Разработка девайса ведется четыре года: уже сейчас устройство размером с журнал «Популярная механика» в лаборатории передает мощность без потерь на расстояние 10−15 сантиметров, но это не предел.

— Между двумя устройствами можно поставить руку или голову: передаче энергии это не помешает, а главное, электромагнитные волны не наносят вред организму. Наша разработка позволит избавиться от проводов: технологию можно будет использовать во всех местах, где сейчас есть электрические розетки: дома, в офисе, в самолете, в вагоне поезда, — говорит декан физико-технического факультета Университета ИТМО.

Передача заряда и потеря энергии при этом актуальны для любого устройства. Однако в смартфоне Mi 8 Pro используется технология быстрой зарядки Qualcomm Quick Charge 4+, позволяющая за считаные минуты оживить и зарядить аккумулятор емкостью 3000 мА.

В процессе обмена энергией между двумя разными устройствами происходят потери. Над этой проблемой и ее решением работает сотрудница научного центра факультета Полина Капитанова. Через год-другой задача должна решиться и разработчики смогут приступить к созданию дизайна умного стола, а затем организовать научно-производственный стартап.

— Устройства сами будут решать, от чего будут заряжаться. Нужен протокол, который будет управлять процессом, определять, откуда и куда перекидывается энергия. Пользователю не нужно ни о чем этом беспокоиться, просто все его гаджеты всегда будут заряжены, — уточняет Павел. — Вы же не знаете, сколько энергии тратит ваш телефон, когда он пытается связаться с базовой станцией. Если вы сидите близко к базовой станции, телефон излучает одну мощность, если закрылись в доме подальше — другую, уехали за город — включилась другая частота. Здесь та же история.

Анвар Захидов, руководитель Международной научной лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники

Финансово работу над умным столом, а в дальнейшем и комнатой, поддерживает Российский научный фонд. Есть планы широкого сотрудничества и софинансирования разработок с европейскими коллегами из Франции, Финляндии, Хорватии и Великобритании, также заинтересованных в создании технологий беспроводной зарядки.

Трехмерные дисплеи

Для создания трехмерного дисплея ученые пробуют совместить использование новых материалов с технологией голографии. Это будет возможно, если зафиксировать голографическое изображение не на стеклянной пластинке, а на метаповерхности — поверхности твердого тела, перфорированной в масштабе световой волны, за счет чего она приобретает новые оптические свойства.

— Мне эта идея очень нравится: появление трехмерного дисплея откроет новые возможности перед дизайнерами и проектировщиками, поможет в обучении самым разным наукам, — говорит Дмитрий Пермяков, сотрудник научного центра физико-технического факультета Университета ИТМО. — Кстати, первые перестраиваемые поверхности уже получены в австралийской лаборатории профессора Юрия Кившаря.

Трехмерная графика, сложные вычислительные задачи, «тяжелые» игры — для Mi 8 Pro это не проблема. Флагманский смартфон Xiaomi оснащен 8-ядерным процессором Snapdragon 845 с искусственным интеллектом, 8 гигабайтами оперативной памяти и мощным графическим чипом Adreno 630.

По мнению Пермякова, трехмерные дисплеи уже можно производить в коммерческих целях, и как только будет найден дешевый способ производства — сделать их массовым продуктом: «Юрий Денисюк, основоположник оптической голографии (он работал на Кадетской линии, откуда совсем недавно переехала лаборатория), первым получил трехмерную цветную голограмму в видимом свете. До него применялись источники излучения на близком расстоянии, а он предложил использовать источники, действующие на расстоянии 10−20 метров, чтобы того же «Медного всадника» изобразить. Сейчас мы уже можем использовать источники, действующие на расстоянии до нескольких сотен метров!»

С тех пор как советский ученый Михаил Русинов придумал прообраз фотокамеры для смартфона, наука продвинулась далеко вперед. Главное оружие Mi 8 Pro — двойная камера 12+12 мегапикселей с сенсором Sony и оптической стабилизацией. Изображения получаются идеальными, а за «себяшки» отвечает фронтальная 20-мегапиксельная камера.

Кстати, фотоаппараты в современных смартфонах работают по принципу, придуманному еще одним выдающимся советским ученым — Михаилом Русиновым. В 1960-х он создал микрокамеры для КГБ, которые прятали в спичечных коробках и ручках. Устройства были сверхтонкими за счет вынесенного «зрачка», виртуально расширяющего объектив. Это как раз то, что нужно, чтобы вместить сильную оптику в современный ультратонкий аппарат.

Как у Терминатора

Помните фильм «Терминатор-2»: когда герой Арнольда Шварценеггера подсчитывал раненых, после того как прошелся по ним ливнем пуль из авиационного пулемета? В конце этого эпизода зритель смотрел глазами робота, видя на экране цифры, датчик фокусировки и прочие непонятные данные. Скоро такие изображения могут стать реальностью: над тем, как перенести изображение с того же телефона на обычные очки, встроить осветительные приборы в портьеры, создать инновационные солнечные батареи и даже оживить рисунок на вечернем платье, работает группа «Перолаб» (Perolab) во главе с Анваром Захидовым и Сергеем Макаровым. Свое название группа исследователей получила в честь кристалла перовскита, обнаруженного в Уральских горах в 1839 году российским исследователем Львом Перовским и названного по традиции его именем. Кристалл имеет органическо-неорганическую структуру, он очень неустойчив и требует специальных боксов для работы с ним.

— Мы работаем над созданием пленок, которые будут расположены в уголках обычных очков с двух сторон. С виду они прозрачные, но когда при помощи телефона мы активируем изображение на них, то видим совершенно иной мир. Как в кино! В дужки очков будет также встроено устройство звукозаписи: можно идти и наговаривать текст, как на диктофон, или читать, не за рулем, конечно же. Эти пленки смогут подзаряжаться прямо от солнца, безо всяких проводов, — рассказывает Захидов.

Пока ученые Университета ИТМО пробуют перенести изображение с мобильного на очки, Mi 8 Pro превосходно переносит изображение чего угодно в себя самого. Фотографии и видео обрабатываются при участии искусственного интеллекта и могут быть записаны в формате HDR.

Разработками группы Захидова уже заинтересовались крупнейшие мировые компании, одна из них доверила Университету создание очков дополненной реальности. В отличие от существующих шлемов с проводами, они будут визуализировать информацию с помощью тонких перовскитовых пленок. По словам ученого, работы будут завершены через 3,5 года, но уже сейчас он с удовольствием продемонстрировал, как на кусочке пленки загорается зеленый огонек сверхъяркого крошечного светодиода.

— Наши пленки тонкие, пластичные, быстрые и стабильные! — с гордостью резюмирует Захидов.

Информация со скоростью света

Передавать информацию с помощью света научились давно, но принимают ее по-прежнему низкоэффективные электронные устройства и вся выгода от использования скорости света для передачи информации теряется из-за ее медленной обработки. Ученые до сих пор бьются над решением проблемы и мечтают создать такой чип, который позволит заменить электронные устройства для обработки данных оптическими.

Белов Павел Александрович, Декан физико-технического факультета Руководитель Международного научно-исследовательского центра нанофотоники и метаматериалов

— Свет очень давно используется для передачи информации: с помощью костров или маяков древние люди сигнализировали друг другу о различных событиях. С тех давних времен мало что поменялось, только скорость выросла, — рассказал «Популярной механике» Иван Иорш, руководитель группы, исследующей фотопроцессы в мезоскопических системах. Их масштабы составляют от 10 до 100 нанометров, и эти системы слишком малы для описания происходящих в них процессов с помощью классической ньютоновской механики, но слишком велики для применения квантовой механики.