《连线》：Project Ara如何再造智能手机

    美国《连线》杂志网络版周二刊登题为《添砖加瓦：Project Ara如何再造智能手机》 (Building blocks: how Project Ara is reinventing the smartphone)的评论文章称，为 了全面完善模块手机的理念，谷歌的Project Ara项目采用很多从未在大众消费电子产品中出现过的技术。但如此尖端的产品却并未瞄准高端用户，而是 着眼于50亿尚未拥有智能手机的人。不仅如此，谷歌还希望通过这一项目彻底改变当今手机硬件市场的格局，直接对接零部件企业和终端消费者，富士康和三星等 传统巨头可能因此消失。
以下为文章主要内容：

集装箱模型
在加州桑尼韦尔的一间普通的办公室里，很多尺寸相同的木板和发泡板被拼装到一起，组成了一个临时的集装箱模型。里面挂着一盏没有点亮的灯泡，下面放着一些简单的家具和一张桌子，桌子上摆着许多乐高积木。这些积木可不是用来玩的，它们是各种电子模块的替身，有朝一日可能会被用在Project Ara手机里——从理论上讲，有了这种手机，人们今后只要更换不同的零部件即可完成硬件升级，而不必购买全新的手机。
Project Ara的开发者之所以建造这样一个模型，是为了研究各种可能的零售体验，帮助人们组装自己的手机。他们甚至考虑开发一种无创生物扫描仪，通过探测用户的皮电反应来简化选购过程中的用户体验。负责开发这个奇异项目的，则是谷歌的高等技术和产品集团(以下简称“ATAP”)。

Project Ara主管保罗·埃雷蒙科
在ATAP，乐高积木这样的简单东西却可以代表极其复杂的创意。这里的工程师和设计师正在使用多种未经验证的未来技术开发一种全新的手机。他们希望降低手机的成本，让50亿人都能买得起。为了实现这个目标，他们需要开发一套硬件厂商生态系统，甚至可能挑战富士康和三星这样的老牌巨头。Project Ara主管保罗·埃雷蒙科(Paul Eremenko)表示，他们计划开发“人类历史上最具定制性的大众产品”——他说这话时，语气中没有丝毫的讽刺意味。
他和他的团队只剩下一年的准备时间。
艰巨挑战

模块化
Project Ara的整体项目规划已经对外宣布，但也不可避免地遭遇了很多质疑。他们将开发一个金属“内骨骼”，以此作为整部手机的基础核心，然后鼓励硬件厂商设计与之匹配的模块，从而直接插到插槽中使用。摄像头、屏幕和其他智能手机的常见功能都将以模块的形式存在——就连处理器和电源接口也是可以拆卸和更换的。

插槽
但ATAP还要克服很多艰巨的挑战。早在iPhone诞生前，移动技术就已经走上了全面集成的道路。将尽可能多的元件整合到一个电路板或一个芯片上，的确可以带来很多无法忽视的好处。这种集成模式可以节约电量、降低重量、缩小厚度、压缩成本，诸如此类，不胜枚举。

在解决模块化设计遭遇的种种问题时，ATAP几乎都想出了令人惊喜的全新方案。其中绝大多数创新之前从未在大众消费电子产品中使用过。本周，ATAP将举行首届开发者大会，硬件厂商届时也可以了解这项技术，了解如何为Project Ara开发模块。
但首先要明白的一点是，Project Ara从技术上讲并不是一部手机，它甚至不能算是一个项目。它更像是一个任务——ATAP的最终目标是为谷歌交付一款可行的产品，并使之掌握一个硬件生态系统的管理权——埃雷蒙科和他的团队不只是在开发一系列概念验证原型产品，他们还试图在既有的行业内创造一个新的行业。
谷歌Project Tango项目同样出自ATAP的手笔，该部门的任务是构思各种创意，然后将其付诸实践。这些项目不像Google X的无人驾驶汽车或谷歌气球项目那样天马行空，因为该团队的所有成员都自愿接受了2年的项目期限，承诺届时将会开发出成品，并向普通消费者销售。
这一理念借鉴自美国国防部高等研究计划署(以下简称“DARPA”)，埃雷蒙科和他的老板雷吉纳·杜甘(Regina Dugan)之前都曾任职于那里。杜甘2012年加盟谷歌，负责整个ATAP部门。该部门隶属于摩托罗拉移动，但在联想收购摩托罗拉移动的交易中，谷歌却保留了ATAP。从该部门所从事的项目来看，背后的原因不难理解。
技术创新
在ATAP内部，有很多关于“DARPA创新模式”的讨论。这种模式的实质就是利用尖端科技追求现实目标，而不仅仅是开展纯粹的理论研究，也不是以新的方式改造既有技术。ATAP还在与其他企业或高等院校展开合作，以令人惊喜的方式解决用户在使用模块手机的过程中可能遭遇的各种问题。
例如，由于硬件的物理位置相隔较远，所以通讯速度会有所减慢，但ATAP却希望通过提前一两年将所谓的“UniPro”通讯标准推广到大众市场来解决这个问题。埃雷蒙科表示，一旦各种模块都采用UniPro标准，Project Ara手机就足以克服传输速度问题——因为这种技术可以为同一设备组成的网络带来10Gb的数据吞吐能力，所以只会产生几微秒的延迟。对于存储和蜂窝网络等功能来说，这已经足够好了。但对内存而言，或许还不够快，所以内存仍然要与处理器安装在同一个模块上。
Project Ara的各种模块之间需要相互传输数据，但物理连接通常不够稳定。所以，这些模块转而采用了“电容互连”技术。从理论上讲，这种无线传输技术更加可靠，尤其是在高速模式下。由于比物理插脚体积更小，所以电容板还有助于节约模块空间。
具体到固定模块的装置上，物理插销对精度要求更高，而且极易损坏。所以，Project Ara手机将采用电永磁体来固定模块。“这就像是一种介于永磁体和电磁体之间的东西，它可以开启和关闭。”埃雷蒙科解释说，“它使用电脉冲来切换这两种状态，但这却是一种无源元件，所以无论是在开启还是关闭状态下，都不会耗电。”用户可以借助手机上配备的一款应用开启和关闭这种磁体，而由于开启状态的吸力达到30牛顿，所以足以在手机摔落时避免模块脱离机身。
Project Ara还在与3D Systems合作开发一种全新的3D打印机，以便实现定制外壳的批量生产——每一个模块背面都会附带一个塑料外壳。埃雷蒙科解释说，3D打印机的喷头正常情况下会来回移动，每完成一个阶段后都会停下来。而这套新系统将很多“瓷砖”放到巨大的“跑道”上，这样一来，3D打印机的喷头便可在椭圆形的轨道上快速移动，免去了部件设置的等待时间，也无需处理开始和停止时产生的惯性。除此之外，该系统还可以提供600DPI的精度，并实现全彩打印，甚至具备次微米级的RMS表面抛光，使得整个系统可以打印出光滑的抛光效果。

模块化手机
虽然这些理论听起来很好，但似乎需要等待很多年的时间才能最终走出实验室。不过，这恰恰是DARPA的理念所在。埃雷蒙科表示，ATAP的项目不会只停留在理论或演示阶段，而是会以令人信服的规模付诸实践。
着眼实践
具体到Project Ara，所谓令人信服的规模，指的是不仅要生产引人注目的原型产品，还要让模块开发者能够真正生产与之配套的硬件，将“内骨骼”投入生产，甚至将上述所有元素都融入成品，最终上市销售。只有到那时，Project Ara才算取得了成功，也只有到那时，他们才准备真正将其交付给谷歌，并由其负责处理随后的销售事宜。倘若无法达到这种状态，就无法解决所有的技术问题和市场风险。由于DARPA要说服军方采用相关技术，所以也秉承了同样的理念。
埃雷蒙科表示，DARPA在这方面面临着很多挑战，因为只是开发一个原型产品，或者只在实验室里演示成功，根本无法引起军方的兴趣。“例如，我们对军方说：‘瞧，我们秘密演示过了。空军可以采用了。’但空军却会说，他们完全没有兴趣。”事实上，埃雷蒙科在DARPA从事的项目与Project Ara有很多相似之处，尤其是在无线通讯技术领域。

模块内的芯片
与在ATAP一样，DARPA的每一项技术创新都有实际的目的。埃雷蒙科也认为，一旦ATAP能够解决重量、电池续航、尺寸等问题，便将对消费者形成重大吸引力。他希望能在今年晚些时候的原型产品中实现理想的水平——在各项要求上与同等配置的集成手机保持大约25%的差距。
即便如此，在现有智能手机的基础上缩短25%的续航时间，同时增加25%的重量和厚度，似乎并不是一个有吸引力的方案。但ATAP还是认为，以此换取模块手机带来的种种好处还是值得的。例如，有些电池或许能够以牺牲循环次数为代价，提供两倍的常规续航时间。这种产品永远无法进入主流手机中，因为厌恶风险的大型OEM厂商不会尝试这种技术。而在使用了ATAP提供的开源设计工具后，小型硬件制造商则可以以远低于全面集成产品的成本，开发和销售各种模块。
目标用户
尽管定制外壳和超级电池或许可以吸引高端用户，但富裕人群绝非Project Ara的唯一目标，甚至不是主要目标。“我们不想开发只有硅谷的书呆子才会喜欢的东西。”埃雷蒙科说。对他们来说，更重要的目标是尚未使用智能手机的50亿人。



原型机
ATAP希望明年能够推出所谓的“灰色手机”。这是一款极其简单的设备，除了处理器、WiFI模块和屏幕外，几乎没有什么多余配置。这种手机的物料成本预计只有50美元(但零售价格会根据谷歌的利润目标而有所调整)。消费者可以购买和使用灰色手机，也可以使用手机上附带的应用购买升级模块或定制外壳。
“没有一款集成手机曾经拥有过50亿用户。”埃雷蒙科说。但他相信，采用Project Ara平台的设备可以达到这一规模。这正是开头提到的集装箱的用途——这只是Project Ara考虑的众多零售体验之一。
“等到这款产品面市时，它将是人类历史上最具定制性的大众产品。”埃雷蒙科说。从定制水平上看，与之最为接近的“恐怕只有墨西哥卷了”。他开玩笑道。但关键问题在于，等到Project Ara梦想成真时，人们可能会面临过于繁杂的选择，无论是从美学上还是功能上，都难以做出抉择。
选择悖论
与模块手机本身一样，“选择”似乎是理论意义大于实际意义。“当面临选择时，如果规划不当，或者呈现方式不当，就有可能把事情搞砸。人们面临选择时往往很有压力，经常会不知所措。”
为了解决这种选择悖论，Project Ara团队开发了一种预装在设备上的应用，提供了一种独特的社交体验。通过所谓的“朋友模式”，用户便可将自己的手机配置告知好友，让对方克隆自己的配置。他们还在研究一种无创生物扫描仪，可以对用户的瞳孔放大和流汗情况进行测量，以确定用户是否因为面临选择而感到紧张。不过，这套系统似乎短期内不太可能实现。
谷歌还将设立零售店来销售手机模块，以及3D打印的塑料外壳。然而，谷歌不会销售亲自销售模块，而是会将这项工作交给硬件合作伙伴。倘若Project Ara获得成功，谷歌就将拥有一项足以匹敌——甚至超越——Android的业务。
但更重要的是，Project Ara还会在整个移动行业引发连锁反应。他们的目标之一是让整个硬件生态系统更加民主，更加开放，甚至彻底抛弃OEM厂商这一环节，以便让零部件开发者直接与消费者对接。
当摄像头公司或电池公司想要进军智能手机时，必须要同时说服工厂和智能手机公司。但如果能够直接卖给消费者，那么Project Ara就可以彻底抛弃富士康和和硕等大型代工企业，甚至连三星和HTC这样的Android手机厂商都会因此消失。“我们希望将决策权交给用户，不再让零部件开发者通过OEM来实现这一目标。”埃雷蒙科说。
毫无疑问，Project Ara的确是个野心勃勃的项目。通常而言，一个项目从研发到推向市场，都需要数十亿美元的资金，而且要花费数年时间。而ATAP却只有3名谷歌全职员工，外加为数不多的合同工，还有一些为其供应关键零部件的外部厂商。他们试图在两年时间内完成所有的计划，这么短的时限与这个项目本身一样疯狂。
“有时间压力的创新是高品质的创新。”埃雷蒙科说，“这通常可以绕过繁文缛节，绕过犹豫不决，增强决策能力。不仅如此，规避风险的倾向也会因此消失。”
Project Ara无疑是一套复杂的系统。所有的零部件必须相互配合，而且要实现数据互通，所有的效果都必须达成预期。而且还要确保所有的模块都能生产出来，但这显然不是板上钉钉的事情。即使一切都实现，可能仍然不足以吸引所有人，毕竟，它可能令人困惑，可能体积偏大。然而，尽管可能存在种种不足，它仍将成为手机市场几年之内最令人期待的产品。