《科思创材料为智能音箱披上时尚外衣》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-01-10
  • 科思创 在刚刚过去的2019年,智能语音交互技术飞速发展。据Research and Markets研究报告显示,全球智能语音市场持续显著增长,预计到2020年,全球语音市场规模将达191.7亿美元。其中,智能音箱是语音交互中有潜力的应用设备之一。 2014年,亚马逊推出了首款带有智能语音交互技术的音箱Echo,宣告智能音箱率先成为AI产品的突破口。作为智能家居生态圈的“入口”,各大互联网公司积极抢占这个市场,经过这几年的迅速发展,智能音箱的定价已从均价上千降低到几百到几十元不等。 当今音箱的设计趋势是越来越小巧美观,并且价格经济,因此在智能音箱的设计过程中,音质性能常常不得不被牺牲。 其实消费者们对智能音箱的音质有着更多的期待和要求。根据高通发布的《2019使用现状调研报告》,对于智能音箱购买者而言,音质远比价格更重要。有73%的用户期望他们的便携式、无线音箱能以大音量播放音乐,同时不会损失音质。 而想要打造一款业界一流的消费级智能音箱,音质与设计两者缺一不可。决定音质的要素除了昂贵的扬声器单元和超大的音腔体积之外,音腔的形状设计、工艺密合度和材料选择也对增益音频辐射、减少共振与失真起到很大作用。 说到材料的选择,就不得不提一下聚碳酸酯PC。PC塑料是一种具备高冲击强度、高尺寸稳定性的“透明金属”,广泛用于汽车饰件、家居商品及电子产品。 科思创应用于智能音箱谐振腔的独特模克隆?PC,既有PC材料的优异的硬度、尺寸稳定性,及卓越的抗蠕变性、低吸湿性、耐热性和高阻燃性,给予智能音箱足够的保护和支持,使其在各种环境下都能发挥良好状态。更重要的是——科思创模克隆?特别增强了刚性和降噪效果,是音频谐振腔和结构件的最佳材料。搭配外观与成型卓越的科思创拜本兰?PC+ABS外壳,辅以科思创智能音箱设计指南,可帮助客户实现卓越音质与灵巧设计的完美结合。 在今天的美国拉斯维加斯CES中,科思创发布的这款智能音箱即将首次亮相!作为科思创与业界音频专家和知名音乐人的合作成果,这款智能音箱小巧轻便,更大程度解决了灵巧的美观设计与高品质音质之间的矛盾。

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  • 《好好利用这种材料 披上隐身斗篷的难度将大大降低》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2022-01-27
    • 春节假期将近,北京环球度假区即将迎来大波游客,在其一众主题园区中,哈利·波特的魔法世界拥有众多拥趸。如果要问魔法世界中的什么最吸引人,也许很多人的回答是:隐身斗篷。   在武侠或者科幻题材作品中,关于隐身术的描绘总令人浮想联翩,成为许多人幻想拥有的超能力。若能在茫茫人海中隐匿自己,或利用隐身术制造一些空中悬物的“恶作剧”,光想想就很酷。那么,是否有什么手段和方法能让我们如愿实现隐身呢?从科学角度来说,答案是肯定的。   隐身术即“低可探测技术”   从某种程度上说,隐身术已经较为成熟地应用于军事领域。不过这里所说的隐身术准确来说应该叫“低可探测技术”,即利用各种不同的技术手段来改变目标物可探测性信息特征。   此类技术手段包括采用独特设计的吸波、透波材料降低目标物对电磁波、光波的反射;采取隔热、散热措施减弱目标物的红外辐射;通过折射光线使人眼无法察觉目标物,使其降低被发现的可能;在军用飞机、舰艇、火箭弹上采用雷达隐身材料、红外隐身材料等使目标物躲过侦查仪器,实现隐身效果等。   不过此类隐身与人类所畅想的隐身超能力尚有差别,毕竟要实现人的隐身需要躲过的不仅仅是各类侦查仪器,还要躲过最精密的人眼,技术难度可想而知。   隐身材料是研发关键点   2006年,英国帝国理工学院的物理学家约翰·彭德里等人分别提出了电磁隐身斗篷的理论,受到人们广泛的关注。   科学家发现,当材料介电常数和磁导率满足一定关系时,电磁波在介质中会沿给定的曲线传播,并且不产生反射,从而模拟出扭曲的时空。   这意味着人类可以通过精确设计,实现对电磁波的自由操控。通过借鉴变换光学理论,科学家预言了热隐身斗篷:即利用人为改造微结构的超材料,改变波的传播路线,使其绕过物体,从而使该物体隐身。   自此,隐身衣的研制开始成为电磁学、物理学、光学、材料科学及交叉学科最前沿和最热门的研究领域之一。基于超材料支撑的变换光学也成为物理学界的热门话题。   根据理论,隐身材料是隐身技术发展的关键。约翰·彭德里此前在接受媒体采访时表示,变换光学器件需要的材料参数对于天然材料来说相当苛刻,甚至难以实现,超材料为实现变换光学器件制备提供了更简易的可能。可以说,超材料的出现和发展,推动了在隐身研究领域中广泛传播的制作隐身斗篷的热情。   理想状况下,人为调节参数一定可以设计并制造出性能特异的吸波材料,从而设计和实现许多具有不同功能的器件,例如隐身斗篷、光学错觉装置、旋转器等。但实际操作中,为了实现隐身效果,通常需要简化电磁参数以避免电磁参数出现无限大或负数的情况,且还需要用复杂结构等效出梯度折射率材料,这些过程需要昂贵的光刻技术和繁琐的制造方法,并且最终的实际效果也会因存在种种局限而大打折扣。因此,超材料真正成为隐身材料还有一定的距离要走。   不用超材料也可实现隐身   面对超材料目前存在的局限性,科学家们又有了新突破。   近日,厦门大学物理科学与技术学院陈焕阳课题组联合其他研究人员在研究中发现,使用一种常见的二维天然材料三氧化钼(α-MoO3)制造隐身装置,可以达到超材料实现的隐身效果。这意味着,未来制造隐身设备的门槛会大幅降低,许多科幻电影、小说中描述的情形将有望在现实中出现。该研究成果发表在国际期刊《纳米光子学》杂志上。   研究人员发现,当把三氧化钼薄片卷在圆柱形光纤上时,在中红外电磁照明下的物体从视觉上消失了。这项最新模拟计算表明,天然材料三氧化钼具备超材料的特性,无需复杂加工即可成为理想的隐身材料。   陈焕阳解释,达到结构的法布里—珀罗共振的光能够以极小的散射通过三氧化钼隐身聚光器传播,并且能量在中心处得到加强,达   到隐藏电磁照明下的物体的目的,即隐身。“三氧化钼把光沿着一定方向挤压进内核,相当于把光抓进了物体内,如果折射率和阻抗匹配,就感觉内核不存在,产生了隐身的效果。”陈焕阳说。   此外,利用三氧化钼代替超材料制造的新兴隐身器件在特定光源位置还表现出错觉效应,使得人无法通过外场判断光源的真实位置。   天然材料优势多多   “这是二维材料首次被用于变换光学器件的设计,通常我们需要超材料,但这次要简单得多。”陈焕阳介绍,人们通常认为,实现完美的隐身效果很大程度上要依赖人造材料,这次实验的成果为天然二维材料替代超材料制造隐身器件提供了新的可能。而且相比超材料,这种材料具有更多价格和制作上的优势。   除此之外,传统的超材料存在跨尺度制备难题。比如超材料人工原子为纳米结构,因此毫米尺寸器件涉及跨尺度制备,其计算、设计和制备都非常困难。而真正投入应用的隐身器件例如隐身斗篷,其尺寸一般更大,制备难度可想而知。利用二维层状材料,特别是具备光学各向异性的二维层状材料,作为类似人工超材料的基本构筑单元,可以突破跨尺度制备难题。   该研究结果表明,双曲材料作为变换光学的新的材料基础,可以产生更多超越隐形聚光器的新纳米光子概念,如多频超散射、变换等离激元学等。   这项研究在初步实验中取得令人满意的结果,不过仍然处于验证阶段。“各向异性和渐变是超材料的特性,也是变换光学所需要的,如果二维材料也能实现类似的调控,将是一个非常有前景的领域。”陈焕阳介绍,在一些研究人员合作进行的另一项研究中,研究人员合作构筑的叠层结构,已经可以通过控制两片三氧化钼晶体的叠层转角,从光学上实现从椭圆色散到双曲色散的各向异性连续调控。虽然目前渐变调控还存在困难,但相信不久的将来,这些难题能够被攻破。   研究人员表示,如果这些科学问题都能解决,也许可以催生一个变换等离激元学的新研究方向。这些课题目前都是偏应用基础性的研究,在产业和商业化应用上还有相当长的一段路要走,但毋庸置疑,新材料及其新特性的发现一定会带来一些新的应用。
  • 《创造多功能材料新视界》

    • 来源专题:可穿戴技术
    • 编译者:高芳
    • 发布时间:2015-12-22
    • 多功能材料如若带有感知能力,例如视觉、触觉甚至味觉等,将会极度扩大工业设计许多领域的可能性。以一个来自大自然的提示为例,一个由哈佛大学保尔森学院工程与应用科学(SEAS)系、哈佛大学威斯研究所生物工程系与麻省理工学院的研究者们参与的跨机构合作中,已经破译了生物矿物诸如软体动物从组成护身衣到进化为形成一个将眼睛镶嵌其上的保护壳。这一发现可能有助于确定目前仍在探索期的人造多功能材料产生的时间。内容于11月20日公布在Science杂志上。 多功能材料可以在环境中感知身体刺激,并利用环境使我们建起避风港,不断地监测磨损撕裂以及有无损坏的迹象,甚至更好地传输药物来产生生物工程器官。 “迄今为止,人工材料执行多重任务或是结构上的相对功能的能力还暂缺,我们还不能理性地设计他们,但是研究存在于自然界的多功能生物材料终将使得我们能够演绎这个相对较新材料科学领域的关键法则。” SEAS材料科学教授同时也是威斯研究所核心委员的Joanna Aizenberg说。由Aizenberg完成的海生生物蛇尾的早期工作使用了相同的矿化材料并生长得到了骨架和视觉器官,这为探索多功能生物材料打好了基础。 如今,Daniel Speiser、Aizenberg 与 Christine Ortiz完成的早期生物学研究给MIT材料科学与工程系Morris Cohen带来了灵感,他建立了一个多学科团队来研究另一个大自然诉说着的故事:热带海生的海胆石鳖属多板纲软体动物的外保护壳上拥有着成百上千的小眼睛。Speiser作为南卡罗来纳大学的教授在这个哈佛与MIT共同领导的团队中付出了努力。 大多数自然界生物的眼睛是由有机分子组成的。而与此相反,石鳖的眼睛是无机的,由一种叫做霰石的结晶矿物组成,防身衣也是它的集成体。他们确保石鳖感知光线变化,从而在水下能通过拧紧提升抓地能力,来应对即将到来的天敌。 该团队利用一套高度分辨微观和结晶的设备,解开了眼睛的三维结构和几何形状,完成了石鳖神经系统所需要的外角膜,透镜以及容纳能够提供聚焦图像的感光细胞的下层室。值得一提的是,研究人员发现,透镜中的霰石晶体比外壳中的更大,而且组成了有规律的平面图,这是便于光线收集与捆绑传输。 “通过单独研究眼睛,我们确定了镜片材料具体如何在室里产生清晰的焦点,比如视网膜可以提供食肉性鱼类的图像。”Aizenberg的博士后研究员同时也是该研究的联合第一作者Ling Li说。 “我们还了解到,在两个功能的权衡中,相比于另一个保护壳来说,光学性能是作为第二功能的。有利于光学性能的材料性质通常不利于机械性能,这样一来进化的石鳖不得不限制眼睛的大小并把它们放置在强烈突出的被保护区内,以平衡其机械漏洞。” Li说。 对大自然最好的“多重艺术家”的调查可以为多功能材料的功能协同和权衡提供深刻见解,引导我们在仿生材料的研究中取得革命性进展。我们因而可能会离材料构成的房屋更近一步,不仅仅是机械性的,还带有灵活调节光线的透镜、测试体内温度、感知外部状况的功能。”Aizenberg说。