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探秘摩托羅拉實(shí)驗(yàn)室：你用過的那些Moto手機(jī)都是怎么做出來的？

 

從誕生于1984年的世界上第一臺(tái)手機(jī)摩托羅拉“DynaTAC8000X”，到多款大哥大，到旋轉(zhuǎn)滑蓋的摩托羅拉 V70，到薄得象刀片一樣的摩托羅拉RAZR V3，再到首款基于Linux系統(tǒng)的首款智能手機(jī)“明”，然后是摩托羅拉的Android機(jī)器里程碑，Android系統(tǒng)機(jī)型里第一款三防機(jī)型ME525 Defy(機(jī)油們愛稱之為“戴妃”)等……相信還有很多人，都對摩托羅拉過去的多款手機(jī)記憶猶新。

 

摩托羅拉經(jīng)歷了自己的輝煌，也推出了多款經(jīng)典，但是進(jìn)入到現(xiàn)在的智能機(jī)時(shí)代，摩托羅拉的光環(huán)卻似乎被蘋果和三星們掩蓋了。然后現(xiàn)在，它想要依靠Moto X和Moto G手機(jī)，再次崛起。對于這個(gè)87年歷史的公司來說，背后積累的技術(shù)和底蘊(yùn)無疑是一張最大的王牌。

 

PingWest品玩探訪了摩托羅拉總部位于芝加哥的實(shí)驗(yàn)室，不僅有圖片，還帶來了實(shí)驗(yàn)室各個(gè)負(fù)責(zé)人的詳細(xì)介紹，從物理實(shí)驗(yàn)到電路板再到外觀設(shè)計(jì)，一起帶你逛個(gè)遍，看看Moto手機(jī)背后，都是什么樣的技術(shù)？

 

探秘摩托羅拉物理實(shí)驗(yàn)室之：Moto怎么處理手機(jī)過熱的問題？

 

智能手機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)是手上的一部電腦，它的性能好壞很大程度上是取決于怎么散熱。而Moto產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的副總裁莫爾斯博士，向我們展示了他們研發(fā)的最新散熱材料。

在莫爾斯博士手指的位置，有兩個(gè)加熱器來模擬智能手機(jī)上的芯片。從圖片上可以看到，右邊只有模擬芯片本身，而左邊的是芯片加上了一種特殊的黑色材料。

在加熱器旁邊，是用來測量溫度的熱成像儀。把電源打開就可以看到，右邊只有芯片的部分溫度升高很快，而左邊附有特殊材料的部分溫度升高要先對慢一些。不僅溫度低一點(diǎn)的芯片散熱也更好，而且，當(dāng)把電源關(guān)掉的時(shí)候，它的溫度冷卻還很快，這意味著這種材料表現(xiàn)很好。

 

探秘摩托羅拉物理實(shí)驗(yàn)室之：Moto怎么做電腦測試？

 

當(dāng)年的三防機(jī)戴妃一出來，真是驚艷全場。但是你知道，為了保證設(shè)計(jì)能夠滿足強(qiáng)大的“三防”需求，工程師要做多少實(shí)驗(yàn)嗎？

 

根據(jù)莫爾斯博士的介紹，要保證手機(jī)設(shè)計(jì)能夠經(jīng)受得起跌落的話，就要在生產(chǎn)之前做好測試。他們會(huì)把每一個(gè)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的時(shí)候都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)三維的幾何模型，然后把這個(gè)模型分成成千上萬的小塊，每個(gè)小塊都會(huì)有一個(gè)特別的數(shù)學(xué)表達(dá)式來表達(dá)，再把它放到電腦里去做一些數(shù)據(jù)的分析。

 

他們會(huì)在不同的角度上做這種模擬，只要發(fā)現(xiàn)有一些角度上有不合格的地方，就把那個(gè)關(guān)鍵的部位找出來。

 

上圖右下角的地方就是手機(jī)的印刷電路板。他們會(huì)模擬這上面大概近兩千個(gè)元部件還有焊接點(diǎn)，所有這些部件任何不合格的地方，都在監(jiān)控中。如果發(fā)現(xiàn)了問題，他們就會(huì)在模擬設(shè)計(jì)的過程中改進(jìn)，在生產(chǎn)真正的產(chǎn)品機(jī)型之前就把問題解決。莫爾斯驕傲地說，“當(dāng)我們把產(chǎn)品制作出來的時(shí)候，物理上的測試和電腦的模擬是相當(dāng)吻合的。”而一個(gè)成型的產(chǎn)品大概需要運(yùn)行1200多個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，這就相當(dāng)于2.5萬個(gè)CUP小時(shí)。

 

探秘摩托物理實(shí)驗(yàn)室之：Moto怎么設(shè)計(jì)材料？

 

對于材料的熱愛絕對是在摩托羅拉的基因里。當(dāng)年的數(shù)款產(chǎn)品，很多都是因?yàn)閷τ谛虏牧系拇竽憜⒂米罱K成為經(jīng)典。

 

Moto團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)材料設(shè)計(jì)的查理德告訴我們說，Moto每一個(gè)手機(jī)大概都由一百多種不同的材料組成。

 

 

為了理解這些材料的特性和表現(xiàn)，他們需要用實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行研究和評價(jià)。他們會(huì)采用一個(gè)涂料的樣品，再加上兩個(gè)攝像機(jī)，來監(jiān)控材料的特性，用這個(gè)獲取的信息來選擇最佳的材料。它對設(shè)計(jì)非常有幫助，可以在成品出來之前把它做到最好。

 

 

探秘摩托物理實(shí)驗(yàn)室之：Moto怎么進(jìn)行跌落試驗(yàn)？

 

手機(jī)設(shè)計(jì)好之后，需要進(jìn)行多項(xiàng)測試來確保它的使用。其中很重要的一項(xiàng)就是跌落測試，來看它是否“抗摔”。但是，要做那么多的跌落試驗(yàn)，總不能每次都拿真機(jī)上吧？

 

測試方法之一是高速攝像，以3000禎每秒的速度來捕捉一些瞬間。在跌落試驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)某一個(gè)角度的墜落造成了問題，就會(huì)把特定的角度放到電腦模型中，把問題解決掉。下圖就是高速攝像機(jī)，它會(huì)捕捉手機(jī)跌落的細(xì)節(jié)，從而幫助工程師對手機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。

 

 

除了會(huì)在電腦上對手機(jī)跌落進(jìn)行模擬差不多2000多次外，實(shí)際的跌落試驗(yàn)，也就說真正地把機(jī)器各種姿勢地摔下去，會(huì)做好幾百次。你看到的市面上每一款摩托羅拉手機(jī)背后，都有好幾百臺(tái)這樣的機(jī)器被“犧牲”。

 

 

探秘摩托羅拉音頻和聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室之：Moto怎么同時(shí)保持手機(jī)的大音量和高品質(zhì)？

 

請問誰沒有在公共場合被一些雜牌手機(jī)的爛音質(zhì)給折磨過？當(dāng)那些手機(jī)以最大音量外放那些激昂的歌曲時(shí)，你是不是真的很想逃走？

 

但是摩托羅拉音頻和聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室的鮑勃把Moto X的音量調(diào)到最大、在我們面前外放那首節(jié)奏非常歡快的《Happy》時(shí)，音質(zhì)仍然是清澈的，沒有絲毫的刺耳感。

 

鮑勃對自己的團(tuán)隊(duì)非常自豪，他說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室絕對是“世界一流的實(shí)驗(yàn)室”，而且團(tuán)隊(duì)成員在聲學(xué)和音頻方面的經(jīng)驗(yàn)，加起來超過了100年。他告訴我們，為了同時(shí)保持手機(jī)的大音量和高品質(zhì)，他們采用的是“微揚(yáng)聲器的激光分析技術(shù)”。

 

 

可以在上圖中看到，手機(jī)當(dāng)中所有跟聲音有關(guān)的東西就是在這么小的一個(gè)物理空間里發(fā)生的，但它需要在不同的嘈雜的環(huán)境下發(fā)出足夠大的聲音還要保持良好的音質(zhì)，其實(shí)非常困難。

 

摩托羅拉在新產(chǎn)品當(dāng)中用了很多方法來解決這個(gè)問題，比如在Moto G和Moto X Pro里面他們用了兩個(gè)前置揚(yáng)聲器，在Moto X和Moto X Pro里面用了一種叫做智能音頻放大的技術(shù)，就是實(shí)時(shí)地監(jiān)測揚(yáng)聲器，其中有一個(gè)錐形物，那個(gè)錐形物它會(huì)不停地移動(dòng)，在屏幕上看到的就是監(jiān)控的這個(gè)狀況。

 

 

還有一個(gè)激光，用激光掃描就把振動(dòng)模式掃描到電腦當(dāng)中去了，他們還用這個(gè)激光技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)電腦的模型，所有這些東西都使得手機(jī)在哪個(gè)頻率下都可以保持好的音質(zhì)。

 

探秘摩托音頻和聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室之：奇怪的聲音屏蔽室？

 

Moto X的智能語音助手非常強(qiáng)大，你可以向手機(jī)發(fā)出多種語音指令，比如回復(fù)信息或者進(jìn)行查詢等。但是，在嘈雜的環(huán)境中，如何保證手機(jī)可以靈敏地捕捉到用戶的語音指令呢？

 

我們跟隨者工程師來到了一個(gè)布置得非常特別的房間，里面都是吸音材料，非常非常地安靜。進(jìn)去時(shí)還覺得耳朵有一點(diǎn)不適，像是飛機(jī)起飛時(shí)悶悶的感覺。這就是Moto的聲音屏蔽室，屋子里所有的房頂、墻壁還有地板都是經(jīng)過特殊處理的。

 

 

在實(shí)驗(yàn)室里，全都是聲音吸收材料，并設(shè)有麥克矩陣，4個(gè)麥克風(fēng)監(jiān)測不同方向的聲音，用這些設(shè)備來測量聲音到達(dá)麥克風(fēng)的時(shí)間，可以精確到微秒。此外，它還會(huì)模擬汽車在高速上或者嘈雜環(huán)境中的聲音，有8個(gè)噪聲源模擬不同的噪聲場，可以精確地控制強(qiáng)度和方向，并且會(huì)360°旋轉(zhuǎn)以制造噪音。墻壁也是可移動(dòng)的。

 

 

Moto X這款手機(jī)總共有4個(gè)麥克風(fēng)，這4個(gè)麥克風(fēng)就監(jiān)控不同的方向傳過來的聲音。正是這個(gè)技術(shù)，讓Moto Voice這個(gè)特性功能可以在Moto X上一直開啟著，等待指令。它自己會(huì)知道你是在安靜的環(huán)境中還是在嘈雜的環(huán)境中，還有你的聲音是從哪個(gè)不同方向傳來的，然后就把它優(yōu)化，讓聲音指控命令變得更加準(zhǔn)確。

 

在展示過程中，機(jī)器人對著手機(jī)說了一句話。在當(dāng)時(shí)模擬的嘈雜環(huán)境里，我們這些站在周圍的人都沒有聽清機(jī)器人的聲音，但是它前面的手機(jī)卻對此做出了回應(yīng)。鮑勃很得意地說。“我們的競爭者噪音的消除技術(shù)，都沒有像我們做得這么好。”

 

探秘摩托羅拉移動(dòng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室：Moto手機(jī)應(yīng)該怎么省電？

 

移動(dòng)計(jì)算的實(shí)驗(yàn)室也是手機(jī)“獲得生命”的地方。工程師們會(huì)把天線、射頻電路設(shè)計(jì)等放到一個(gè)測試板上，來進(jìn)行測試。在別的公司，為了屏蔽干擾信號(hào)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室不得不放到地下室里，但是在摩托羅拉，他們卻把實(shí)驗(yàn)室放在了公司的中心，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室都被銅皮所包著，但卻采取全透明的玻璃設(shè)計(jì)。圖片上看不清楚的是，在玻璃墻壁中間的夾層里，有很多金屬細(xì)絲，這樣可以隔離信號(hào)，而且這個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)置了兩扇門，一次只能通過一扇，也是為了屏蔽信號(hào)的干擾。

工程設(shè)計(jì)主管馬特告訴我們，所謂的參考設(shè)計(jì)是把新的一些創(chuàng)意制作成一種雛形。他和他的團(tuán)隊(duì)會(huì)一起把參考設(shè)計(jì)和其他前沿化需求做到參考電路板上。然后再根據(jù)實(shí)際效果，最終縮小很多倍，變成實(shí)際安裝在手機(jī)里的電路板?？梢钥吹剑瑓⒖茧娐钒搴蛯?shí)際的成品之間，大小差異非常的大。下圖里分別是Moto G和Moto 360的參考電路板和實(shí)際電路板的對比。

 

 

但是省電又是另外一個(gè)問題。這需要硬件軟件等多方面的組合優(yōu)化。比如Moto X的Display功能，就可以讓你在不解鎖整個(gè)屏幕的情況下，查看新的通知。而這項(xiàng)功能采用的就是摩托羅拉自己的技術(shù)，它可以采用低能量結(jié)構(gòu)，用非主處理器把機(jī)器喚醒，這樣消耗的電量會(huì)遠(yuǎn)比競爭對手直接用主處理器把機(jī)器喚醒的方式要少得多。

 

探秘摩托移動(dòng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室：沒電的手機(jī)應(yīng)該怎么快速充電？

 

你有沒有過這樣的抓狂經(jīng)歷：一大早起來，發(fā)現(xiàn)昨天晚上忘記給手機(jī)充電？

 

負(fù)責(zé)Moto手機(jī)充電技術(shù)的主管說，摩托羅拉急速充電技術(shù)(Turbo Charging)可以在15分鐘之內(nèi)把電池充到可以用8個(gè)小時(shí)，同時(shí)他們還在繼續(xù)研究，以后充得會(huì)更快。他們的策略是把電池使用時(shí)間最大化，充電時(shí)間最小化。

 

 

下圖展示的兩個(gè)手機(jī)一個(gè)是傳統(tǒng)的充電方式，一個(gè)是急速充電方式?？梢钥吹?，急速充電的速度是傳統(tǒng)充電的兩倍。據(jù)介紹說，這個(gè)技術(shù)可以在30分鐘之內(nèi)充滿一半的電量。

 

 

探秘摩托羅拉EMC（電磁兼容測試）實(shí)驗(yàn)室：Moto手機(jī)要怎么實(shí)現(xiàn)4G

 

這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是我們參觀過程中最漂亮的一個(gè)——黑白的墻面布置非常時(shí)尚。要不先猜猜它以前是用來做什么的？

 

 

摩托羅拉天線設(shè)計(jì)工程師凱蒂在這里歡迎了我們的到來。她說，摩托羅拉是LTE 4G的先行者，在2011年就首先推出了一款商業(yè)化4G的芯片，所以還幫助建立了很多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

 

可以看到，最開始設(shè)計(jì)LTE 4G的測試板是很大的，但是在運(yùn)營商拿去測試他們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，他們要把雛形的板子設(shè)計(jì)成黑色的盒子大小。但是這么大的一個(gè)東西仍然不可能放在手機(jī)或者是平板電腦里，所以他們最終要它做小到非常微型的一個(gè)板子上。

 

 

對了，揭曉答案。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室原來是NBC電視臺(tái)的播音室，在摩托羅拉搬過來之后，就改做電磁兼容測試了。不過，當(dāng)師凱蒂在試驗(yàn)臺(tái)后一站，開始講解各個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)時(shí)，我還是隱約覺得走到了一個(gè)電視節(jié)目中。

 

探秘摩托EMC實(shí)驗(yàn)室：Moto怎么解決“天線門”？

 

相信還有不少人曾記得蘋果的“天線門”事件。

 

當(dāng)時(shí)iPhone 4的用戶發(fā)現(xiàn)用手握住iPhone 4的頂端或下方之后，手機(jī)信號(hào)會(huì)迅速減弱，甚至?xí)霈F(xiàn)通話掉線的情況，而喬布斯直接回復(fù)用戶說，“你最好換一種方式握手機(jī)。”這讓市場當(dāng)時(shí)一片嘩然。雖然蘋果強(qiáng)大的公關(guān)能力把人們的質(zhì)疑壓了下來，但是，蘋果還是迅速上市了保護(hù)套以改善這個(gè)問題。

 

有趣的是，那時(shí)，摩托羅拉還在《紐約時(shí)報(bào)》刊登了巨幅廣告，宣傳自己的Droid X，還順便嘲笑了iPhone 4的信號(hào)問題。摩托羅拉在廣告中稱：“我們的手機(jī)采用了雙天線設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)允許你用任何方式拿著它，并在任何地方進(jìn)行清晰通話。”

 

看回現(xiàn)在，凱蒂向我們展示的動(dòng)態(tài)天線調(diào)節(jié)技術(shù)，就是解決類似“天線門”的問題。它是摩托羅拉最新的一個(gè)革新項(xiàng)目，在手機(jī)內(nèi)部安裝有一種結(jié)構(gòu)可以自動(dòng)探測到你的手，這樣你的手在抓著電話的時(shí)候它就可以探測到，根據(jù)探測到的信息來調(diào)節(jié)天線。而凱蒂也在現(xiàn)場進(jìn)行了演示對比。

 

事實(shí)上，手確實(shí)會(huì)對信號(hào)有一個(gè)影響。我們看到，在一個(gè)普通手機(jī)上，當(dāng)你把手放上去的時(shí)候，馬上可以看到輻射的能量降低了，而當(dāng)你把手移開的時(shí)候能量又恢復(fù)到原來的水平了。

 

 

但是當(dāng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)天線功能開啟的時(shí)候，當(dāng)凱蒂把手放在手機(jī)上的時(shí)候，輻射的能量下降了，可是因?yàn)閯?dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能，輻射很快又開始恢復(fù)。同樣當(dāng)把手移開的時(shí)候，輻射的能量又回到了最初的水平。

 

 

這項(xiàng)動(dòng)態(tài)天線調(diào)節(jié)技術(shù)，可以讓手機(jī)有更強(qiáng)的信號(hào)、更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更長的電池使用時(shí)間。

 

探秘摩托設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室：Moto手機(jī)的外型是怎么來的？

 

摩托羅拉現(xiàn)在主打的一個(gè)特點(diǎn)是個(gè)性化定制。無論是想要定制手機(jī)外殼的顏色還是材料，你都可以在官網(wǎng)進(jìn)行操作。吉姆是摩托羅拉消費(fèi)者體驗(yàn)設(shè)計(jì)的全球主管，他告訴我們，摩托羅拉的主要特點(diǎn)之一就是設(shè)計(jì)師和工程師很緊密地結(jié)合在一起，這樣他們有更快的速度把想法和設(shè)計(jì)技術(shù)去測試體驗(yàn)。

 

有著漂亮紋身的萊斯麗，是CMF（顏色、材料和工藝處理）團(tuán)隊(duì)的成員。她的工作很酷，是把大家所看到的全球的流行趨勢，“翻譯成”摩托自己的產(chǎn)品。也就說，研究如何讓Moto的手機(jī)更潮。

 

 

他們要和很多不同的部門，包括銷售部門、市場部門、工程師、供應(yīng)商等一起合作，最后才把一些成品帶到這里來。所有我們看到的東西有一些是已經(jīng)發(fā)售的產(chǎn)品，有一些還正在計(jì)劃中，而有一些可能是永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)售出去的，因?yàn)?ldquo;我們只是做來玩的”（任性臉）。但是所有的材料都是真實(shí)的材料，因?yàn)樗麄兿胪ㄟ^這樣的方法打造最屬于個(gè)人的產(chǎn)品。

 

 

這張桌子上的研究是如何讓這個(gè)顏色成為手機(jī)上的顏色，這些是不同材料手感的詮釋，這些自然材料的采用。有一些原始的皮質(zhì)，跟美國全球有名的叫Horween的百年品牌一起合作；這些竹子也通過認(rèn)證的真實(shí)竹子；木頭有胡桃木、柚木、烏木等。

 

 

 

 

探秘摩托設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室之：摩托怎么為下一代產(chǎn)品做模具？

 

邁克負(fù)責(zé)所有產(chǎn)品的模具的安排和管理。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的人都有自己藍(lán)色的工作服，背后印著“Motorola”的標(biāo)識(shí)，前面則是他的名字。胖胖的邁克是個(gè)光頭，再加上他戴著的紅色領(lǐng)結(jié)，看起來覺得有點(diǎn)像柯南里的阿笠博士。

 

 

模具工作間是真正正在工作中的實(shí)驗(yàn)室，他們正在為下一代產(chǎn)品做一些模具的實(shí)驗(yàn)。不過，根據(jù)生產(chǎn)模具精細(xì)度的不同和時(shí)間長短分成了好幾個(gè)工作坊。

 

首先一個(gè)區(qū)域主要是3D打印機(jī)，還有著名MakeBot的機(jī)器。設(shè)計(jì)師們一頓午餐的時(shí)間就可以做好一個(gè)模具，不過這道工序仿真度相對低一些。

 

 

 

接下來取得是仿真程度高一點(diǎn)的模具室。里面還躺著幾個(gè)模型。“阿笠博士”把手伸到里面，抓了一把白色的粉末，我們才知道原來打印的原材料是石膏。它利用石膏和一個(gè)有顏色的膠打造模具，由于不同顏色的膠會(huì)粘合在一起，肉眼粗看起來還挺像真的。這個(gè)工作間一個(gè)小時(shí)就能做一個(gè)模具出來。，不僅快而且成本也不高，用完了還可以再回收接著用。

 

 

 

再厲害的一點(diǎn)的就要用到塑料的材料了。它比剛才石膏的仿真度高了四倍，所以可以做很薄的一些元件，把真正的元件放到里面去。下要做真正的軟膠性的模具，里面是一個(gè)激光切割機(jī)，對不同的元件進(jìn)行切割，也用來做紋路的切割和打造，比如其中一臺(tái)機(jī)器就是用于360手表表帶的切割。

 

 

另外一個(gè)是數(shù)碼打印機(jī)，在手機(jī)上打印不同的圖案。因?yàn)楣こ處熤牢覀円獊?，所以剛好在打印一條龍。這些機(jī)器都是24小時(shí)*7天不停歇地運(yùn)轉(zhuǎn)。

 

 

這差不多就是一步摩托羅拉手機(jī)的研發(fā)和設(shè)計(jì)之旅了。而如果你對摩托羅拉實(shí)驗(yàn)室之外的事情，比如他們的工作環(huán)境和工程師們的小癖好等也很感興趣，我們還會(huì)有更多圖片放出。