Джозеф Якобсон

Джозеф Якобсон (англ. Joseph Jacobson; род. 1965) — американский физик и изобретатель, профессор Массачусетского технологического института (MIT), наиболее известный как создатель технологии электронных чернил (E Ink), которая легла в основу современных устройств для чтения электронных книг (ридеров). Якобсон также является основателем и главным научным сотрудником компании E Ink Corporation, а также сооснователем ряда других высокотехнологичных стартапов в области нанотехнологий и биотехнологий.

Биография

Ранние годы и образование

Джозеф Якобсон родился в 1965 году в США. Он получил степень бакалавра наук в области физики в Гарвардском университете (1988), а затем степень магистра наук (1990) и доктора философии (PhD) по физике в Массачусетском технологическом институте (1994). Его диссертация была посвящена исследованию нелинейных оптических свойств полупроводниковых квантовых ям.

Научная карьера

После получения докторской степени Якобсон остался в MIT в качестве постдокторанта, а затем стал профессором на кафедре медиа-искусств и наук (Media Lab). В 1997 году он основал компанию E Ink Corporation, которая занялась коммерциализацией технологии электронных чернил. В 2005 году Якобсон стал профессором на кафедре машиностроения MIT, а также возглавил лабораторию молекулярных машин (Molecular Machines Lab). В 2010 году он был избран членом Американского физического общества.

Предпринимательская деятельность

Помимо E Ink, Якобсон является сооснователем нескольких компаний, включая:

• Gen9 (2009) — компания, занимающаяся синтезом ДНК и разработкой технологий для синтетической биологии.
• Living Proof (2005) — компания, производящая средства по уходу за волосами на основе биополимеров.
• CogniStreamer (2012) — компания, разрабатывающая носимые устройства для мониторинга здоровья.

Технология электронных чернил (E Ink)

Принцип работы

Электронные чернила (E Ink) — это технология отображения информации, основанная на электрофоретическом перемещении заряженных частиц в микрокапсулах. Каждый пиксель дисплея состоит из множества микроскопических капсул, заполненных прозрачной жидкостью, в которой взвешены белые и чёрные частицы. Белые частицы несут положительный заряд, чёрные — отрицательный. При подаче электрического поля частицы перемещаются к верхней или нижней границе капсулы, что определяет цвет пикселя (белый или чёрный). После снятия напряжения изображение сохраняется за счёт остаточной поляризации частиц, что обеспечивает энергонезависимость дисплея.

История создания

Идея создания электронных чернил возникла у Якобсона в 1995 году, когда он работал в Media Lab MIT. В 1996 году он совместно с группой исследователей (включая Баррета Комисски и Альберта Ху) опубликовал первую научную статью, описывающую принцип работы технологии. В 1997 году была основана компания E Ink Corporation, которая в 1999 году представила первый коммерческий прототип дисплея на электронных чернилах. Первое массовое устройство, использующее E Ink, — электронная книга Sony Reader PRS-500 (2006 год). В 2007 году Amazon выпустила Kindle первого поколения, который стал самым популярным ридером на основе этой технологии.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Низкое энергопотребление (энергия требуется только для изменения изображения).
• Высокая читаемость при ярком освещении (отсутствие бликов).
• Возможность работы при низких температурах.
• Тонкий и лёгкий корпус.

Недостатки:

• Низкая частота обновления экрана (не подходит для видео).
• Ограниченная цветовая гамма (в ранних версиях — только чёрно-белый режим, позже — до 16 оттенков серого и ограниченная палитра цветов).
• Хрупкость подложки (стекло или пластик).

Применение технологии E Ink

Электронные книги (ридеры)

Основное применение технологии E Ink — устройства для чтения электронных книг. Наиболее известные бренды: Amazon Kindle, Barnes & Noble Nook, Kobo, PocketBook. По состоянию на 2024 год, доля рынка ридеров на E Ink составляет более 90% среди всех устройств для чтения.

Цифровые вывески и рекламные дисплеи

Технология используется для создания энергоэффективных цифровых вывесок в магазинах, аэропортах и на вокзалах. Такие дисплеи могут работать до нескольких лет без замены батарей.

Носимые устройства

E Ink применяется в умных часах (например, Pebble), фитнес-трекерах и других носимых гаджетах, где важна длительная автономная работа.

Медицинские устройства

Дисплеи на электронных чернилах используются в портативных медицинских приборах (например, глюкометрах) благодаря низкому энергопотреблению и высокой читаемости.

Другие изобретения и проекты

Молекулярные машины

В лаборатории молекулярных машин MIT под руководством Якобсона разрабатываются наноразмерные устройства, способные выполнять механические операции на молекулярном уровне. В частности, ведутся работы по созданию ДНК-наномашин для доставки лекарств и диагностики заболеваний.

Синтетическая биология

Якобсон является сооснователем компании Gen9, которая разрабатывает технологии синтеза длинных цепочек ДНК. Это позволяет создавать искусственные гены и целые геномы для использования в биотехнологии и медицине.

Квантовые вычисления

В 2010-х годах Якобсон участвовал в проектах по созданию квантовых компьютеров на основе сверхпроводящих кубитов, однако эта работа не получила широкой коммерциализации.

Награды и признание

• Премия «Лучшее изобретение года» (1999) по версии журнала Time за технологию E Ink.
• Премия IEEE за инновации в области потребительской электроники (2010).
• Член Американского физического общества (2010).
• Включение в список «100 самых влиятельных людей мира» по версии журнала Time (2011).

Критика и ограничения

Основная критика технологии E Ink связана с её медленной скоростью обновления, что делает её непригодной для отображения динамического контента (видео, анимации). Кроме того, цветные версии дисплеев (например, E Ink Kaleido) имеют ограниченную цветовую гамму и более низкое разрешение по сравнению с LCD и OLED. Также отмечается высокая стоимость производства по сравнению с традиционными дисплеями, что ограничивает её применение в массовых устройствах, кроме ридеров.

Интересные факты

• Первый прототип дисплея E Ink был размером с почтовую марку и содержал всего несколько пикселей.
• В 2020 году компания E Ink Corporation выпустила дисплей с возможностью отображения 32 000 цветов (технология E Ink Spectra 3100).
• Джозеф Якобсон является автором более 100 патентов в области нанотехнологий, оптоэлектроники и биотехнологий.

Источники

• Joseph Jacobson. MIT Media Lab. — Massachusetts Institute of Technology.
• E Ink Corporation. Official website. — E Ink Holdings Inc.
• "The Man Who Made the Kindle Possible". — The New York Times, 2007.
• Jacobson, J. et al. "Electrophoretic Display Technology". — Nature, 1997.
• "Joseph Jacobson: The Inventor of E Ink". — IEEE Spectrum, 2010.