谷歌模块化手机Ara：重新发明智能手机

网易手机讯 4月22日消息，谷歌在前不久向外界展示了模块化手机项目Project Ara的最新进展以及通过该平台组装的原型机。根据谷歌的介绍，Ara手机最为重要的组件是由谷歌自行设计的包括通讯模块和备用电池在内的铝制手机骨架，而包括屏幕、处理器和电池在内的零部件都将能以模块形式接入，最终组成一部完整的手机。

美国科技博客The Verge日前撰文对Project Ara的设计理念、定位人群以及发展前景进行了分析，文章认为Project Ara是对智能手机进行“重新发明”的伟大项目，该项目有望彻底改变全球手机市场的格局，而诸如三星、HTC和富士康之类的硬件厂商甚至有可能会因此而被淘汰。

以下是文章的主要内容。

在加州金山湾（Sunnyvale）地区的一间普通办公室中，几块尺寸相同的木板和泡沫板被拼在一起，组成了一个临时的集装箱模型。屋子里的桌子上摆着许多乐高积木，不过这些积木不是用来玩的，而是各种手机零件模块的替身，未来有可能会被用在Project Ara手机之中。从理论上讲，Project Ara可以让人们在未来无需再购买全新的手机，只需更换不同的零件模块即可完成硬件升级，这将是一件非常令人兴奋的事情。

Project Ara团队之所以要创造一个这样的模型，是为了研究各种潜在的零售体验，帮助人们完全按照自己的需求来组装手机。而该团队归属于谷歌的“先进技术与项目部门（ATAP）”部门，该部门主要从事一些比较前沿的新奇项目，包括通过一种无创生物扫描仪来对用户的皮电反应进行探测来简化选购过程中的用户体验等。

在ATAP，乐高积木这种比较简单的玩具却能够代表比较复杂的创意，而这里的工程师和设计师正在使用多种未经验证的新技术来开发一种全新的手机，他们希望能够降低手机的生产成本，让地球上的所有人都能买得起。为了实现这个宏伟的目标，他们需要打造一套硬件厂商生态系统来挑战三星和富士康这样的老牌巨头。

Project Ara的主管保罗·埃雷蒙科（Paul Eremenko）认为，他们计划开发“人类历史上最具定制性的大众产品”，而他和他的团队只剩下一年的时间。

将“模块化”进行到底

谷歌已经将Project Ara的整体项目计划公诸于众，这也不可避免地遇到了诸多质疑。Ara手机的核心组件是由谷歌自行设计的预留多个模块插槽的铝制手机“骨架”，他们希望硬件厂商能够根据该“骨架”为之设计相匹配的模块来直接插到插槽中，包括摄像头、屏幕和其它智能手机的常见功能都将以模块的形式存在，甚至连处理器和电源接口也都是可以拆卸和进行更换的。

很显然，想要实现这个目标，ATAP还要面临各种各样的艰巨挑战。早在iPhone诞生前，移动设备就已经走上了高度集成化的道路，而将尽可能多的零部件集成到一块电路板或一个芯片上的做法能够带来很多无法忽视的好处，比如延长电池续航时间、让设备变得更为轻薄、降低设备的重量和生产成本等等。

针对各种由于模块化设计而带来的问题，ATAP几乎都给出了让人惊喜的解决方案，而这其中的大部分创新都没有在大众消费电子产品中使用过。ATAP针对Project Ara的首届开发者大会已经成功举办，许多硬件厂商在会上对Project Ara所使用到的技术和开发模块都有了更为直观和全面的了解。

不过首先要知道的是，从技术角度讲Project Ara并不是一部手机，它甚至不能算是一个项目，而更像是一项任务。ATAP的最终目标是为谷歌交付一款可行的产品，并让谷歌掌握对一个硬件生态系统的管理权，所以埃雷蒙科和他的团队不只是在开发一系列的概念验证原型产品，他们还在试图在既有的行业内创造出一个全新的行业。

除了Project Ara之外，主打3D使用体验的Project Tango智能手机项目同样出自ATAP，该部门的主要任务是将一些奇思妙想的项目付诸实施，同时这些项目不像Google X部门的无人驾驶汽车或谷歌气球项目那样超前，因为该团队的所有成员都与谷歌签署了为期两年的项目期限，承诺两年后将会开发出能够面向普通消费者发售的产品。

DARPA创新模式

Project Ara的理念来自美国国防高级研究计划局（DARPA），埃雷蒙科和他的老板里贾纳·杜根（Regina Dugan）都曾供职于该机构，杜根于2012年加盟谷歌并负责整个ATAP部门，而ATAP此前属于摩托罗拉移动，随后被谷歌收购，但在谷歌与联想就摩托罗拉移动的交易中，谷歌最终却保留了ATAP部门，从目前情况不难看出当初谷歌做出该选择的原因。

在ATAP，有许多关于“DARPA创新模式”的讨论，该模式的精髓是利用先进的科学技术来追求实际的目标，而不仅仅是开展纯粹的学术研究，也不是对现有技术进行改造。ATAP还在与其他企业及高校合作，用许多令人惊讶不已的方式来解决人们日常生活中的实际问题，例如Project Ara就突破了传统手机在硬件配置方面的局限性。

例如，由于各个模块之间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”普及到大众市场来解决该问题。埃雷蒙科指出，如果 Ara手机上所使用的模块都能够采用UniPro标准，那么定制好的手机就足以克服传输速度问题，因为该技术可以为同一设备组成的网络带来高达10Gb的数据吞吐能力，所以只会产生几微秒的延迟，这对于数据存储和蜂窝网络等功能来说已经足够用了，但对内存来说或许还不够快，所以内存仍然需要与处理器安装在同一个模块上。

Ara手机的各个模块之间经常需要进行数据传输，但是物理连接的稳定性通常不高，所以研究团队在此使用了“电容互连”技术，这种无线传输技术从理论上讲要更加可靠一些，尤其是在数据的高速传输下。同时由于其体积要比物理插脚更小，所以电容板还能够有效节省模块的空间。

而在各个模块的固定方面，物理插销对精度要求更高，同时更容易出现折断的现象。针对这种情况，Ara手机将会采用电永磁体来固定模块。“电永磁体介于永磁体和电磁体，我们可以通过电脉冲开关来控制它的磁性，”埃雷蒙科解释道，“由于电永磁体实际上是一种无源元件，所以不管是开启还是关闭，它都是不耗电的。”据了解，用户可以通过一款自带的手机应用来开启和关闭电永磁体的磁性，此外由于开启状态的吸力达到30牛顿，所以即便遇到手机摔落的情况，这些模块也不会脱离机身。

Project Ara正在与3D Systems合作开发一种全新的3D打印机来对定制化的手机外壳进行批量生产。根据埃雷蒙科的介绍，一般情况下，3D打印机的喷头都会来回移动，每完成一个阶段会自动停下，但他们所研发的新系统可以让打印机的喷头在椭圆形的轨道上快速移动，从而免去了部件设置的等待时间，也无需处理设备启动和停止时所产生的惯性现象。此外，该系统的打印进度高达600DPI，并且能够实现全彩打印，甚至还具备亚微米级的RMS表面抛光技术，这也意味着其能打印出光滑的抛光效果。

虽然这些理论听起来很是让人神往，但似乎需要等待多年才能走出实验室。然而这就是DARPA的理念所在。埃雷蒙科指出，ATAP的项目不会仅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。

付诸实践

对Project Ara项目来说，所谓“令人信服的规模”指的是不仅要开发出一个引人注目的原型产品，还要让模块开发者也能够真正生产出与之配套的硬件，那么这也就意味着不仅要将“手机骨架”投产，还要将上述所有元素都整合到成品中并销售给普通消费者。只有实现了这个目标，Project Ara才算是在真正意义上取得了成功，也只有到那时，ATAP才会将其交付给谷歌，并由其负责处理随后的市场推广和销售。如果无法实现这些目标，也就无法解决所有的技术问题和市场风险，这种理念也来源于DARPA在说服军方采用某项技术时的做法。

埃雷蒙科表示，DARPA在实际的运作中面临很多挑战，如果其开发出来的只是一个原型产品，或只是在实验室里演示成功，那么将难以引起军方的兴趣。如果从这个角度来看的话，埃雷蒙科此前在DARPA从事的项目与Project Ara确实有很多相似之处，尤其是在无线通讯技术领域。

与ATAP一样，DARPA的每一项技术创新都有着实际的用途。埃雷蒙科曾表示一旦ATAP能够解决手机的重量、电池续航和尺寸等问题，那么将会消费者构成明显的吸引力。他希望自己的团队能在今年晚些时候将Ara手机的原型产品达到理想的水平，也就是在各项数据上能够保持与同等配置的集成化手机25%左右的差距。

即便如此，在现有的集成化智能手机的基础上缩短25%的电池续航时间，同时增加25%的重量和厚度，似乎并不是一个具有吸引力的方案，但ATAP认为以此换取模块化手机所带来的种种好处还是值得的。比如有些电池或许能够以牺牲循环次数为代价来提供两倍的常规续航时间。

着眼未来的“大众手机”

不过不可否认的是，Ara手机可能永远无法进入到主流手机之中，因为对风险比较忌惮的大型OEM厂商是不会愿意尝试这种技术的。但是对于那些小型硬件厂商来说，Ara手机却蕴藏着巨大的机会，他们可以使用了ATAP提供的开源设计工具降低成本，并研发和销售Ara手机所能用到的各种模块。

尽管高度定制化的外壳和超级电池或许能够为Ara手机吸引到高端用户，但富人绝非是Project Ara的唯一目标，甚至可以说不是其主要目标。“我们不想开发那些只有硅谷极客才喜欢的东西，”埃雷蒙科说道。那么对于ATAP来说，更重要的目标人群是全球范围内尚未使用智能手机的50亿用户。

ATAP希望能明年推出一款“灰手机（gray phone）”，这款手机只有处理器、WiFi和屏幕等基本模块，其它配置都被最大限度地减掉，从而将其材料成本控制在50美元左右（当然最终的零售价会根据谷歌的利润目标进行调整）。消费者可以购买和使用灰手机，也可以使用手机上附带的应用购买升级用的模块或定制化外壳。

“目前还没有一款集成化手机的用户能够达到50亿，”埃雷蒙科说道，但他相信Ara手机的市场有望达到这个量级，“在Ara手机上市后，它将会成为人类历史上最具定制性的大众产品。”不过这也会引发相应的问题，比如届时人们在组装一部手机时可能会面临太多的选择，这对于那些有选择障碍的用户来说可能会是一场噩梦。

与模块化手机本身一样，“选择”的理论意义往往大于实际意义。“当人们面临选择时，如果没能好好策划，或者呈现方式不当的话，就有可能把事情搞砸，”埃雷蒙科说道，“所以很多人在选择时都会很有压力，有的甚至会会不知所措。”

为了解决这种选择悖论，Project Ara团队开发了一款应用来为用户提供比较独特的社交体验。通过所谓的“朋友模式”，用户便可将自己的Ara手机配置分享给好友来让其进行复制。同时该团队还在研究一种无创生物扫描仪来对用户的瞳孔放大和流汗情况进行测量，以确定用户是否会因为面临选择而感到紧张。

“重新发明”智能手机

在ATAP将Project Ara交付给谷歌之后，后者还将会开设销售手机模块的零售店以及为用户提供手机外壳的3D打印服务。不过谷歌不会销售这些模块，而是让硬件合作伙伴来承担这项工作。如果未来Project Ara能够获得成功，那么谷歌就将拥有一项能与Android相媲美甚至超越Android的业务。

同样重要的是，Project Ara还可能会引发整个移动行业的连锁反应。ATAP的主要目标之一是让整个手机硬件生态系统变得更加民主和开放，甚至彻底抛弃OEM厂商这一环节，进而让模块开发者直接与消费者进行对话，而这在如今的集成化手机领域显然是难以想象的。

当下，如果摄像头或电池厂商想要将他们的产品放进智能手机之中的话，必须要同时说服生产厂家和智能手机厂商才能实现。但如果他们能借助Project Ara而把产品直接卖给消费者，那么就可以彻底抛弃富士康和和硕等大型代工厂商，甚至连三星和HTC这样的Android手机厂商也会因此而消失。“我们希望能将手机的组装决策权交给用户，”埃雷蒙科说道，“而不是像现在这样只有通过OEM厂商才能实现这一目标。”

毋庸置疑，Project Ara是一个雄心勃勃的伟大项目。一般情况下，一个如此规模的项目从研发到最终推向市场，可能需要数年时间和数十亿美元的研发资金，但ATAP目前竟然只有3名谷歌的全职员工，还有一些为数不多的合同工和为其提供关键零部件的外部厂商。他们试图在两年时间内完成这个庞大的项目，而如此短的项目周期其实与这个项目本身一样疯狂。“在时间压力下进行的创新才是高品质的创新，”埃雷蒙科说道，“这种创新通常可以绕过繁文缛节和犹豫不决，增强团队的决策能力，同时也不必去考虑什么风险规避之类的东西。”

坦言之，Project Ara是一套极其复杂的系统，所有的零部件都必须要能相互配合，同时还需要实现数据互通才行。而对于ATAP来说，不仅需要确保能将所有的设想都变成现实，而且还要确保所有的模块都能被生产出来。此外即便这一切都实现，未来也有可能难以得到消费者的认可，毕竟它还有许多比较明显的缺点。但是这一切都不能阻止Project Ara对智能手机进行“重新发明”的脚步，而它也注定将会成为未来数年内最令人期待的智能手机产品。（Henrish）