Джозеф Джейкобсон

Джозеф Джейкобсон (англ. Joseph Jacobson; род. 1 января 1965, Нью-Йорк, США) — американский физик, изобретатель и предприниматель, наиболее известный как создатель технологии электронных чернил (E Ink) и основатель одноимённой компании. Является профессором медиа-искусств и наук в Массачусетском технологическом институте (MIT), а также руководителем исследовательской группы по молекулярно-масштабным системам. Его работы лежат в основе современного рынка устройств для чтения электронных книг (ридеров), включая такие продукты, как Amazon Kindle, Kobo и Barnes & Noble Nook.

Биография

Ранние годы и образование

Джозеф Джейкобсон родился в 1965 году в Нью-Йорке в семье учёных. Его отец, Натан Джейкобсон, был профессором физики, а мать, Элизабет Джейкобсон, — математиком. С ранних лет он проявлял интерес к физике и электронике. В 1986 году он получил степень бакалавра по физике в Университете Брандейса (Массачусетс), где его исследования были сосредоточены на физике твёрдого тела и оптике.

После окончания университета Джейкобсон поступил в аспирантуру Массачусетского технологического института (MIT). В 1994 году он защитил докторскую диссертацию (Ph.D.) в области физики, посвящённую разработке новых методов визуализации на основе микроэлектромеханических систем (MEMS) и электрофоретических дисплеев. Его научным руководителем был профессор Нил Гершенфельд, известный работами в области цифровых технологий.

Научная карьера

После защиты диссертации Джейкобсон остался в MIT в качестве постдокторанта, а затем — научного сотрудника. В 1997 году он основал исследовательскую группу по молекулярно-масштабным системам (Molecular-Scale Systems Group) в Медиа-лаборатории MIT (Media Lab). Основным направлением его работы стала разработка дисплеев, имитирующих внешний вид обычной бумаги, — так называемых «электронных чернил» (E Ink).

В 1997 году совместно с коллегами — химиком Барретом Комисски и инженером-электриком Расселом Уилкоксом — Джейкобсон основал компанию E Ink Corporation (Кембридж, штат Массачусетс). Первоначально компания занималась коммерциализацией технологии электрофоретических дисплеев. В 2007 году технология E Ink была лицензирована компанией Amazon для создания первого Kindle, что стало поворотным моментом в истории электронных книг.

В 2000-х годах Джейкобсон также занимался исследованиями в области нанотехнологий и молекулярной электроники. Он является автором более 50 научных статей и владельцем более 100 патентов США, в том числе в области гибких дисплеев, биосенсоров и систем хранения энергии.

Предпринимательская деятельность

Помимо E Ink Corporation, Джейкобсон основал или соосновал несколько стартапов, связанных с нанотехнологиями и медицинскими устройствами:

• Gen9 (2009) — компания, специализирующаяся на синтезе ДНК и генной инженерии (признана банкротом в 2016 году).
• Cambrios Technologies — разработчик прозрачных проводящих материалов на основе наночастиц серебра.
• T2 Biosystems — компания, разрабатывающая диагностические системы для быстрого обнаружения инфекций.

В 2010-х годах Джейкобсон сосредоточился на проектах в области «молекулярной печати» — технологии, позволяющей создавать трёхмерные объекты на молекулярном уровне. В 2016 году он был удостоен премии «Изобретатель года» по версии журнала MIT Technology Review.

Технология E Ink

Принцип работы

Электронные чернила (E Ink) — это технология отображения информации, основанная на явлении электрофореза. В основе дисплея лежат миллионы микроскопических капсул (диаметром около 50-100 мкм), заполненных прозрачной жидкостью и взвешенными в ней частицами двух типов:

• Чёрные частицы (обычно из углерода) — несут отрицательный электрический заряд.
• Белые частицы (из диоксида титана) — несут положительный заряд.

При подаче электрического поля частицы мигрируют к верхней или нижней поверхности капсулы, формируя видимое изображение. Например, если на верхний электрод подаётся положительный потенциал, белые частицы (положительно заряженные) отталкиваются вниз, а чёрные — притягиваются вверх, создавая чёрный пиксель. Обратная полярность даёт белый пиксель. Изображение сохраняется даже после отключения питания (бистабильность), что обеспечивает низкое энергопотребление.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая контрастность и читаемость при ярком освещении (включая прямой солнечный свет).
• Низкое энергопотребление — энергия тратится только при смене изображения.
• Тонкая и лёгкая конструкция (толщина дисплея может составлять менее 1 мм).
• Возможность создания гибких дисплеев (на пластиковой подложке).

Недостатки:

• Низкая скорость обновления (от 100 мс до 1 с), что делает технологию непригодной для видео или анимации.
• Ограниченная цветовая гамма (первые версии — только чёрно-белые; современные — до 4096 цветов).
• Чувствительность к механическим повреждениям (при сильном изгибе капсулы могут разрушаться).

Применение

Основное применение E Ink — устройства для чтения электронных книг (ридеры). Первым коммерческим продуктом стал Sony Reader (2004), но массовое распространение началось после выхода Amazon Kindle (2007). К 2023 году на рынке доминируют устройства на базе E Ink Carta (высокое разрешение) и E Ink Kaleido (цветные дисплеи).

Помимо ридеров, технология используется в:

• Электронных ценниках и этикетках (в розничной торговле).
• Умных часах (например, Pebble).
• Рекламных щитах и указателях.
• Медицинских браслетах и датчиках.
• Прототипах гибких смартфонов (например, YotaPhone).

Награды и признание

• 2007 — премия «Изобретатель года» от журнала Time (в составе команды E Ink).
• 2010 — член Национальной инженерной академии США (NAE).
• 2011 — премия «За вклад в науку» от Американского физического общества (APS).
• 2016 — премия «Изобретатель года» от MIT Technology Review.
• 2020 — включён в список 100 самых влиятельных людей в области технологий по версии Forbes.

Критика и ограничения

Несмотря на успех E Ink, технология подвергается критике за медленное развитие цветных дисплеев и отсутствие поддержки видео. Конкурирующие технологии, такие как OLED и MicroLED, предлагают более яркие цвета и высокую скорость обновления, но уступают E Ink в энергоэффективности и читаемости при солнечном свете. Кроме того, некоторые экологи указывают на сложность утилизации дисплеев E Ink из-за содержания микрочастиц титана и углерода.

Личная жизнь

Джозеф Джейкобсон женат на Лизе Джейкобсон (урождённой Браун), профессоре биоинженерии в MIT. У пары трое детей. В свободное время он увлекается парусным спортом и фотографией.

Источники

• Jacobson, J. et al. "Electronic Ink: A New Display Technology." Nature, 1997.
• MIT Media Lab. "Molecular-Scale Systems Group." Официальный сайт, 2023.
• E Ink Corporation. "History and Technology." Корпоративный сайт, 2023.
• MIT Technology Review. "Joseph Jacobson: Inventor of the Year." 2016.
• Forbes. "The 100 Most Influential People in Tech." 2020.