手机植入物的工作原理

如果你移除一个手机它的外壳是塑料的，里面有各种各样的电子元件。大量的芯片和设备连接到一个印刷电路板上。这些包括:

一些模型全球定位系统(GPS)和蓝牙接收器。许多新手机也有内置功能数码相机镜头和传感器，以及图片和视频的存储空间。有些手机甚至具有存储和播放所需的电路和存储空间mp3．零件越多，手机的性能就越令人印象深刻，手机也就越大、越强大电池必须是。在许多手机中，电池几乎和它供电的印刷电路板一样大。

电路板、组件和电池加起来约占手机体积的一半。其余的则来自屏幕、按键和塑料外壳。由于植入物必须比传统手机小得多，所以制造一款手机的第一步就是去除这三种元素。由于这个原因，手机植入没有典型的用户界面（UI）．而是利用人的身体。

取代键盘是一个很好的选择六轴压电加速度计附在下颚，或颌骨。该加速计可检测钳口何时打开和关闭或从一侧移动到另一侧。由于下巴随着人的头部移动，加速计也会检测头部的移动。它是通过改变形状时产生电脉冲的晶体来实现的。你可以阅读耐克+ iPod如何运作了解更多关于这些晶体的信息。

植入物的开/关开关

在接受手机植入物后，用户可以学习一系列的头部和下巴手势控制电话。这类似于老式pda使用的手写笔速记。这也有点像手语，但它使用的是头部和下巴，而不是手。在开始一个手势之前，用户触摸一个小的开/关开关位于乳突上，一种在耳朵后面和下面的头骨上的突出骨。这让植入体知道要准备好接受用户的输入，并防止它把普通的对话或动作误认为手势。用户也可以通过按住开关3秒来完全关闭植入物。

植入手机的模块被植入皮肤下和下巴。

在手势过程中，一个柔性电路和导电墨水将加速度计的电脉冲传送到位于耳朵背面的植入物微处理器。这个处理器，由一个柔性薄膜晶体管，是一种定制配件，精确位于耳朵后部的软骨上。处理器使用查找表储存在附近的ROM芯片上，以便将人的行动与手机的指令相匹配。如果一个人做出“4”的手势，处理器就会在查找表中找到相应的电脉冲模式。然后把数字4保存在a中内存缓冲区直到所有的手势都完成。植入的射频（RF）发射机使用无线电波发送数据。这些数据就像普通的手机数据一样移动——看看手机的工作原理了解过程。

键盘只是手机典型用户界面的一部分。在下一节中，了解手机植入如何在没有屏幕的情况下进行。

压电换能器环

早期的手机植入物原型的功能屏幕是由有机发光二极管（OLED）植入手背。然而，该系统有许多缺点：

开发人员拒绝了独立、非植入屏幕的想法，理由是它使手机无法成为真正的植入物。这也消除了植入物的一个主要优点。有了一个独立的屏幕，人们仍然有一个组件，他们必须随身携带，可能会忘记或丢失。

最后，开发人员决定制造这种植入物演讲者取代屏幕。定制安装的扬声器是一个压电换能器的薄月牙形，或在受到电脉冲时改变形状的物体。它安装在扬声器的内壁上耳朵并刺激皮肤附近的皮肤鼓膜，或鼓膜。耳膜接收到这些振动，用户的脑把它们解释为声音。

与加速计一样，扬声器依赖于位于罗向用户提供声音反馈。例如，当一个人做出“八”的手势时加工机使用一个查找表解释手势，使用另一个查找表确定播放哪个声音。然后，说话者播放“八”这个词。这使得植入物能够听到用户的每一个手势，减少误拨号码和其他错误。压电扬声器还将对话的另一端传递给用户。

为了减少处理器和内存需求，该设备依赖于记录的响应，而不是文字语音转换技术。植入物的ROM预装有：

ROM芯片，以及植入物中使用的其他集成电路，看起来很像典型手机中的芯片。射频发射机和接收机、处理器和模数转换器都是小型、相对平坦的芯片，直接连接到灵活的电路上。最明显的区别是，这些芯片通常是圆形的，而不是完全方形或矩形的。这使它们不那么显眼，在皮肤下更舒适。

许多手机植入部件的边缘是圆形的，而不是完全方形的。

在大多数情况下，这些部件并不明显。它们不会与眼镜耳机摩擦，也不会卡在头发上。但是，有两个部件可能会给戴耳环的人带来困难。植入物的麦克风正好位于人耳垂下部的皮肤下。耳环的重量推动麦克风，使其可见通过皮肤造成不适植入物天线是否有一根与曲线相匹配的线耳廓，或耳朵的外部。一些使用者发现耳环在植入后会变得不舒服，特别是当耳环与天线上方的皮肤摩擦时。

手机植入物的天线沿着耳廓安装。

接下来，我们来看看维持系统运行的电池功率。

这种植入手机的麦克风很小，可以安装在耳垂上。

制造小型麦克风和微芯片的边缘是相对容易的。另一方面，给植入体内的电子设备供电就不是问题了。最新的手机使用不适合植入人体的锂离子电池。首先，它们太大了——大多数手机电池虽然相对较薄，但至少有几英寸见方。其次，电池越紧凑，内部部件就越薄，越容易发生故障。第三，即使是最高效的手机电池在通话时也会很快损耗电量。它们必须经常充电，有时一次要充电好几个小时。最后，普通的手机电池不安全。

起搏器

公共域映像

开发人员首先求助于医疗技术来解决电池问题。拟议的解决办法涉及：起搏器电池，可以为一个人的心脏起搏器提供多年的动力。然而，这些电池使用的是碘化锂，而不是锂离子电池的锂和碳的组合，结果证明它们太贵了。此外，起搏器使用相对较少的能量电，每隔一段时间服用，以保持一个人的健康心一部手机，另一方面，需要一个持续的电源。开发人员的电池耗尽，无法充电。

第二次尝试是在一个人的头皮下串联一组非常小的电池。用户可以使用以下方法为这些电池充电：电感耦合在美国，同样的方法用于充电电动牙刷．充电线通过磁性连接到阵列上，而不穿透皮肤。不幸的是，充满耗尽的电池需要几个小时，早期测试小组的成员抗议在此期间需要待在一个地方。那些试图在睡觉时充电的人经常会意外地把电线弄掉，或者经历生动、令人不安的体验梦想．

手机植入物的柔性电池阵列

最后，开发人员认为最好的选择是使用身体自身的能量来给植入物的电池充电。他们创造了一个塞贝克效应将身体热量转化为电能的金属条。这个装置是一个弯曲的条带，适合耳朵和头皮之间的空间，是植入物唯一的外部部件。它的正负电极是密封的，以防止水进入和腐蚀，穿透带材顶端的皮肤。通过提起板条底部的一个微小的嵌入式闩锁，用户可以将其从皮肤上拉开进行清洁。

充电条使用两层独立的金属层将人的耳朵变成耳朵热电发生器. 与皮肤接触的金属片比与空气接触的金属片更热。这会产生一个热电偶，产生电流。手表制造商已经使用类似的系统来制造自动充电手表。

植入物的充电系统连接到一个串行阵列电池在用户头皮下的网格中排列的。这些电池又小又圆，所以与大多数手机使用的大而扁平的电池相比，它们不那么显眼。热电偶带也有一个非常低的轮廓，但它可能会导致眼镜和太阳镜坐略偏，需要调整耳机。

在自定义装配之前使用Seebeck效果生成器

Seebeck效应发生器会不断给植入者的电池充电，因此不需要插上电源。但是，如果在长时间的通话中电池电量耗尽，发电机可能需要几天才能恢复到满功率。这是手机植入仍然面临的挑战之一。我们将在下一节中介绍其他内容。

接收短信要求用户仔细记录。

Seebeck效应充电系统通常可以让人的手机保持运行。然而，充电时间延长可能会迫使用户限制通话长度或短时间内拨打的电话数量。这个电池电力和相对较少的可用空间植入组件也减少了电话的铃声和哨声的数量。例如，由于没有屏幕，你不能使用植入手机拍照、看电影或玩游戏。

你也不能一个接一个全球定位系统(GPS)方向，因为系统没有GPS接收器。然而，在美国，当人们拨号时，手机必须能够将其位置传输到公共安全应答点9-1-1. 当一个人使用手机植入物拨打9-1-1时，手机网络使用信号与两个或多个发射塔的接近角来确定用户的位置。这种位置跟踪能力引起了隐私倡导者的关注。对于一些人来说，一个永久嵌入设备的想法，可以报告一个人的位置可能会令人不安。

这种植入物确实保留了一种常用的手机功能--短讯服务信息。不过，发送短信的过程有点复杂。用户必须先按下on/off开关，然后执行正确的手势以激活手机的SMS模式。然后，他必须为信息中的每个字母做一个手势，然后是一个表示信息结尾的手势。接下来的一系列手势让植入物知道向哪个号码发送信息。当接收到一条信息时，植入物会逐字读出接收到的数据，因此建议用户携带笔和纸，以便能够理解他们的信息。

开发人员最初打算使用压电加速度计植入舌头，以提供用户界面。这样，用户的所有手势都可以在他自己的口腔内进行。然而，将传感器连接到电路的其余部分是一个挑战。在早期研究中，使用者经历了长时间的恢复期，持续肿胀和语言清晰度下降。由于舌头的运动几乎是恒定的，而且舌头和耳朵之间的距离也很长，连接电路很容易失灵。

这导致决定将加速计放在颌骨上，并使用头部和下巴姿势。尽管设计师们说这个系统很容易学习，但许多用户报告说，使用它会让他们有自我意识。常见的类比包括感觉自己像一头反刍的母牛，或是1980年代头发金属场景中的一个废物。此外，一些用户报告说，在淋浴、刷头发、插入耳环或执行其他任务时，按下开关，导致植入物将普通动作解释为手势。在某些情况下，这会导致电池耗尽，因为用户会在不知情的情况下将私人对话和敏感活动发送到朋友或亲戚的语音邮件中。

此外，植入物还带有一些安全措施。用户无法接受磁共振成像因为植入物的金属成分。电子元件和电池都是密封的，但在事故中由于密封失效或损坏而造成的伤害也有报道。此外，还有一些用户报告说过敏反应电池上有肿胀或秃斑，这是通常在正常毛发生长情况下安装的唯一组件。

尽管有这些挑战，手机植入的成功为其他各种可植入电子设备打开了大门。这些包括MP3播放器,计步器,数码相机．

以伏尔泰品牌出售的手机植入物将于2007年4月上市。要了解更多关于手机植入物、其他类型的手机和相关设备的信息，请查看下一页的链接。