растягиваний. Кроме того, выяснилось, что при измерении сигналов во время движения запястья датчик улавливает пульс пользователя в 2,4 раза точнее, чем зафиксированный кремниевый сенсор.

«Особенность этой технологии в том, что с ее помощью вы можете измерять биометрические данные в течение длительного периода без необходимости снимать устройство во время сна или физических упражнений, поскольку электронный патч практически не ощущается на коже. Вы также можете просматривать биометрические данные прямо на запястье, не передавая их на другие гаджеты, – пояснил главный исследователь Ёнджун Юн, автор статьи. – Данную технологию можно использовать в носимых медицинских устройствах для взрослых, детей и младенцев, а также пациентов с рядом заболеваний».

▲ Ёнджун Юн, главный исследователь и автор-корреспондент

Преодоление технических проблем с помощью эластичных материалов и конструкции

Внедрение технологии тянущихся дисплеев – непростая задача, поскольку обычно, если экран растягивается или меняет форму, гаджет ломается, либо начинает работать менее эффективно. Для решения этой проблемы необходимо, чтобы все используемые в конструкции устройства материалы и детали, в том числе подложка, электрод, тонкопленочный транзистор, излучающий слой и датчики, были физически растяжимыми и при этом сохраняли свои электрические свойства.

В итоге ученые из SAIT заменили пластик, ранее применявшийся в растягивающихся дисплеях, на эластомер. Полученная в результате система впервые в отрасли сочетает дисплей и сенсор с использованием процессов фотолитографии для создания микротекстур и обработки больших площадей.

Эластомер – современный материал с высокой эластичностью и упругостью, но возможности его применения в существующих полупроводниковых процессах ограничены из-за чувствительности к нагреванию. Чтобы справиться с этой проблемой, ученые повысили термическое сопротивление материала, изменив его молекулярный состав. Кроме того, они химически интегрировали определенные цепочки молекул для сопротивления материалам, используемым в полупроводниковых процессах.

«Мы использовали “островную” структуру, чтобы сократить напряжение^[4], вызванное растяжением устройства, – пояснил соавтор статьи Йонгджун Ли. – Особо высоким этот показатель был в эластомере, у которого относительно низкий коэффициент упругости^[5] и, следовательно, большая способность менять форму. В результате нам удалось минимизировать нагрузку на OLED-пиксели, более уязвимые к давлению. Мы применили растягивающийся электродный материал (потрескавшийся металл), который сопротивляется деформации, в области, где используется эластомер, поэтому промежутки и электроды между пикселями смогли сжиматься и растягиваться, но пиксели не деформировались».

▲ Металлические электроды с OLED и «трещинами» в островной структуре

▲ Ёнджун Ли, научный сотрудник и соавтор статьи

Коммерческое применение

Растягиваемый сенсор был создан, чтобы непрерывно измерять сердечный ритм пользователя с высокой степенью точности по сравнению с существующими датчиками, применяемыми в носимых устройствах. За счет более плотного прилегания к коже удается снизить неточности показаний, вызванные движением^[6].

Разработанные учеными SAIT растягиваемый датчик и OLED-дисплей были созданы благодаря стремлению преодолеть ограничения современных устройств и техпроцессов, в том числе доступных эластичных материалов. Данная работа имеет большое значение, поскольку ее результатом стало создание более химически- и термостойкого эластомера, что расширяет возможности для коммерческого применения тянущихся устройств с большими экранами высокого разрешения в будущем.

«Наши исследования все еще находятся на начальной стадии, но мы стремимся создать и коммерциализировать растягивающиеся устройства за счет повышения разрешения, эластичности и точности измерений до максимального уровня, – отметил главный исследователь Чжон Вон Чунг, первый соавтор статьи. – Помимо датчика сердечного ритма, который мы использовали в прототипе, мы намерены интегрировать в тянущиеся устройства сенсоры и меняющие форму экраны с высоким разрешением для отслеживания таких показателей, как насыщение крови кислородом, ЭКГ и артериальное давление».

 ▲ Чжон Вон Чунг, главный исследователь и соавтор

[1] Экраны со значительно меньшим размером пикселей, что дает больше свободы при определении их формы

[2] Название доклада: «Автономный патч для мониторинга состояния здоровья в реальном времени»

[3] Поверхностная артерия предплечья, которая обычно используется для измерения пульса.

[4] Сила сопротивления, которая создается в материале, когда он сжимается, изгибается, закручивается или к нему применяются другие внешние силы.

[5] Коэффициент эластичности, отражающий степень растяжения и деформации объекта.

[6] Эффект артефактов, вызванный движением.

Работа, описанная в документе, объединяет такие области, как искусственный интеллект, взаимодействие с пользователем и эмоциональные вычисления. Все это для того, чтобы сделать опыт потребителей богаче, за счет нетривиального сочетания произведений искусства и музыки.

«Мы предложили метод, который учитывает стиль картины (классический, барокко, импрессионизм и тому подобное) и эмоции, которые она передает, чтобы автоматически подбирать музыку, которая лучше всего подходит для сопровождения изображения», — отметил ведущий автор статьи, штатный инженер Samsung Advanced R&D Group Анант Байджал.

Исследование рассматривается для коммерческого применения во флагманских продуктах Samsung, в том числе в недавно анонсированных телевизорах Neo QLED, а также интерьерных устройствах вроде The Frame.

В режиме Ambient на QLED ТВ и в режиме «Картина» на The Frame можно отображать произведения искусства, когда устройства не используются. Научно-исследовательская группа хочет усовершенствовать эту функцию, добавив возможность автоматически подбирать музыку на основе анализа изображения на экране. Первые испытания технологии подтверждают эффективность их подхода.

«Когда на телевизор загружают изображение, например, картину или фотографию, наши алгоритмы искусственного интеллекта изучают его и рекомендуют подходящий трек в стриминговом сервисе, которым пользуется владелец устройства», — добавил Байджал.

В ходе дальнейшей работы над технологией планируется добавить в алгоритм и другие показатели: погода, время суток, местоположение и активность пользователя, а также его персональные предпочтения.

Исследования сотрудников Advanced R&D охватывают множество дисциплин, в том числе искусственный интеллект, big data и сетевые возможности. Они также отвечают за разработку футуристических концепций и прототипов продуктов. Samsung Electronics подала множество международных патентных заявок, касающихся концепций, компонентов и сценариев использования данной технологии.

1 ICCE — флагманская конференция IEEE организации Consumer Technology Society (ранее IEEE Consumer Electronics Society), которая ежегодно проходит в Лас-Вегасе, США, одновременно с мероприятием Consumer Electronics Show (CES).