Elektronisches Papier dreht die Seite um

Mit PowerPoint-Präsentationen, Palm Pilot strahlenden Führungskräften und Handys, die im Publikum trillerten, schien die E-Book-Welt im letzten November typisch für die Hunderte von Business-Tech-Treffen, die jedes Jahr abgehalten werden. Aber es war nicht. Tatsächlich war es die erste Konferenz, die sich ausschließlich der bevorstehenden Transformation der Buchwelt durch die digitale Technologie widmete. Hunderte von Menschen aus der ganzen Welt zahlten bis zu 995 US-Dollar, um zu hören, wie einige der einflussreichsten Redakteure und Verleger in den Vereinigten Staaten radikale Veränderungen beim Schreiben, Verteilen und Lesen von gedrucktem Material vorhersagen.

Während der zweitägigen Konferenz hörten die anwesenden Agenten, Autoren, Technologen und Verleger immer wieder, dass der Tag der gewöhnlichen Bücher, Zeitschriften und Zeitungen fast vorbei sei. Die Hauptursache für diesen Niedergang sei das neu entwickelte E-Book, hieß es. So mächtig wird die anstürmende Welle von E-Books sein, prognostizierte Dick Brass, Microsoft Vice President of Technology Development, zuversichtlich, dass die letzte Papierausgabe von Die New York Times erscheint 2018.

Ein Ende von Alzheimer?

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom März 2001



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Die neuen E-Books wurden in der Ausstellungsfläche ausgestellt. Es waren größtenteils tastaturlose Computer, von denen jeder etwa die Größe eines Taschenbuchs hatte. Besucher tippten behutsam auf den Bildschirm oder drückten mit dem Daumen auf eine Schaltfläche, um die Seiten auf diesen grauen Kästchen umzublättern; Bei einigen Modellen konnten Leser Lieblingspassagen mit einem Lesezeichen versehen. Lassen Sie sich nicht von ihrer unscheinbaren Erscheinung täuschen, warnte Konferenzorganisator und Autor Michael Wolff in seiner Keynote. Das E-Book sei die bedeutendste Entwicklung im Buchgeschäft seit dem Aufkommen des Taschenbuchs.

Könnte sein. Digitale Technik und Bücher, Zeitschriften und Zeitungen werden sicherlich kollidieren, wie Wolff sagte. Und die Ergebnisse werden, wie er auch sagte, enorme soziale und kulturelle Auswirkungen haben. Aber die Schlüsselerfindung wird nicht das elektronische Buch sein – zumindest nicht die grauen Kästen, die auf der e-Book World ausgestellt werden. Stattdessen wird es eine Entwicklung sein, die kein einziger Redner auf der Konferenz angesprochen hat – ein Produkt, das nicht eines der Unternehmen in der Ausstellung zeigte. Obwohl die kollektive Vorstellungskraft der Verlagsbranche von der aktuellen Generation elektronischer Bücher erfasst wurde, wird die Technologie, die das Lesen und Schreiben am wahrscheinlichsten verändern wird, elektronisches Papier sein.

Eine Handvoll führender Technologieunternehmen wetteifert um das erste praktische elektronische Papier – ein digitales Display, das dünn und flexibel genug ist, um sich in eine Röhre zu rollen oder wie eine Karte zusammenzufalten, aber dennoch billig genug, um in großen Mengen verkauft oder mit ein paar hundert anderen verkabelt zu werden Bildschirme in den Rücken eines Notebooks. Die jüngsten Fortschritte waren so rasant, dass einige Forscher glauben, dass diese neuartige Art von Display in nur wenigen Jahren Papier in vielen Situationen ersetzen könnte, was zur Herstellung von Büchern, Zeitschriften und Zeitungen aus verdrahteten Kunststoffblättern führen könnte.

Wir sprechen von etwas, das die erste wirkliche Änderung der Buchtechnologie seit 500 Jahren wäre, sagt Paul Drzaic, Technologiedirektor bei E Ink, einem Startup in Cambridge, MA, das Ende letzten Jahres einen ersten Prototyp des E-Paper vorgestellt hat Jahr. Sie müssen sich der Auswirkungen bewusst sein. Wir vergleichen uns in keiner Weise mit Gutenberg, aber es ist unglaublich zu glauben, dass wir in einer Zeit sein könnten, die in einem Atemzug genannt würde.

Historiker argumentieren seit langem, dass die Technologie, die zur Herstellung einer Druckmaschine mit beweglichen Lettern erforderlich war, in Europa vor den 1440er Jahren mehr als ein Jahrhundert lang existierte, als Johann Gutenberg und mehrere andere Handwerker in der deutschen Stadt Mainz die ersten Kompositionsräume einrichteten. Aber das Wichtigste fehlte, schrieben die Historiker Lucien Febvre und Henri-Jean Martin in Die Ankunft des Buches , ein Klassiker aus dem Jahr 1958. Ohne den Impuls des Papiers, das [erst] Ende des 14. Jahrhunderts allgemein gebräuchlich wurde, wäre es unmöglich gewesen, den Buchdruck zu erfinden.

Vor dem Papier – einer chinesischen Erfindung, die von den Arabern nach Europa geschickt wurde – schrieben die Europäer Manuskripte auf Pergament und Pergament, die jeweils aus Lammfell und Schaffell bestanden. (Die Begriffe sind ungenau; manchmal lieferten Ziegen oder Kälber das Rohmaterial.) Obwohl Tierhäute zu erstaunlich dünnen Blättern rasiert werden konnten, waren sie teuer, nahmen Tinte nicht gut an und waren im Allgemeinen zu spröde, um eine Presse zu passieren. Selbst wenn Häute bedruckt werden könnten, würden große Auflagen Massenschlachten erfordern: Der Historiker Aloys Ruppel hat einmal ausgerechnet, dass das Stanzen von hundert Exemplaren der Gutenberg-Bibel auf Pergament 15.000 Lämmer verbraucht hätte. Erst mit der Verbreitung des Papiers auf dem Kontinent wurden gedruckte Bücher technisch und wirtschaftlich machbar.

Die Geschichte des elektronischen Papiers ist kürzer und weniger bunt, aber wie ein Historiker sagen könnte, ist sie nicht frei von Zwischenfällen. Der vielleicht erste Forscher, der elektronisches Papier ernsthaft in Betracht zog, war Nick Sheridon, ein Physiker am Palo Alto Research Center (PARC) von Xerox, dem Geburtsort der Maus-und-Fenster-Computerschnittstelle. Als Sheridon 1975 zu PARC kam, bemerkte er ein Paradox. Seine Kollegen vom PARC stellten sich gespannt eine Welt der Zukunft vor, in der gedruckte Bücher und Zeitschriften durch Computerbildschirme ersetzt würden. Aber die tatsächlich bei PARC verwendeten Monitore – sperrige Geräte mit grün-weißen Displays – hatten einen so schlechten Kontrast, dass Forscher oft ihre Jalousien ziehen mussten, um zu sehen, was sie taten. Eine Newsweek oder Time, die durch eine flache Version eines dieser Computermonitore ersetzt wurde, wäre fast unlesbar gewesen, sagt Sheridon. Ich dachte, ich denke, anstatt Papier durch den Monitor zu ersetzen, könnte es klüger sein, den Monitor durch Papier zu ersetzen.

Schnell kam ihm ein mögliches Mittel, das er Gyricon nannte, aus dem Griechischen für rotierendes Bild. In seiner jetzigen Form ist Gyricon eine transparente Silikongummiplatte, in die Tausende von winzigen Plastikkügelchen eingebettet sind, von denen jede einen kleineren Durchmesser als ein menschliches Haar hat. Jede Kugel hat eine schwarze Hälfte, die eine sehr kleine statische Elektrizitätsladung trägt, und eine weiße Hälfte, die elektrisch neutral ist. Kommt ein elektrisches Feld in die Nähe der Kugeln, zieht es ihre schwarzen Hälften an oder stößt sie ab, wodurch die Kugeln rotieren. Kippen die weißen Hälften schließlich zur Oberseite der Gummiplatte, sieht der Betrachter weiße Punkte; wenn die schwarzen Hälften dem Betrachter zugewandt sind, sind die Punkte schwarz. Wenn Sie ein Gyricon-Blatt zwischen denselben Schaltungstypen platzieren, die die Pixel auf einem Laptop-Bildschirm steuern, werden die Kugeln auf die gleiche Weise angeordnet, wodurch ein Schwarzweißbild entsteht.

Bald hatte Sheridon ein grobes Arbeitsmodell. Es ähnelt einem Country-Cousin der Etch A Sketch und könnte ein X für Xerox produzieren. Er dachte, es wäre um 1985 marktreif, wenn er nur ein paar praktische Probleme lösen könnte. An erster Stelle stand eine Frage der Herstellung: Sheridon hatte zwar ein Mittel zur Herstellung der kleinen Kugeln entwickelt, aber es ergab keine einheitlichen Kugeln; er ertappte sich dabei, wie er durch die winzigen Kugeln stöberte und nach guten suchte.

Ein weiteres, entmutigenderes Problem lag vor uns. Die Gummiplatte musste von den Elektroden auf einer Leiterplatte gesteuert oder adressiert werden, und alle bekannten Flachleiterplatten waren steif und unflexibel – ganz im Gegensatz zu Papier. Schlimmer noch, sie waren teuer. Tatsächlich waren (und sind) solche Schaltungen der Grund, warum Laptops mehr kosten als normale Computer. Infolgedessen ähnelte der Gyricon-Prototyp eher einer starren, teuren elektronischen Zwischenablage als einem biegsamen, billigen Blatt Papier. Da Xerox keinen großen Wert in der Forschung sah, die anscheinend einen teuren Schwarz-Weiß-Ersatz für Laptop-Bildschirme hervorbrachte, zog Xerox 1977 Sheridon von E-Paper zurück.

Jahre später, Mitte der 1990er Jahre, trat ein junger Physiker namens Joseph Jacobson dem Media Lab am MIT bei ( sehen Drucken Sie Ihren nächsten PC , TR November/Dezember 2000 ). Auch er hatte an elektronisches Papier gedacht. Mit zwei Schülern machte er sich daran, Sheridons Arbeit zu duplizieren. Aber auch die MIT-Gruppe konnte die schwarz-weißen Kugeln nicht richtig herausbringen. Stattdessen entwickelten sie eine Variante der Idee. Wie Sheridon verwendet die MIT-Gruppe ein dünnes Blatt aus gummiartigem Plastik, das mit winzigen Kugeln vollgestopft ist. Aber diese Kugeln sind nicht fest; es sind hohle Kapseln, die mit farbigem Öl und kleinen, elektrisch geladenen Chips aus Titandioxidfarbe gefüllt sind. Wenn ein Strom in der Nähe des Blechs fließt, schiebt oder zieht er die Chips nach oben oder unten und verfärbt die Oberseite der Kapseln, die so wie Pixel auf einem Monitor wirken. 1997 gründeten Jacobson und seine beiden Studenten E Ink, das mehr als 50 Millionen US-Dollar an Risikokapital angezogen hat.

Inzwischen hatte sich Xerox wieder für seine eigene Technologie interessiert; Sheridon wurde Mitte der 1990er Jahre wieder auf die E-Paper-Spur gebracht. Er verfeinerte den Herstellungsprozess und Xerox unterzeichnete einen Vertrag mit 3M über die Herstellung von Gyricon-Platten in großen Mengen. Im Jahr 1999 war auch IBM im Kampf, und es wurde gemunkelt, dass Philips auf dem E-Paper-Markt herumschnüffelte. Obwohl E Ink mehr als 20 Jahre nach Beginn der Tätigkeit von Sheridon bei Xerox gegründet wurde, gewann E Ink die erste Etappe des Rennens zur Marktreife. Sein erstes Produkt, das im Mai 1999 eingeführt wurde, war ein Anzeigeschild für J. C. Penney, das Nachrichten an Käufer ändern konnte. Aber diesem E-Plakat fehlte eine entscheidende Eigenschaft von Papier: Es konnte sich nicht biegen, weil die Kapseln von einer starren Platine angesprochen werden mussten. Ihre Unflexibilität wurde jedoch von einer ganz anderen Seite angegangen.

In gewisser Weise war Sheridon zu früh. Ungefähr zu der Zeit, als er die Gyricon-Kugeln entwickelte – sozusagen die Tinte für elektronisches Papier – entdeckten andere Forscher die Prinzipien, die schließlich die für die Herstellung des Papiers selbst entscheidende Elektronik ermöglichen würden. Aber ihre Arbeit kam gut zum Tragen, nachdem Xerox das Gyricon zunächst aufgegeben hatte. Und es entstand als Nebenprodukt einer Explosion neuer Forschungen zu einem scheinbar nicht verwandten Thema: elektrisch leitfähigem Kunststoff.

Lange als Isolator bekannt, ist Kunststoff erst seit kurzem als elektrischer Leiter bekannt. Tatsächlich erhielten die drei Männer, die am meisten für die Entdeckung der leitenden Eigenschaften von Kunststoffen verantwortlich waren, im vergangenen Dezember den Nobelpreis für Chemie. Das von ihnen geschaffene Feld wird allgemein als organische Elektronik bezeichnet, weil die elektrisch leitenden Kunststoffe auf kohlenstoffhaltigen Molekülen basieren, die das Leben charakterisieren, auch wenn diese speziellen Substanzen in Lebewesen nicht vorkommen. Plastik wird Elektrizität wahrscheinlich immer langsamer und ineffizienter leiten als anorganische Materialien wie Silizium und Kupfer, sagen Forscher. Aber Kunststoff ist für viele Elektronikanwendungen schnell genug – und leichter, billiger und flexibler als Silizium und Kupfer je sein werden.

Liste moderner Technologien

Weltweit lernen Chemiker und Physiker aus Wissenschaft und Industrie, organische Schaltkreise in kontinuierlichen Prozessen herzustellen, Schaltkreise analog zum Druck einer Zeitung auf Kunststoffrollen zu drucken oder zu sprühen oder zu stanzen. Trotz dieser Analogie ist den Entdeckern der organischen Elektronik jedoch nie die großartige Idee des E-Paper in den Sinn gekommen, sagt Alan Heeger von der University of California, Santa Barbara, einer der Nobelpreisträger des letzten Jahres. Aber die Verbindung war für Forscher, die sich mit elektronischen Tinten befassen, wie Sheridon und Drzaic bei E Ink, offensichtlich.

1999 vereinbarten E Ink und Lucent Technologies, ein Jahr damit zu verbringen, herauszufinden, ob sie tatsächlich das erste praktikable Modell echten elektronischen Papiers entwickeln könnten. Lucent nutzte seine Expertise im Bereich organische Halbleiter, um die Adressierungsschaltung auf eine transparente Mylar-Folie zu stempeln. Bei diesem innovativen Verfahren wird ein dünner Goldfilm auf das Mylar gesprüht; der Stempel mit dünnen Rippen, die mit einem speziellen Flüssigresist (einem chemisch schützenden Material) beschichtet sind, prägt dunkle Linien über das Gold; ein Lösungsmittel wäscht dann das Gold weg, mit Ausnahme der vom Resist abgeschirmten Linien. Wenn E Ink eine Schicht elektronischer Tinte darauf platzierte, wechselte das Blatt gemäß seinen elektronischen Anweisungen zwischen einem Schachbrettmuster und den Unternehmenssymbolen für E Ink und Lucent hin und her. Eine Weltneuheit für diese Art von Display, sagte Pierre Wiltzius, Leiter der Forschung zu kondensierter Materie bei Bell Labs, dem Forschungszweig von Lucent, als er das Ergebnis im vergangenen November bekanntgab.

Im Dezember gliederte Xerox in finanzieller Notlage Gyricon als eigenständige Tochtergesellschaft aus. E-Paper ist immer noch etwas, das wir in Betracht ziehen, sagt ein Sprecher. Aber jetzt wollen wir uns die vernetzte Instore-Beschilderung ansehen. Wussten Sie, dass dies ein 14-Milliarden-Dollar-Markt ist?

Nichtsdestotrotz, sagt Wiltzius, ist elektronisches Papier das, was die Fantasie anregt. In drei bis fünf Jahren, denkt er, könnte das E Ink/Lucent-Team E-Paper mit einer Auflösung von etwa 100 Punkten pro Zoll haben. Das ist ein bisschen besser als ein [Palm] Pilot, sagt er. Wir haben bereits den Betrachtungswinkel unten – Sie können über einen viel größeren Winkelbereich hinweg lesen. Und dann ist da noch das Problem der Farbe, was meiner Meinung nach machbar ist. Er kreuzt Herausforderungen an: Haltbarkeit, Zuverlässigkeit, Druckregistrierung. Es gibt noch einiges zu tun, bevor dieses Papier bereit ist, die Welt zu verändern, sagt er.

Das Buch der Zukunft, sagen E-Paper-Forscher, wird wie ein normales Buch aussehen. Es wird einen harten Einband und einen Rücken sowie mehrere hundert dünne, weiße, flexible Seiten haben. Aber die Wirbelsäule wird mit elektronischen Schaltkreisen und einem drahtlosen Datenanschluss und vielleicht einem Stift gefüllt sein; die Seiten werden elektronische Anzeigen sein. Der Leser öffnet den Umschlag und wird – hier wird die Vision ein wenig phantasievoll – mit einer Liste der im Buch enthaltenen Werke konfrontiert, geordnet nach Titel, Autor oder Thema. Da in 10 oder mehr Jahren die Datenspeichergeräte noch weiter geschrumpft sind, werden im Rücken dieses einzigen Bandes möglicherweise hundert Romane, sogar tausend, alle über den Datenport heruntergeladen werden. Der Leser kann auf den Namen Charles Darwin tippen und erhält eine Liste von Werken, die von The Voyage of the Beagle bis The Origin of Species reichen.

Nachdem der Leser den Origin mit dem Stift ausgewählt hat, schwimmt der Text geräuschlos auf die leeren Seiten des Bandes. Tippen Sie mit dem Stift auf eine Fußnote, und der entsprechende Text wird in einem Fenster unten auf der Seite angezeigt. Enthält dieses Buch einen Verweis auf ein anderes Werk von Darwin? Schreiben Sie eine Anfrage auf die Innenseite des Umschlags und springen Sie ins Internet, um eine Kopie zu erhalten. Wissenschaftliche Texte könnten ständig geändert werden, um mit der Forschung Schritt zu halten.

Einiges davon wird natürlich mit herkömmlichen E-Books möglich sein. Aber elektronisches Papier, das spiegelnd ist, ist von Natur aus besser lesbar als hintergrundbeleuchtete Computerbildschirme: Selbst die bisher hergestellten primitiven Prototypen sind in einem größeren Winkel und bei hellem Sonnenlicht lesbar als die meisten Computermonitore. Darüber hinaus opfern herkömmliche E-Books viele der besten Gestaltungsmerkmale von Büchern – die Möglichkeit, zwischen den Seiten hin und her zu blättern, die Fähigkeit, einen Text zu verhandeln, indem sie sich an die physische Platzierung von bevorzugten Passagen erinnern, und die Möglichkeit, Passagen zu unterstreichen und Seiten markieren. Darüber hinaus könnte elektronisches Papier so günstig sein, dass ein paar hundert Blätter davon in einem Buch weniger kosten als die meisten Laptop-Bildschirme. Wie die Druckerpresse vor Gutenberg wird das E-Book Papier brauchen, um im Leben der meisten Menschen wichtig zu werden.

Auch Zeitungen mögen sich in ihrem Aussehen kaum verändert haben, aber in ihrer Funktion durch das Aufkommen des elektronischen Papiers stark verändert. Robert Steinbugler, ein IBM-Designer, gewann 1999 den Industrial Design Excellence Award der Industrial Designers Society of America für ein Modell der Zeitung von morgen. Es sah aus wie eine dünne Version der New York Times, nur dass die losen Seiten an einen Aluminiumrücken gebunden waren, der auf einem harten Block befestigt war, der etwas größer war als die E-Seiten, die Befehlstasten enthielten. In Steinbuglers Design enthielten Rücken und Polster eine Batterie, einen Datenanschluss und genug Speicher, um Hunderte von Zeitungen zu speichern. Zukünftige Leser könnten die Blätter durchblättern, die die zufällig durcheinandergebrachten Artikel echter Zeitungen enthielten, aber zwischen den Abschnitten wechseln, indem sie auf Schaltflächen klicken; Mit einem Daumenstoß würden die Nachrichten von der Seite verschwinden und durch den Sport ersetzt werden. Die Bemühungen waren nicht nur konzeptionell; IBM baut sein eigenes E-Paper-Laufwerk auf und verwendet eine weitere Variante organischer Schaltungen. E-Paper ist der Schlüssel, sagt Steinbugler. Ich sage immer, dass Moses der letzte Mensch war, dem das Lesen auf einem steifen Tablett gefallen hat.

Moses könnte ein geeigneter Hinweis sein, schlägt Steinbugler vor, weil die kulturellen Konsequenzen von E-Paper im Verhältnis biblisch sein könnten. Wenn jedes leere Buch eine potenzielle Bibliothek ist, wird es dann weiterhin Bedarf an Bibliotheken geben? Was bedeutet es für unsere Erfahrung mit einem Roman, wenn jeder andere Roman, den wir je gelesen haben, von seinen Seiten aus aufgerufen werden kann? Wenn Texte sofort im Netz verfügbar sind, können Autoren und Verlage dann weiterhin ihren Lebensunterhalt verdienen?

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