Универсальное устройство - [53]

Для своего следующего эксперимента Фуко использовал гироскоп, вращающийся вокруг вертикальной оси и сохраняющий своё положение, чтобы более точно продемонстрировать тот же самый эффект. По сути, он не сильно отличается от гироскопа, расположенного в вашем iPhone: он тоже опирается на эффект Кориолиса, благодаря чему экран iPhone всегда принимает нужное положение. Однако сегодня он принял форму МЭМС – микроэлектромеханической системы, – вмонтированной в крохотный и на самом деле красивый чип. Миниатюрное строение МЭМС напоминает чертежи футуристических симметричных храмов из научной фантастики.

Гироскоп в вашем телефоне представляет собой вибрационный гироскоп (ВГ). Это такое устройство, которое для определения скорости, с которой поворачивается объект, использует – как вы догадались – вибрационную структуру. Вот как оно работает: вибрирующий объект обычно продолжает вибрировать в той же плоскости, даже если его опора поворачивается. Поэтому эффект Кориолиса – тот самый, из-за которого маятник Фуко в Париже сдвигается вправо, – заставляет объект прилагать силу к его опоре. Вычисляя эту силу, датчик может определить скорость вращения. Сегодня приборы, способные сделать это, имеют размеры с ноготь большого пальца. Вибрационные гироскопы теперь повсюду; помимо iPhone, они есть в автомобилях и игровых приставках. МЭМС уже десятилетиями используется в автомобилях: вместе с датчиками ускорения она помогает определить, когда нужно выпустить подушки безопасности.

* * *

Гироскоп представляет собой ряд датчиков внутри вашего телефона, которые снабжают его информацией о том, как устройство перемещается в пространстве и как ему стоит реагировать на окружающие условия. Эти датчики как раз и отвечают за едва уловимое и вместе с тем очень важное волшебство: то, как телефон определяет, что ему делать, когда вы прикладываете его к уху, переворачиваете горизонтально или заходите с ним в тёмную комнату.

Чтобы понять, каким образом iPhone определяет своё место в нашей Вселенной – особенно по отношению к вам, пользователю, – следует провести небольшой ликбез и пробежаться по важнейшим датчикам и двум чипам, определяющим местоположение.

Когда iPhone только вышел, у него было всего три датчика (если не считать датчик камеры): датчик ускорения, или акселерометр, датчик приближения и датчик внешнего освещения. Достоинства одного из них Apple расхваливала в дебютном пресс-релизе.

Акселерометр

«Встроенный в iPhone акселерометр определяет, когда пользователь переворачивает устройство в горизонтальное положение, и автоматически, в зависимости от положения, изменяет отображение экрана на дисплее, – писала в 2007 году команда Apple в своем пресс-релизе. – Таким образом пользователи тут же видят веб-страницу во всю ширину или горизонтальное фото с нормальным соотношением сторон».

От экрана, который подстраивался под то или иное положение устройства, веяло новизной, и Apple преподнесла его самым элегантным образом – пусть даже это и не самая сложная технология (помните, Фрэнк Канова планировал добавить такую функцию в своё второе детище, Neon, младшего брата Simon, ещё в 1990-х годах).

Акселерометр – это крохотный датчик ускорения, который, как подсказывает его название, определяет ускорение устройства. Он не такой старый, как гироскоп: его изобрели в 1920-х годах для проверки безопасности мостов и воздушных судов. По словам ветерана промышленности Патрика Уолтера, самые первые модели весили примерно пятьсот граммов и «состояли из Е-образной рамки, между верхней и центральной частями которой были расположены от 20 до 55 графитовых колец, работающих в режиме растяжения-сжатия, подключенных к полумосту Уитстона». Эти первые датчики использовали для «регистрации ускорения авиационной катапульты, пассажирских лифтов, амортизаторов самолётов, вибрации в паровых турбинах и подземных трубопроводах, а также чтобы регистрировать силу взрывов». Полукилограммовый акселерометр в 1930-х годах стоил 420 долларов. Долгое время органы тестирования и оценки – это целая индустрия, которая делает всё возможное, чтобы наша инфраструктура и транспорт не убили нас, – способствовали созданию всё более качественных датчиков ускорения. «Эта группировка, – писал Уолтер, – с их авиакосмической и военной спецификой и таким же бюджетом определила конъюнктуру рынка на пятьдесят-шестьдесят лет». К семидесятым годам исследователи из Стэнфорда разработали первые МЭМС-акселерометры, и с семидесятых по нулевые годы главным двигателем этого направления стала автомобильная индустрия, которая использовала их в краш-тестах, проводимых для проверки датчиков срабатывания подушек безопасности.

А затем, конечно же, МЭМС перебрались в компьютеры. Однако прежде, чем они добрались до смартфонов, им пришлось сделать небольшую остановку.

«Датчики стали важным элементом, – говорит Бретт Билбри. – Например, акселерометры. Знаете, откуда они появились в устройствах Apple? Всё началось с ноутбука».

«Помните приложение со световыми мечами из „Звёздных войн“? – спрашивает он. – Как люди размахивали своими ноутбуками и тому подобное?» В 2006 году, за два года до того, как задумка обернулась приложением, которое пополнило широкий ряд самых бесполезных, но при этом захватывающих приложений для iPhone, появился MacSaber – тоже бесполезное развлекательное приложение для Mac, которое использовало возможности нового акселерометра в компьютере. Вообще-то помимо дуэлей на световых ноутбуко-мечах у него имелось и другое назначение: если вдруг кто-то заденет ноутбук и устройство полетит со стола, датчик ускорения автоматически выключит жёсткий диск, чтобы защитить данные.