Le reti neurali non sono una novità in ambito mobile consumer. Da qualche mese conosciamo il Mate 10 Pro di Huawei e l’iPhone X di Apple, entrambi dotati di co-processore che realizza il sogno degli ingegneri: avere uno smartphone che pensa come l’uomo, o quasi. La promessa è sulla buona strada ma ben lungi dall’essere avverata. Il motivo? Dispositivi del genere beneficiano poco della presenza di un calcolo AI, se non per scattare foto con impostazioni automatiche e rispondere in maniera più veloci ad alcune operazioni, soprattutto quelle che prevedono l’utilizzo sincrono di informazioni prelevate in locale e dalla rete. Il MIT ha intenzione di migliorare il panorama dell’Intelligenza Artificiale per tutti, proponendo una soluzione creata nei propri laboratori.

Di cosa si tratta

Dopo aver comunicato l’arrivo di un chip pensato per rafforzare e gestire la crittografia in vari ambiti, ora il MIT ha divulgato la finalizzazione di un altro hardware capace di ridurre al minimo il consumo di batteria durante operazioni di una neural processing unit, cioè di una rete neurale simile a quella del Kirin 970 e dell’A11 Bionic. Stando alle analisi dei ricercatori, è del 95% il risparmio energetico rispetto alle soluzioni attuali, talmente ottimale da far pensare all’integrazione di un elemento del genere su qualunque smartphone e tablet che voglia salire di livello, adottando un’intelligenza superiore e capace di risolvere problemi avanzati (ovvero task) senza batter ciglio. Quando vedremo a bordo dei nostri telefonini il chip del MIT?

Probabilmente non così presto, anche perché ci sarebbero da effettuare tutti i test contestuali del caso e vari studi di fattibilità per l’integrazione su dispositivi complessi come i cellulari odierni. E poi, con le principali compagnie che hanno già sviluppato, in casa, le loro NPU, che vantaggio avrebbero ad affidarsi a fornitori terzi? Plausibile dunque che la tecnologia del Massachusetts Institute of Technology rappresenti solo un primo passo verso studi ulteriori, che troppo spesso restano dentro i laboratori. Basti pensare alle batterie a litio e ossigeno di cui si parla da anni.

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Può una tecnologia rivoluzionaria nascere per caso? A quanto pare si, e la prova è quanto accaduto a Irvine, Università della California. Qui alcuni ricercatori stavano studiando alcune strutture quando hanno individuato un filamento di nanowire (nanofili) composto da un materiale in grado di potenziare le comuni batterie per dispositivi mobili. La qualità dell’elemento scoperto è tale da consentire al possibile modulo creato di essere ricaricato centinaia di migliaia di volte, così da sopravvivere senza grossi problemi anche 300 anni. In un documento pubblicato la scorsa settimana, Mya Le Thai, candidato al dottorando all’università, ha spiegato di cosa si tratta.

Batteria senza declino

Le batterie composte da nanofili sono estremamente fragili e di solito perdono potenza dopo diversi cicli di ricarica. Il loro vantaggio, rispetto alle pile agli ioni di litio non è così evidente, almeno fino a quanto è arrivato Le Thai con il suo team. I ricercatori sono riusciti a risolvere il problema della fragilità dei nanofili avvolgendo questi ultimi in un guscio protettivo, composto da diossido di manganese. La batteria viene poi immersa in un elettrolita gelatinoso, che ha il compito di donare all’ossido di metallo una maggiore flessibilità, così che i nanofili non si rompono quando gonfiati durante la ricarica. I primi test ciclici hanno mostrato capacità davvero eccelse della batteria, in grado di essere caricate centinaia di migliaia di volte, a differenze dei circa settemila cicli delle soluzioni odierne.

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Il paradosso della tecnologia moderna potrebbe avere i giorni contati. Se finora bisognava rinunciare all’autonomia degli smartphone per avere con sé un oggetto performante ma con un design elegante, dalla Cina arrivano buone notizie. L’azienda Oukitel ha annunciato K10000, un dispositivo in grado di funzionare, non in stand-by, per una media di 10-15 giorni, senza essere ricaricato. Chi pensava di aver raggiunto l’apice di autonomia con il proprio iPhone 6S Plus dovrà quindi ricredersi. Il panorama Android non è privo di belle sorprese in tal senso, ma una durata del genere non si era davvero mai sentita, se non all’interno dei laboratori.

Come è fatto

Il telefono è dotato di una batteria da ben 10.000 mAh ma non è tutto qui. All’interno ci sono specifiche degne della fascia media di mercato, in grado dunque di attirare non solo chi fa dell’autonomia il tassello principale di un prodotto hi-tech al giorno d’oggi. A bordo del K10000, con un display da 5.5 pollici e risoluzione 720p,  c’è un processore MediaTek quad-core da 1 GHz, 2 GB di Ram, una fotocamera da 8 megapixel, 16 GB di spazio di archiviazione, supporto alle microSD e Android 5.1 Lollipop. Il peso? Contenuto: 184 grammi, meno di un iPhone 6S Plus. Lo vedremo mai in Italia? Certo, le spedizioni cominceranno dal 30 gennaio, e si può pre-ordinare da qui al costo di circa 220 euro.

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Il più grande problema degli smartwatch odierni è la necessità di ricaricare giornalmente, o quasi, la batteria. Come se non bastasse divincolarsi tra i cavetti di smartphone, tablet, computer e televisori, si aggiungono anche gli orologi interconnessi ad occupare spazio tra le prese di corrente domestiche. Se qualcosa nel prossimo futuro cambierà lo si dovrà anche a Swatch, la famosa compagnia che ha fatto la storia dell’orologeria, almeno di quella classica.

Un semestre di sole

Anche se il gruppo non ha in cantiere per il momento un proprio smartwatch, il contributo al settore dovrebbe arrivare sotto il telaio, proprio per quanto riguarda il modulo energetico. Il CEO di Swatch Nick Hayek ha infatti confermato che l’azienda sta lavorando per portare sul mercato una batteria in grado di funzionare senza ricarica fino a sei mesi, togliendo così di mezzo l’incombenza di ricaricare il dispositivo periodicamente. “Chi riesce a produrre una batteria del genere arriva ad ottenere un certo vantaggio sul mercato – ha detto – per questo stiamo lavorando con il nostro gruppo di ricerca Belenos e il produttore Renata per realizzare un’innovativa batteria dalla durata semestrale”. Con molta probabilità Swatch penserà anche alla produzione di un proprio smartwatch dopo l’esperimento Touch Zero One, un orologio particolarmente adatto ai giocatori di beach volley. E’ difficile non dare ragione ad Hayek quando parla di vantaggi competitivi derivanti da una batteria del genere: l’Apple Watch porta con sé 18 ore di autonomia mentre la media degli Android Wear è anche di meno, ad esempio il Moto 360 se usato con poca parsimonia può spegnersi dopo poche ore. Insomma la vera rivoluzione è dietro l’angolo e più degli orologi in sé pare essere quella di una soluzione in grado di avvicinarli al ciclo di vita dei meno affascinanti analogici.

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Una volta nelle indagini per omicidi o fatti di cronaca di rilevanza giuridica si era soliti studiare il posizionamento del telefono di un indagato partendo dalle celle telefoniche. La tecnologica oggi permette invece di analizzare più velocemente gli spostamenti di uno smartphone. Per farlo, alcuni ricercatori della Stanford University hanno utilizzato un Nexus 4 (ma dovrebbe valere per tutti i recenti Android) e il software integrato che analizza il consumo di batteria. La teoria è che il telefono consuma di più quando si trova lontano da una cella di riferimento, mentre il consumo tende a rimanere costante quando è in un raggio di ricerca minore. Si tratta dello stesso principio applicabile quando si è in un luogo chiuso dove il cellulare non prende: le continue ricerche all’antenna e la connessione e disconnessione dalla rete tendono ad aumentare il consumo di batteria.

Come funziona

Utilizzando una mappa cittadina dove sono segnate le celle telefoniche principali, i ricercatori sono riusciti a risalire alle diverse zone visitate da un utente e dal suo Nexus 4 semplicemente visionando le statistiche del consumo energetico. La tecnica, subito ribattezzata PowerSpy, fa uso di un algoritmo che riesce a identificare il percorso di uno smartphone in una certa area di riferimento. Per farlo però c’è bisogno di alcune premesse: le “spie” devono sapere il tipo di operatore dell’utente, la localizzazione delle relative celle, il consumo di batteria medio nell’arco di una giornata e, per ovvie ragioni, avere tra le mani lo smartphone da spiare o almeno (tramite un hack) accedere all’app che monitora il consumo energetico. Alla fine l’algoritmo riesce a individuare le reali posizioni con un margine di errore di circa 150 metri. Quello che può mandare in bambola il funzionamento è l’utilizzo contemporaneo di molte app che tendono ad alzare i livelli di consumo e quindi a produrre un’interferenza maggiore con le statistiche rilevate. Ma anche in quel caso il margine di errore è in media di 400 metri: poco più dell’area rilevata da Google Maps quando si attiva il GPS.

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Il dubbio era parso a molti sin dallo scorso settembre, quando cioè Apple aveva presentato il suo Apple Watch. Quanto durerà la batteria di questo indossabile? Ci ridurremo a caricarlo ogni notte come facciamo già con i nostri iPhone (eccetto il 6 Plus)? In realtà era stata la stessa Apple ad ammettere che con un utilizzo continuo durante la giornata l’Apple Watch avrà bisogno di una ricarica notturna per poter essere nel pieno delle energie il giorno dopo. Il problema qui è che siti specializzati come 9to5mac.com affermino come l’autonomia di Apple Watch possa essere nettamente inferiore a quanto espresso da Apple.

Le statistiche: al massimo 3 ore e mezza

Il sito spiega come l’aver inserito all’interno dell’orologio un chip ridotto chiamato S1, ma molto vicino alle performance del processore classico A5, richieda uno sforzo non indifferente da parte della batteria. Secondo le fonti, a contribuire ad una eccessiva richiesta energetica sarebbe anche il display dell’Apple Watch in grado di mostrare 60 frame al secondo così da visualizzare anche giochi e video con una certa fluidità ma tutto a discapito dell’autonomia. Il dato allarmante è questo: Apple avrebbe riclassificato il suo gioiellino posizionandolo all’interno di una fascia di durata che va dalle 3,5 alle 2,5 ore a seconda del tipo di utilizzo. C’è da dire che difficilmente qualcuno rimarrà attaccato all’orologio per così tanto tempo di fila, ma è ovvio che nell’arco delle 16/18 ore in cui lo si avrà al polso l’orologio potrebbe spegnersi ben prima di arrivare a sera. Il dubbio ora è lecito: finiremo a disattivare la maggior parte delle notifiche per risparmiare energia? E a quel punto che servirà avere un orologio del genere al polso se non avrà molte possibilità per mostrare la sua intelligenza interconnessa? Aspettiamo a giudicarlo frettolosamente ma la sensazione è che bisognerà aspettare almeno un’altra generazione per vedere un migliore bilanciamento tra prestazioni e durata.

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Ad aprile del 2014 StoreDot aveva presentato la sua soluzione per ricaricare una batteria in 30 secondi. Il problema era che il caricabatterie era voluminoso e pesante come quello di un notebook; niente a che vedere con gli eleganti e semplici cavetti di ricarica che oggi utilizziamo per cellulari e tablet. Tuttavia il panorama cambierà presto. A Las Vegas la compagnia ha presentato una versione migliorata della sua tecnologia che utilizza molecole sintetiche organiche per muovere gli ioni più velocemente e rendere dunque il processo di ricarica decisamente più veloce. E soprattutto adesso il cavetto e relativo caricatore sono molto più piccoli e in grado di essere trasportati anche in tram o metro senza dare troppo nell’occhio.

Problema capacità

L’unico punto da risolvere è la capacità delle batterie che possono essere ricaricate con StoreDot. Al momento infatti il modulo è di soli 900 mAh, quasi la metà della batterie in dotazione oggi nella maggioranza dei tablet, mentre la media sui cellulari è di 1200/1500 mAh. Questo vuol dire che potremmo avere presto una batteria in grado di ricaricarsi in 30 secondi ma anche che durerà sensibilmente di meno. Ma niente paura. StoreDot ha in catalogo anche un batteria da 2000 mAh che si ricarica, invece che in 30 secondi, in 3 minuti, un tempo che dovrebbe andare comunque bene per gli indigeni digitali. Una versione commerciale del prodotto potrebbe arrivare entro il 2017, quando smartphone e tablet saranno in grado di contenere questi piccoli capolavori della tecnologia moderna.

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L’Università di Trieste è l’istituto italiano che permetterà di considerare diversamente la natura delle batterie per i moderni dispositivi hi-tech. Grazie al lavoro di Alessandro Baraldi, docente di Fisica della materia e responsabile del Laboratorio di Scienze delle superfici del Centro elettra sincrotrone Trieste, sarà possibile utilizzare il grafene per migliorare non solo l’autonomia di cellulari e tablet ma anche per realizzare monitor più sottili, chip più potenti e ridurre il riscaldamento di computer tower e notebook, tutto grazie alle proprietà del materiale resistente come il diamante e flessibile come la plastica. Dall’era del silicio a quella del grafene. Così Baraldi ha sintetizzato i risultati del lavoro del proprio team e di quello di ricercatori del Cnr e provenienti dalla Spagna, Danimarca e Regno Unito. Proprio le capacità del grafene consentirebbero l’utilizzo in vari campi e per applicazioni differenti, un salto in avanti fondamentale per il nuovo corso della produzione di oggetti tecnologici.

Non bisogna surriscaldarsi

Non a caso il grafene è un “erede” del silicio. Entrambi sono eccellenti conduttori di corrente ma le nuove applicazioni permetteranno una dispersione del calore davvero ridotta. A differenza del silicio, che con l’elevato utilizzo tende a far riscaldare tutto il dispositivo, il grafene permette il passaggio di corrente “a temperatura ambiente”, un vantaggio non da poco se si vuole progredire verso strutture (sia desktop che mobili) sempre più potenti. Il lavoro del gruppo triestino ha permesso di combinare il grafene con l’ossido di alluminio, una tecnica che permette di utilizzare il materiale anche nei dispositivi elettronici (combinato quindi ad altri) senza un’alterazione della sua struttura primaria, evitando un declassamento delle sue proprietà. La prima applicazione potrebbe riguardare proprio batterie per device mobili più potenti ma ridotte in termini di dimensioni e prive di un riscaldamento eccessivo. Partendo dalle applicazioni di Andre Geim e di Kostantin Novoselov dell’Università di Manchester (entrambi Premi Nobel per la Fisica nel 2010) si può guardare al futuro del grafene in maniera decisamente più ottimista.

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Storico alla mano, questo iOS 8 potrebbe essere davvero il più rivoluzionario aggiornamento della storia dell’iPhone. Apporta notevoli miglioramenti grafici e funzionali, ma solo se avete un iPhone recente (diciamo dal 5), visto che i modelli precedenti (dal 4S) potrebbero soffrire di alcuni lag e ritardi nelle prestazioni. Partiamo da un presupposto concreto: anche se avete un iPhone 4S l’aggiornamento non rallenta inevitabilmente il telefono, con un ripristino “pulito” del sistema operativo, senza caricare alcun backup, si ha tra le mani quasi un telefono nuovo che può certamente guadagnare da alcune aggiunte non presenti su iOS 7, come la registrazione in Time Lapse, la batta dei preferiti dentro il multitasking o l’utilizzo di tastiere terze e della frasi in predizione. Ma non tutti vorrebbero re-installare da zero app e impostazioni (come gli account email) o salvare le foto in rullino per non rischiare di perderle, e soprattutto non è così bassa la percentuale di utenti che possiedono ancora un iPhone 4S o un iPad 2, quindi ecco un paio di soluzioni per rendere accettabile il vostro iOS 8, anche senza azzerare la memoria.

Autonomia, questa sconosciuta

A quanto pare anche i primi test sul nuovo iPhone 6 Plus hanno evidenziato alcuni problemi alla batteria. Il problema è quindi legato a iOS 8 ma, per fortuna, ci sono alcune soluzioni. Apple ha effettivamente aiutato a risolvere molti degli impicci su come viene consumata la batteria sul telefono inserendo sul sistema operativo una sezione dove viene indicato quanta batteria viene utilizzata da una singola app e, nel caso, intervenire chiudendola. Si tratta di una funzione un po’ nascosta nei menu ma una volta trovata non ci si può quasi fare a meno. Per sapere quali app sono assatanate di autonomia si può andare in Impostazioni – Generali – Utilizzo – Utilizzo Batteria e assicurarsi di chiudere o disinstallare quelle app che consumavano davvero troppa batteria, o limitarne l’apertura nel tempo. Il secondo suggerimento è disattivare la voce Aggiornamento app in background o tenere selezionate le applicazioni che si vuole davvero che diano notifiche istantanee, come WhatsApp o Messenger di Facebook. Oltre a questo è possibile tenere sott’occhio il consumo di batteria spegnendo Wi-Fi e Bluetooth quando non servono e attivare la luminosità automatica, almeno in spazi dove leggere il telefono non è un problema, come i luoghi chiusi.

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Secondo uno studio pubblicato su Nature Nanotechnology, i ricercatori della Stanford University avrebbero trovato una soluzione per prolungare la vita delle batterie dei cellulari moderni. Nell’attuale generazione di batterie al litio solo l’elettrolita della batteria contiene potenza a ioni di litio da essere sfruttata per il funzionamento del dispositivo. A causa del modo in cui il litio si espande, l’anodo e il catodo, il polo positivo e il negativo, si disintegrano in modo automatico dopo un certo periodo, con la conseguente perdita dell’efficienza della batteria stessa. Peggio, può succedere che il dispositivo vada in fiamme per un eccessivo e repentino surriscaldamento dei due poli, dovuto all’espansione del litio.

Futuro al carbone

Si tratta di una serie di problematiche non certo comuni ma che con il passare del tempo interessano tutti i cellulari (e non solo). E’ qui che arriva l’intuizione dei ricercatori della Stanford: cercare di raddoppiare la vita delle batterie riducendo il rischio di erosione degli ioni e preservando così il corretto funzionamento della carica elettrica. Il problema è stato risolto aggiungendo uno strato protettivo di carbonio sopra l’anodo di litio che, nonostante lo spessore minimo di 20 nanometri, basta a conservare l’integrità della batteria. E’ probabile quindi che nel prossimo futuro vedremo sempre più batterie con un “cappuccio” di carbone, in grado non solo di proteggerle ma anche di raddoppiarne il ciclo di vita. Il professore Yi Cui che sta conducendo la ricerca alla Stanford ha detto: “Di tutti i materiali che si potrebbero usare su un anodo, il litio ha il potenziale maggiore”. Per questo non è possibile, almeno per il momento, sostituire il litio, fulcro delle batterie, ma ricoprirne il polo positivo con uno strato di carbone permetterà una maggiore durata prima della sostituzione.

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