谷歌Ara项目：模块化来袭 智能手机行业再次面临颠覆？

谷歌ATAP部门提出的“模块化手机”概念能否颠覆智能手机市场，让三星、HTC等老牌巨头退出历史舞台?《连线》杂志对此进行了深入采访和分析，以下是文章全文。在加州桑尼韦尔一间简陋单调的办公室里，一堆4英寸宽 x 2英寸厚的木板和发泡板被拼成一个临时的集装箱模型，里面悬挂一盏没有点亮的灯泡，下面放着一些简单的宜家家具和一张摆着乐高积木的桌子。

这些积木是各种电子模块的替身，有朝一日可能会用在Ara项目诞生的手机中。从理论上讲，这种手机可使得人们在硬件升级时能随意更换不同的零部件，而不必购买全新的手机。

Ara项目背后的开发者当前正研究各种潜在的零售体验，帮助人们配置自己的手机。此外，研究人员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提供简化的用户配置体验。负责该项目的正是谷歌高等技术和产品集团(以下简称“ATAP”)。

在ATAP，乐高积木这样的简单东西可代表非常复杂的创意。这一小撮工程师和设计师要使用多种未经验证的下一代技术开发一种全新手机。他们希望手机成本降至50亿人都能用得起的水平。为此，他们需要创建一个硬件厂商生态系统，这些生产商的实力可挑战富士康和三星这样的老牌巨头。Ara项目主管保罗·埃雷蒙科(Paul Eremenko)表示，他们计划开发“历上最具定制性的大众产品”。他丝毫没有说反话的意思，不过他的团队也只剩下一年的开发时间。

Ara的整体项目规划已宣布，但也遭到很多质疑。他们将开发一种“金属骨架”，作为整部手机的核心，并鼓励硬件厂商设计“能塞进骨架”使用的模块。摄像头、屏幕和智能手机其他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更换。

但ATAP需要克服的艰巨挑战也是难以想象的。早在iPhone诞生前，移动技术就已经走上坚定的集成道路——尽可能多的元件布置到一块电路板或一个芯片上——好处自然不必多说。集成化可以节约电量、减轻重量、缩小厚度、压缩成本等等。

对于集成化的任何一种优势，ATAP都有令人惊喜的新方案。其中大多数创意未曾在大众消费产品中使用。本周，ATAP将举行首届开发者大会，硬件厂商也可了解这项技术以及如何为Ara开发模块。

但首先要搞清楚的是，Ara项目从技术角度讲并不是一部手机，甚至称它是一个项目都不准确。它更像一项任务——ATAP的最终目的是向谷歌递交一款可行的产品，并让谷歌管理一个硬件生态系统——埃雷蒙科的团队不仅开发一种概念验证模型，他们还试图在现有行业中创造一个新的行业。

谷歌Tango项目也出自ATAP，该部门的任务是构思各种创意，然后付诸实践。这些项目不像Google X的无人驾驶汽车或谷歌气球互联网项目那么“宏伟壮观”，因为ATAP的所有成员都自我约束2年开发期限，到时他们要拿出成品，并开始销售。

这一理念源自美国国防部高等研究计划署(以下简称“DARPA”)，埃雷蒙科和他的上司雷吉纳·杜甘(Regina Dugan)都在那里任职过。杜甘2012年加盟谷歌，负责整个ATAP部门。虽然该部门隶属于摩托罗拉移动，但在联想收购交易中，谷歌保留ATAP。考虑到该部门所从事的项目，原因不言自明。

在ATAP内部，关于“DARPA创新模式”的讨论有很多，其中涉及利用尖端科技实现实际目标，而不是仅仅开展纯理论研究，也不是以新形式呈现既有技术。ATAP还与其他企业或高等院校展开合作提出令人惊奇的解决方案——解决用户使用模块手机时可能遭遇的问题。

例如，不同模块物理距离较远时，通讯速度会有所减慢，但ATAP却希望通过提前一两年将“UniPro”通讯标准推而广之来解决这个问题。埃雷蒙科表示，一旦所有模块都采用UniPro标准， Ara手机就能解决传输速度问题——采用该技术的网络可为每个模块带来10Gb的数据吞吐能力，通讯延迟仅有几微秒，这些对于存储和蜂窝网络等来说已足够用。但对内存而言，还是稍显不足。

Ara的模块之间需要通信，但物理连接通常不可靠。所以，这些模块转而采用“具备电容性质”的连接技术。从理论上讲，这种无线传输技术更加可靠，特别是在高速模式下。由于比物理插脚体积更小，所以电容连接还能节约空间。

在模块的固定问题上上，物理插销对精度要求更高，而且极易损坏。因此Ara手机将采用电永磁体固定。“这是一种介于永磁体和电磁体之间的东西，它有开关两种状态。”埃雷蒙科解释说，“它受脉冲控制在两种状态间转换，由于它是无源元件，所以两种状态下都不耗电。”用户可通过手机配备的一款应用程序控制磁体开关，而且开启状态的吸力达到30牛顿，所以即便手机摔落，模块也不会脱离机身。

Ara项目还与3D Systems共同开发全新的3D打印机，它能批量生产定制化的外壳。

埃雷蒙科解释说，3D打印机的喷头正常情况下会来回移动，每完成一面的打印都要停下来。而新系统将很多“需要打印的片”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，免去很多等待时间。此外，该系统还可以提供600DPI的精度以及次微米级的RMS表面抛光，整个系统可以打印全彩抛光效果。

虽然理论听起来不错，但工程师要用很多年的时间才能将其转为现实：这正是DARPA另一条理念所在。埃雷蒙科表示，ATAP的项目不会只停留在幻灯片演示或实验室理论研究的阶段，而是拿出令人信服的大规模产品。

对Ara项目来说，“令人信服的大规模”不仅要研制令人赞叹模型产品，还包括让大批开发者研制相关的硬件、将“金属骨架”投入生产以及最终在市场上大量销售。只有做到这些，Ara项目才算获得成功，才具备交付给谷歌的水平，否则它就无法替代强大的竞争对手，承担相应的市场风险。

DARPA说服军方采用他们的技术时也采用相同的理念。埃雷蒙科表示，DARPA曾遇到很大的挑战。由于它只是开发一个原型产品，只在实验室里演示成功，军方根本提不起兴趣。其实，埃雷蒙科在DARPA从事的项目与Ara项目的很多方面异曲同工，尤其是在无线通讯技术领域。

如同ATAP，DARPA的每一项技术创新都从实际出发。埃雷蒙科表示，ATAP只有解决重量、电池续航、尺寸等问题才能真正吸引消费者。他希望能在今年晚些时候推出一钟模型，让Ara手机的性能比同等配置的集成手机只逊色1/4。

在现有智能手机的基础上缩短25%的续航时间，并增加25%的重量和厚度，可不是一个招人喜欢的方案。不过ATAP认为，以此为代价换取的好处是值得的。例如，有些电池以牺牲寿命为代价提供两倍续航时间。这样的产品永远无法发展为主流，因为大型OEM厂商倾向于规避风险，他们不会采取这项技术。但借助ATAP提供的开源设计工具，小型硬件制造商可以很低的成本开发和销售各种模块。

尽管定制外壳和超级电池都是高端用户青睐的元素，但Ara项目的目标绝不仅对准有钱人。“我们不想开发只有硅谷人喜欢的东西，一旦离开硅谷就没有市场。”埃雷蒙科说。更重要的目标是那些还没用上智能手机的50亿人。

ATAP希望明年能够推出一款“灰色手机”。它是如此一块简单的设备，以至于仅包含处理器、WI-FI模块和屏幕。手机的硬件成本预计为50美元，不过消费者可通过手机上的应用购买升级模块或定制外壳。

“没有一款集成手机的用户达到50亿。”埃雷蒙科说。但他相信Ara手机具备这样的规模。这正是前文提到的集装箱的用途——它代表Ara设想的一种零售体验。

“这款手机将是历上最具定制性的大众产品。”埃雷蒙科说。 “恐怕只有墨西哥卷的定制水平才能与之匹敌”。他开玩笑道。但问题是等到Ara梦想成真时，人们无论是从外观还是功能上，都面临过多的选择，或难以抉择。

“当面临选择时，如果这些选择呈现给用户的方式不当，有可能搞砸。人们面临选择时往往会有压力，最终可能无法选择。”

为了解决该问题 ，Ara项目团队开发一种手机预装应用，它提供一种独特的社交体验。通过“朋友模式”，用户可将自己的手机配置告知好友，让对方克隆。他们还在研究一种无创生物扫描仪，可以检测用户的瞳孔缩放情况和流汗情况，以判断用户是否因为面临选择而感到紧张。不过，这项技术短期内不太可能实现。

谷歌还将设立零售店销售手机模块以及3D打印的塑料外壳。当然，具体的销售任务要让硬件合作伙伴代劳。如果 Ara项目获得成功，谷歌就有了一项与Android媲美甚至超越它的业务。

更重要的是，Ara还会在整个移动行业引发连锁反应。整个硬件生态系统将民主、开放，甚至彻底抛弃OEM厂商，让零部件开发与消费者直接对接。

当摄像头公司或电池公司想涉足智能手机业务时，他们需要同时获得工厂和手机公司许可。但如果能直接卖给消费者，那么Ara就可以彻底甩掉富士康和和硕等大型代工企业，甚至连三星、HTC这样的Android手机厂商都性命不保。“我们希望将选择权交给用户，不再让零部件开发者与OEM有交集。”埃雷蒙科说。

毫无疑问， Ara是个志向远大的项目。一个项目从研发到推向市场，通常需要数十亿美元的资金，而且要花费数年时间。而ATAP只有3名谷歌全职员工、为数不多的合同工以及一些为其供应关键零部件的外部厂商。他们尝试在两年时间内完成所有的计划，这么短的时限和这个项目本身一样令人疯狂。

“有时间压力的创新是高品质的创新。”埃雷蒙科说，“它让你绕过形式主义，绕过犹豫不决，增强决策能力，同时增强面临风险的信心。”

Ara项目无疑是一套复杂的系统。所有的零部件必须相互配合，互通数据，全部性能都必须达到预期水平。制造出所有模块显然不是板上钉钉的事情。即使一切都实现，可能依然缺乏吸引力，毕竟，它可能低效率或体积偏大。不过，虽然可能存在种种不足，它仍将成为手机市场几年之内最令人期待的产品。