|
探秘摩托羅拉實驗室：你用過的那些Moto手機都是怎么做出來的？
從誕生于1984年的世界上第一臺手機摩托羅拉“DynaTAC8000X”，到多款大哥大，到旋轉(zhuǎn)滑蓋的摩托羅拉 V70，到薄得象刀片一樣的摩托羅拉RAZR V3，再到首款基于Linux系統(tǒng)的首款智能手機“明”，然后是摩托羅拉的Android機器里程碑，Android系統(tǒng)機型里第一款三防機型ME525 Defy(機油們愛稱之為“戴妃”)等……相信還有很多人，都對摩托羅拉過去的多款手機記憶猶新。
摩托羅拉經(jīng)歷了自己的輝煌，也推出了多款經(jīng)典，但是進入到現(xiàn)在的智能機時代，摩托羅拉的光環(huán)卻似乎被蘋果和三星們掩蓋了。然后現(xiàn)在，它想要依靠Moto X和Moto G手機，再次崛起。對于這個87年歷史的公司來說，背后積累的技術和底蘊無疑是一張最大的王牌。
PingWest品玩探訪了摩托羅拉總部位于芝加哥的實驗室，不僅有圖片，還帶來了實驗室各個負責人的詳細介紹，從物理實驗到電路板再到外觀設計，一起帶你逛個遍，看看Moto手機背后，都是什么樣的技術？
探秘摩托羅拉物理實驗室之：Moto怎么處理手機過熱的問題？
智能手機現(xiàn)在已經(jīng)是手上的一部電腦，它的性能好壞很大程度上是取決于怎么散熱。而Moto產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的副總裁莫爾斯博士，向我們展示了他們研發(fā)的最新散熱材料。
在莫爾斯博士手指的位置，有兩個加熱器來模擬智能手機上的芯片。從圖片上可以看到，右邊只有模擬芯片本身，而左邊的是芯片加上了一種特殊的黑色材料。
在加熱器旁邊，是用來測量溫度的熱成像儀。把電源打開就可以看到，右邊只有芯片的部分溫度升高很快，而左邊附有特殊材料的部分溫度升高要先對慢一些。不僅溫度低一點的芯片散熱也更好，而且，當把電源關掉的時候，它的溫度冷卻還很快，這意味著這種材料表現(xiàn)很好。
探秘摩托羅拉物理實驗室之：Moto怎么做電腦測試？
當年的三防機戴妃一出來，真是驚艷全場。但是你知道，為了保證設計能夠滿足強大的“三防”需求，工程師要做多少實驗嗎？
根據(jù)莫爾斯博士的介紹，要保證手機設計能夠經(jīng)受得起跌落的話，就要在生產(chǎn)之前做好測試。他們會把每一個產(chǎn)品在設計的時候都會創(chuàng)建一個三維的幾何模型，然后把這個模型分成成千上萬的小塊，每個小塊都會有一個特別的數(shù)學表達式來表達，再把它放到電腦里去做一些數(shù)據(jù)的分析。
他們會在不同的角度上做這種模擬，只要發(fā)現(xiàn)有一些角度上有不合格的地方，就把那個關鍵的部位找出來。
上圖右下角的地方就是手機的印刷電路板。他們會模擬這上面大概近兩千個元部件還有焊接點，所有這些部件任何不合格的地方，都在監(jiān)控中。如果發(fā)現(xiàn)了問題，他們就會在模擬設計的過程中改進，在生產(chǎn)真正的產(chǎn)品機型之前就把問題解決。莫爾斯驕傲地說，“當我們把產(chǎn)品制作出來的時候，物理上的測試和電腦的模擬是相當吻合的。”而一個成型的產(chǎn)品大概需要運行1200多個模擬實驗，這就相當于2.5萬個CUP小時。
探秘摩托物理實驗室之：Moto怎么設計材料？
對于材料的熱愛絕對是在摩托羅拉的基因里。當年的數(shù)款產(chǎn)品，很多都是因為對于新材料的大膽啟用最終成為經(jīng)典。
Moto團隊負責材料設計的查理德告訴我們說，Moto每一個手機大概都由一百多種不同的材料組成。
為了理解這些材料的特性和表現(xiàn)，他們需要用實驗來進行研究和評價。他們會采用一個涂料的樣品，再加上兩個攝像機，來監(jiān)控材料的特性，用這個獲取的信息來選擇最佳的材料。它對設計非常有幫助，可以在成品出來之前把它做到最好。
探秘摩托物理實驗室之：Moto怎么進行跌落試驗？
手機設計好之后，需要進行多項測試來確保它的使用。其中很重要的一項就是跌落測試，來看它是否“抗摔”。但是，要做那么多的跌落試驗，總不能每次都拿真機上吧？
測試方法之一是高速攝像，以3000禎每秒的速度來捕捉一些瞬間。在跌落試驗中，他們發(fā)現(xiàn)某一個角度的墜落造成了問題，就會把特定的角度放到電腦模型中，把問題解決掉。下圖就是高速攝像機，它會捕捉手機跌落的細節(jié)，從而幫助工程師對手機進行改進。
除了會在電腦上對手機跌落進行模擬差不多2000多次外，實際的跌落試驗，也就說真正地把機器各種姿勢地摔下去，會做好幾百次。你看到的市面上每一款摩托羅拉手機背后，都有好幾百臺這樣的機器被“犧牲”。
探秘摩托羅拉音頻和聲學實驗室之：Moto怎么同時保持手機的大音量和高品質(zhì)？
請問誰沒有在公共場合被一些雜牌手機的爛音質(zhì)給折磨過？當那些手機以最大音量外放那些激昂的歌曲時，你是不是真的很想逃走？
但是摩托羅拉音頻和聲學實驗室的鮑勃把Moto X的音量調(diào)到最大、在我們面前外放那首節(jié)奏非常歡快的《Happy》時，音質(zhì)仍然是清澈的，沒有絲毫的刺耳感。
鮑勃對自己的團隊非常自豪，他說，這個實驗室絕對是“世界一流的實驗室”，而且團隊成員在聲學和音頻方面的經(jīng)驗，加起來超過了100年。他告訴我們，為了同時保持手機的大音量和高品質(zhì)，他們采用的是“微揚聲器的激光分析技術”。
可以在上圖中看到，手機當中所有跟聲音有關的東西就是在這么小的一個物理空間里發(fā)生的，但它需要在不同的嘈雜的環(huán)境下發(fā)出足夠大的聲音還要保持良好的音質(zhì)，其實非常困難。
摩托羅拉在新產(chǎn)品當中用了很多方法來解決這個問題，比如在Moto G和Moto X Pro里面他們用了兩個前置揚聲器，在Moto X和Moto X Pro里面用了一種叫做智能音頻放大的技術，就是實時地監(jiān)測揚聲器，其中有一個錐形物，那個錐形物它會不停地移動，在屏幕上看到的就是監(jiān)控的這個狀況。
還有一個激光，用激光掃描就把振動模式掃描到電腦當中去了，他們還用這個激光技術創(chuàng)建了一個電腦的模型，所有這些東西都使得手機在哪個頻率下都可以保持好的音質(zhì)。
探秘摩托音頻和聲學實驗室之：奇怪的聲音屏蔽室？
Moto X的智能語音助手非常強大，你可以向手機發(fā)出多種語音指令，比如回復信息或者進行查詢等。但是，在嘈雜的環(huán)境中，如何保證手機可以靈敏地捕捉到用戶的語音指令呢？
我們跟隨者工程師來到了一個布置得非常特別的房間，里面都是吸音材料，非常非常地安靜。進去時還覺得耳朵有一點不適，像是飛機起飛時悶悶的感覺。這就是Moto的聲音屏蔽室，屋子里所有的房頂、墻壁還有地板都是經(jīng)過特殊處理的。
在實驗室里，全都是聲音吸收材料，并設有麥克矩陣，4個麥克風監(jiān)測不同方向的聲音，用這些設備來測量聲音到達麥克風的時間，可以精確到微秒。此外，它還會模擬汽車在高速上或者嘈雜環(huán)境中的聲音，有8個噪聲源模擬不同的噪聲場，可以精確地控制強度和方向，并且會360°旋轉(zhuǎn)以制造噪音。墻壁也是可移動的。
Moto X這款手機總共有4個麥克風，這4個麥克風就監(jiān)控不同的方向傳過來的聲音。正是這個技術，讓Moto Voice這個特性功能可以在Moto X上一直開啟著，等待指令。它自己會知道你是在安靜的環(huán)境中還是在嘈雜的環(huán)境中，還有你的聲音是從哪個不同方向傳來的，然后就把它優(yōu)化，讓聲音指控命令變得更加準確。
在展示過程中，機器人對著手機說了一句話。在當時模擬的嘈雜環(huán)境里，我們這些站在周圍的人都沒有聽清機器人的聲音，但是它前面的手機卻對此做出了回應。鮑勃很得意地說。“我們的競爭者噪音的消除技術，都沒有像我們做得這么好。”
探秘摩托羅拉移動計算實驗室：Moto手機應該怎么省電？
移動計算的實驗室也是手機“獲得生命”的地方。工程師們會把天線、射頻電路設計等放到一個測試板上，來進行測試。在別的公司，為了屏蔽干擾信號，這個實驗室不得不放到地下室里，但是在摩托羅拉，他們卻把實驗室放在了公司的中心，整個實驗室都被銅皮所包著，但卻采取全透明的玻璃設計。圖片上看不清楚的是，在玻璃墻壁中間的夾層里，有很多金屬細絲，這樣可以隔離信號，而且這個實驗室設置了兩扇門，一次只能通過一扇，也是為了屏蔽信號的干擾。
工程設計主管馬特告訴我們，所謂的參考設計是把新的一些創(chuàng)意制作成一種雛形。他和他的團隊會一起把參考設計和其他前沿化需求做到參考電路板上。然后再根據(jù)實際效果，最終縮小很多倍，變成實際安裝在手機里的電路板。可以看到，參考電路板和實際的成品之間，大小差異非常的大。下圖里分別是Moto G和Moto 360的參考電路板和實際電路板的對比。
但是省電又是另外一個問題。這需要硬件軟件等多方面的組合優(yōu)化。比如Moto X的Display功能，就可以讓你在不解鎖整個屏幕的情況下，查看新的通知。而這項功能采用的就是摩托羅拉自己的技術，它可以采用低能量結(jié)構(gòu)，用非主處理器把機器喚醒，這樣消耗的電量會遠比競爭對手直接用主處理器把機器喚醒的方式要少得多。
探秘摩托移動計算實驗室：沒電的手機應該怎么快速充電？
你有沒有過這樣的抓狂經(jīng)歷：一大早起來，發(fā)現(xiàn)昨天晚上忘記給手機充電？
負責Moto手機充電技術的主管說，摩托羅拉急速充電技術(Turbo Charging)可以在15分鐘之內(nèi)把電池充到可以用8個小時，同時他們還在繼續(xù)研究，以后充得會更快。他們的策略是把電池使用時間最大化，充電時間最小化。
下圖展示的兩個手機一個是傳統(tǒng)的充電方式，一個是急速充電方式。可以看到，急速充電的速度是傳統(tǒng)充電的兩倍。據(jù)介紹說，這個技術可以在30分鐘之內(nèi)充滿一半的電量。
探秘摩托羅拉EMC（電磁兼容測試）實驗室：Moto手機要怎么實現(xiàn)4G
這個實驗室是我們參觀過程中最漂亮的一個——黑白的墻面布置非常時尚。要不先猜猜它以前是用來做什么的？
摩托羅拉天線設計工程師凱蒂在這里歡迎了我們的到來。她說，摩托羅拉是LTE 4G的先行者，在2011年就首先推出了一款商業(yè)化4G的芯片，所以還幫助建立了很多行業(yè)標準。
可以看到，最開始設計LTE 4G的測試板是很大的，但是在運營商拿去測試他們的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)時，他們要把雛形的板子設計成黑色的盒子大小。但是這么大的一個東西仍然不可能放在手機或者是平板電腦里，所以他們最終要它做小到非常微型的一個板子上。
對了，揭曉答案。這個實驗室原來是NBC電視臺的播音室，在摩托羅拉搬過來之后，就改做電磁兼容測試了。不過，當師凱蒂在試驗臺后一站，開始講解各個技術細節(jié)時，我還是隱約覺得走到了一個電視節(jié)目中。
探秘摩托EMC實驗室：Moto怎么解決“天線門”？
相信還有不少人曾記得蘋果的“天線門”事件。
當時iPhone 4的用戶發(fā)現(xiàn)用手握住iPhone 4的頂端或下方之后，手機信號會迅速減弱，甚至會出現(xiàn)通話掉線的情況，而喬布斯直接回復用戶說，“你最好換一種方式握手機。”這讓市場當時一片嘩然。雖然蘋果強大的公關能力把人們的質(zhì)疑壓了下來，但是，蘋果還是迅速上市了保護套以改善這個問題。
有趣的是，那時，摩托羅拉還在《紐約時報》刊登了巨幅廣告，宣傳自己的Droid X，還順便嘲笑了iPhone 4的信號問題。摩托羅拉在廣告中稱：“我們的手機采用了雙天線設計。這樣的設計允許你用任何方式拿著它，并在任何地方進行清晰通話。”
看回現(xiàn)在，凱蒂向我們展示的動態(tài)天線調(diào)節(jié)技術，就是解決類似“天線門”的問題。它是摩托羅拉最新的一個革新項目，在手機內(nèi)部安裝有一種結(jié)構(gòu)可以自動探測到你的手，這樣你的手在抓著電話的時候它就可以探測到，根據(jù)探測到的信息來調(diào)節(jié)天線。而凱蒂也在現(xiàn)場進行了演示對比。
事實上，手確實會對信號有一個影響。我們看到，在一個普通手機上，當你把手放上去的時候，馬上可以看到輻射的能量降低了，而當你把手移開的時候能量又恢復到原來的水平了。
但是當動態(tài)調(diào)節(jié)天線功能開啟的時候，當凱蒂把手放在手機上的時候，輻射的能量下降了，可是因為動態(tài)調(diào)節(jié)功能，輻射很快又開始恢復。同樣當把手移開的時候，輻射的能量又回到了最初的水平。
這項動態(tài)天線調(diào)節(jié)技術，可以讓手機有更強的信號、更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更長的電池使用時間。
探秘摩托設計實驗室：Moto手機的外型是怎么來的？
摩托羅拉現(xiàn)在主打的一個特點是個性化定制。無論是想要定制手機外殼的顏色還是材料，你都可以在官網(wǎng)進行操作。吉姆是摩托羅拉消費者體驗設計的全球主管，他告訴我們，摩托羅拉的主要特點之一就是設計師和工程師很緊密地結(jié)合在一起，這樣他們有更快的速度把想法和設計技術去測試體驗。
有著漂亮紋身的萊斯麗，是CMF（顏色、材料和工藝處理）團隊的成員。她的工作很酷，是把大家所看到的全球的流行趨勢，“翻譯成”摩托自己的產(chǎn)品。也就說，研究如何讓Moto的手機更潮。
他們要和很多不同的部門，包括銷售部門、市場部門、工程師、供應商等一起合作，最后才把一些成品帶到這里來。所有我們看到的東西有一些是已經(jīng)發(fā)售的產(chǎn)品，有一些還正在計劃中，而有一些可能是永遠不會發(fā)售出去的，因為“我們只是做來玩的”（任性臉）。但是所有的材料都是真實的材料，因為他們想通過這樣的方法打造最屬于個人的產(chǎn)品。
這張桌子上的研究是如何讓這個顏色成為手機上的顏色，這些是不同材料手感的詮釋，這些自然材料的采用。有一些原始的皮質(zhì)，跟美國全球有名的叫Horween的百年品牌一起合作；這些竹子也通過認證的真實竹子；木頭有胡桃木、柚木、烏木等。
探秘摩托設計實驗室之：摩托怎么為下一代產(chǎn)品做模具？
邁克負責所有產(chǎn)品的模具的安排和管理。這個實驗室里的人都有自己藍色的工作服，背后印著“Motorola”的標識，前面則是他的名字。胖胖的邁克是個光頭，再加上他戴著的紅色領結(jié)，看起來覺得有點像柯南里的阿笠博士。
模具工作間是真正正在工作中的實驗室，他們正在為下一代產(chǎn)品做一些模具的實驗。不過，根據(jù)生產(chǎn)模具精細度的不同和時間長短分成了好幾個工作坊。
首先一個區(qū)域主要是3D打印機，還有著名MakeBot的機器。設計師們一頓午餐的時間就可以做好一個模具，不過這道工序仿真度相對低一些。
接下來取得是仿真程度高一點的模具室。里面還躺著幾個模型。“阿笠博士”把手伸到里面，抓了一把白色的粉末，我們才知道原來打印的原材料是石膏。它利用石膏和一個有顏色的膠打造模具，由于不同顏色的膠會粘合在一起，肉眼粗看起來還挺像真的。這個工作間一個小時就能做一個模具出來。，不僅快而且成本也不高，用完了還可以再回收接著用。
再厲害的一點的就要用到塑料的材料了。它比剛才石膏的仿真度高了四倍，所以可以做很薄的一些元件，把真正的元件放到里面去。下要做真正的軟膠性的模具，里面是一個激光切割機，對不同的元件進行切割，也用來做紋路的切割和打造，比如其中一臺機器就是用于360手表表帶的切割。
另外一個是數(shù)碼打印機，在手機上打印不同的圖案。因為工程師知道我們要來，所以剛好在打印一條龍。這些機器都是24小時*7天不停歇地運轉(zhuǎn)。
這差不多就是一步摩托羅拉手機的研發(fā)和設計之旅了。而如果你對摩托羅拉實驗室之外的事情，比如他們的工作環(huán)境和工程師們的小癖好等也很感興趣，我們還會有更多圖片放出。 |
