「防骗手机」能飞能折还能防诈骗？学物理的坐不住了……
有新手机出来了？？？
今天早上偷偷刷微博的时候，意外得知支付宝又上线新手机的消息，当时听到这个消息的时候，我的感受是这样的：
支付宝什么时候开始做手机的？？？
我们先来看一下《Don't Try to Fool Me》的宣传片
机身与屏幕融为一体，真正的全面屏
摄像头与屏幕融为一体，隐藏式摄像头
嗅觉传感器
飞行模式？真的是飞行模式吗？
…
信息太多了！！！
Orz我只想说，我不是针对任何人，而是在座的各位……
电影《毁灭之王》中的经典对话
我原本想向别人炫耀一下，但转念一想，不行！今天是愚人节！
不好意思，支付宝愚人节发布“防诈骗手机”？你开玩笑吧！
作为一个“理性的人”，我决定找出答案，并认真分析一下这些看似“荒谬”的技术是否真的可行。
全屏
有些手机只能透过窗户偷看......
这款支付宝手机是真正的落地窗（大屏），没有多余的边框，手指能触及的地方就是屏幕，手的大小决定了屏幕的大小！
我们都知道，一个东西要想看见，只需要发光或者反射光到人眼里就可以了。比如现在的手机屏幕，一个个小小的像素就构成了最基本的发光单元。
全面屏基本就等于光单元越来越多。但如果N年后，全世界的手机都这样，乔布斯先生的棺材都压不住了……
你见过跟人一样大的手机吗？
以前，屏幕都是二维的，怎么现在的“黑科技”手机，屏幕就只是一个平面呢？立体的屏幕，就需要三维的像素。
相信大家一定都见过流星，利用流星的原理，我们完全可以打造出立体的屏幕，立体的像素如果在空中画出特定的轨迹，就能形成任意想要的画面。手机必须要有流星般的像素，通过激光来控制光点的移动和颜色，才能真正还原3D画面，在手机上就能观看到真正的3D电影、视频，是不是很让人心动呢？
指尖蝴蝶技术，图片来自《Nature》论文[2]
届时，如果你想与屏幕进行交互，就可以利用动作捕捉技术实时定位手指在空间的精准坐标，实现定位和精准控制。
隐藏的相机
相机可以说是每个人生活中的必需品，可以用来拍天空、大地、空中。新手机的拍照功能越来越强大，最近有友商推出了购买单反赠送通话功能的活动……
但如果是全面屏的话，摄像头应该放在哪里呢？
真相只有一个，摄像头是集成在屏幕里的！
俗话说，“小型隐藏摄像机藏在野外，中型隐藏摄像机藏在城市，大型隐藏摄像机藏在法庭。”如果要成为真正的隐藏摄像机，仅仅让所有人都看不见可能还不够。隐藏式摄像机实际上是将整个摄像机结构隐藏在其他部件内部，例如手机屏幕。
光具有粒子性质，当光照射到物质表面时，在一定条件下可以把物质中的电子撞出来，被撞出来的电子有两个去向：一是飞到很远的地方，到世界各地流浪，也就是我们常说的光电效应。
如果仔细想想，光电效应仍然感觉像一部情感剧。
虽然现在人们对爱因斯坦的印象主要是他提出的质能转换关系和相对论，但他本人却因对光电效应的理论解释而获得了诺贝尔物理学奖。
第二个目的地就是悄悄隐姓埋名地溜走，化作材料内部的光电流偷偷跑掉。我们想象一下，表面其实有个桶子，专门收集这些电子，只要记录下有多少个电子，就能知道有多少光照射到材料上，当然就能实现相机功能了。这种材料统称为光电二极管，只要光电二极管能集成到我们的屏幕里，以后手机正面就不用再给摄像头留空间了。呵呵。
FAST天眼主动反射系统
先进的相机怎么能没有变焦功能呢？如果要实现变焦功能，那就只有借助神奇的五百米口径球面射电望远镜（FAST）作为天眼了。该系统采用主动反射面系统，跟踪并聚焦天空中星辰发出的信号。整个系统采用数万根钢索组成索网。反射面索网安装在格构环梁上，共有2400个连接节点，索网上共安装有4600个反射面单元，节点与下拉索和执行器相连，再与地锚连接，实现调焦。[3]
当然，高科技的手机必须配备如此强大的主动反光面系统，广告词可以这样写：拍照全清晰，你的美尽显。
真实飞行模式
还记得小时候，我在家里偷偷玩爸爸的手机，看到有飞行模式的选项，兴奋地打开，然后把手机从三楼扔出去……那一天我永远都不会忘记！
我以为我过去所有的幻想都变成了现实......
不能飞的手机叫什么“飞行模式”？！！
不过，这款支付宝手机已经实现了真正的飞行模式……
是的，它可以飞……
我的天啊！！！
支付宝有顶尖科学家团队吗？！！！
我感觉我被击中了！
这些年学习物理都白费了……
我吓得赶紧查了一下近几个月的顶级学术期刊，Nature、Science、PRL都翻了一遍，想看看这到底是什么黑科技！
不管是自然风、人造风、还是彩色风……
一般而言，地球大气层内飞行的物体，大部分还是依靠风，而冲出大气层后，运动只能依靠动量守恒定律——不断将气体高速向后喷射，转为向前飞行。如果是风，风吹过机翼，形成压差，支撑飞机在天空中平稳飞行，鸟类也需要翅膀扇动空气，一部真正具备“飞行模式”的手机，也必须拥有一双高科技“翅膀”。
这种技术其实在我们现实生活中已经成型了，那就是离子发动机，离子发动机是利用离子来产生风的，没有运动部件，实际使用时先在飞行装置内安装高压，从而将空气中的分子电离，带电粒子在电场的加速下，在运动过程中也带动周围的分子，从而形成强劲的风。
离子发动机示意图。图片作者为麻省理工学院的 Steven Barrett，中文版来自 Fermi Science 的《10 分钟看懂“离子平面”》[4]
离子引擎最大的优点就是无噪音！你的手机在移动时不会对你造成任何影响，正如“最好的服务就是让你感觉好像没有服务一样。”拥有一部可以在你需要的时候移动到你需要的地方的手机，真的是一种幸福。
我觉得支付宝支持的不是一支顶尖科学家团队，而是一群外星人……
超灵活的可折叠机身
现在手机的发展有一个趋势，就是越来越大，越来越弯曲！
高度可塑
听说可以折叠90度？那没什么，现在折叠180度也不稀奇！未来手机的折叠性能会是720度、1080度甚至更大！
连莫比乌斯环都无法变形的柔性机身，还好意思称自己是柔性的？
对于真正可弯曲的手机，我已经无法从物理角度描述身体的延展性了，拓扑材料的拓扑结构就没那么拓扑了……未来手机的超强延展性和流动性……恐怕会是……用猫咪做成的……
你们人类为什么要我再次出现？？？
一部合格的“可折叠”手机，必须安静如处女，速度如兔子。
摆放的时候，它应该能够直立；为了方便折叠收纳，它应该能够折叠180度，哦不，360度，还是720度？1080度。不用担心这些旋转数字代表什么意思，你想怎么折就怎么折，那它就是一部好手机。
能实现状态转变的材料就叫相变材料。那么什么是相变呢？冰变成水是相变，水煮沸变成水蒸气也是相变。使用时是固相，折叠过程中是液相。想要在“处女”和“兔子”之间灵活切换，必须使用可控的相变材料。
能够根据不同场景灵活切换状态
别以为上述材料在现实世界中是找不到的，能达到如此高流动性的材料毫无疑问是——猫，众所周知，猫是流体，通过仿生学模仿猫的身体结构，我们可以将相变和流动性的特性真实地还原在手机中。
万物皆流，但没有什么是永恒的。关于猫的流动性其实有很多严肃的研究。法国里昂大学的研究员 Marc-Antoine Fardin [5] 使用流变学公式——黛博拉数（De）来描述材料在特定条件下的流动性。如果材料改变形状所需的时间（也叫它的弛豫时间）比观察它所需的时间短得多，那么这种材料就是液体。将水放在杯子里，它会瞬间变成杯子的形状。黛博拉数的定义其实就是形状变化时间与观察时间的比值，这个比值越小，物体的流动性越好。利用这个概念，我们可以研究。研究人员还展示了猫在不同表面上的莲花效应、润湿和粘附行为。
图片来源：Marc-Antoine Fardin 的论文《论猫的流变学》[5]
以后能不能折叠已经不重要了，底盘号会成为衡量手机移动性的唯一标准，注意这一点，如果手机不敢公布底盘号，那就是……耍流氓！
分子嗅探
还记得之前提到的两个洞吗？除了麦克风和发动机的功能外，这个洞还集成了大量微型化学分析仪！分子嗅探技术！
作为一部合格的黑科技手机，它不仅要有视觉、听觉，还要有嗅觉，能够智能嗅出常见的有毒化合物，比如地沟油、过期食品、劣质化妆品等。
古时候，人们用银针试毒，可以想象关于防骗论文，不久的将来，人们会习惯性地在吃饭前把支付宝手机扔进火锅里，看看锅底有没有地沟油……
吃火锅再也不用担心吃过期食品了
现代手机里的传感器其实还有很多，比如可以用来检测步数的加速计、可以用来判断南北方向的磁场传感器、可以用来检测手机方向判断是否为横屏显示的重力传感器、可以用来检测手机方向判断是否为横屏显示的其它传感器、可以用来判断手机在空间具体方位的三轴陀螺仪……等等，说了这么多，我怎么感觉好像漏掉了嗅觉呢？
其实嗅觉检测这个名字不太合理，更合理的名字应该是特定化合物功能检测。如果要判断某种东西尝起来是否甜，一个简单的经验法则就是数一下化合物中羟基的数量。某种东西尝起来是否新鲜，则取决于氨基酸在其中的作用。
科学家现在有各种各样的方法来检测化学分子结构，但最有用和使用时间最长的还是光谱仪。不同的化学结构和原子在光谱中会有不同的特征，识别这些特征，我们就可以分析出它是什么样的物质，甚至是具体的化合物。当然，光谱中使用的光有很多种，例如红外光、可见光和X射线。
检测空气中的杂质，也就是一个便携式的环境监测站，走到哪里都可以用。检测氢离子浓度，分析溶液的酸碱度，看看你买的醋是否达标。检测食物中的杂质重金属离子和营养素。吃火锅前，看看手机，看看锅底是否健康。还可以检测激素水平，监测身体健康。
编写应用程序
我觉得这是一个非常棒的想法，我要马上申请专利。
从宣传视频来看，这款支付宝手机不仅硬件过硬，算法也十分惊艳。
“三防”是其最大特点，那么什么是“三防”呢？
防盗、防伪、防欺诈！
理想充满希望，但现实真的那么骨感吗？这些防盗小妙招，在现实中真的能实现吗？
防小偷
每个人最烦心的事莫过于手机不小心丢失或者被盗了，尤其是现在手机绑定了QQ、微信、支付宝，还有无数的银行卡，手机一旦丢失，基本上就没救了。
支付宝手机号称一劳永逸地解决这个问题，它究竟是如何解决的呢？
图片来自 Giphy @anthonyantonellis
还记得我之前说过这款手机有真正的飞行模式吗？
如果你能飞，为什么还需要自行车？
手机丢了之后，一键锁定，一键定位，根本没用！
你听说过一键召回吗？！！
如果你的手机丢在家里的某个角落，只要喊一声“飞过来！”手机就会识别你的声音，启动飞行模式，根据你的声音定位你，并飞到你身边！
这就像人们和他们的狗玩耍时，扔一个飞盘，然后让狗跑过去捡飞盘。
当然，最好不要强迫狗狗。
可以想象，不久的将来，将会出现一种非常流行的娱乐方式：把手机扔到草坪上，然后大喊一声“飞过来”，让手机自己飞回来！
如果你的手机被盗了，只需在电脑上激活“一键召回”功能，手机就会定位你的位置并飞回来！
有了这个功能，你再也不用担心手机丢失了。
防伪
还记得春节期间大家玩的“扫福”游戏吗？通过AR技术扫描物品，可以识别“福”字。淘宝“扫一扫”功能中的“拍立淘”也是同样的原理，看完照片后，可以识别物品，并返回相关商品链接。
扫描识别产品
同样的功能也应用在支付宝推出的这款手机上，不过功能更强大，可以“万物皆识”！只要扫描任何物体，它就能识别出来是什么。而且这个吹嘘有点夸张，这个“万物皆识”还能辨真假！
要实现这个功能，我们需要人工智能的支持！具体来说，就是深度卷积神经网络（CNN）~
常用的卷积神经网络模型VGG在2014年ILSVRC比赛中获得第二名
输入图像输入网络后，经过一系列的卷积、激活、池化操作后可以得到一系列的特征，然后这些特征输入到全连接层进行分类，最后通过损失函数对特征进行反微分实现参数更新。与SVM等传统机器学习算法不同，CNN可以自行学习分类所需的特征并直接用于最终的分类，而无需人工设计特征。因此又称为端到端学习。
卷积运算示意图
要想用深度学习，必须要有大量的数据，支付宝肯定积累了很多的数据库，特别是很多假货的图片……
康帅博 vs 康师傅
我再也不怕“康寿福”、“周竹派”、“月里月”、“大核桃”了！
近年来，深度学习发展迅速，神经网络模型在计算机视觉、语音识别、机器翻译等任务上取得了令人瞩目的成果。大数据时代，也出现了一些备受争议的研究。2016年，某大学发表了一篇题为《基于面部图像的犯罪概率自动推断》的论文，通过人工智能预测犯罪率；2017年和2019年，两项利用机器学习预测性取向的研究也引发争议。
人工智能可以帮你读懂你的脸
相比上述研究，“防伪AI”的可信度要高很多，从平台优势来看，支付宝可以积累大量的“假货”数据，训练一个能识别假货的卷积神经网络并不是一件简单的事情，也不是一件多么困难的事情。
如果真的能实现，那防伪AI就真的厉害了，再也不用担心被山寨货骗了~
预防诈骗
除了识别物体之外，他们宣称这款手机还能识别诈骗电话，如果有陌生电话打进来，手机会自动启动防御，并检测对方的语气、语速、频率、情绪等，判断是否是诈骗电话。
这太神奇了，这可不是简单的来电标记，而是真正的人工智能反诈骗！
该功能基于语音识别技术，提取语音中的声学特征后，送入循环神经网络（RNN）或者长短期记忆模型（LSTM）进行分类。
LSTM 细胞结构
支付宝团队肯定是闲着没事干，就跟诈骗分子打电话聊天，收集语音信息，从而获得足够的数据来训练模型。
“喂，你是骗子吗？能说两句吗？我去收集点数据……”
如果这个功能实现了，那毫无疑问就是一名“渣男杀手”了！
咳咳，有伴侣的朋友们注意了，以后骗男朋友/女朋友，支付宝都能测出来！这个功能太吓人了！幸好我没有伴侣！
生物识别
你还在用指纹识别、人脸识别、虹膜识别吗？这些跟支付宝的移动端生物识别技术比起来太低端了！
你听说过呼吸识别、体味识别吗？
有句成语叫“物以类聚，人以群分”，我想你不知道它的真正含义。
每个人都有自己独特的生物特征，这些特征可以用来验证一个人是否是他们所说的那个人。目前，比较流行的生物特征包括指纹、掌纹、人脸、声音等。
图片来自eefocus
但以上几种身份识别方式都存在可被利用的漏洞关于防骗论文，比如指纹可伪造、人脸可合成、语音也可后期合成等。
步态识别是近年来新兴的生物特征认证技术，通过人的行走方式来识别身份。每个人的行走姿势和习惯都不同，通过分析行走姿势可以识别身份。
步态识别是一种非接触式的生物特征识别技术，不需要人的行为，特别适合远距离的身份识别，步态识别的难点在于模仿，因为走路的姿势是一种长期形成的习惯，很难模仿。
它不仅可以分析CCTV拍摄到的嫌疑人动作，还可以与嫌疑人的行走姿势进行对比。在一些凶杀案中，凶手往往不让你看到他们的脸，但你可以看到凶手走路的样子。将嫌疑人的行走姿势提取出来，存入数据库。以后只要有摄像头拍到同样的姿势，就可以识别出嫌疑人。
这是一项新兴的生物特征识别技术——步态识别：只需看一眼行走姿势，在50米范围内，摄像头就能在眨眼两次的时间内准确识别出特定物体。图片来自iyiou
但对于手机来说，步态识别是不可能的。你不可能每次想要解锁手机时都对着手机做一场时装秀。那么你还能做什么呢？
每个人都有自己独特的气味，如口气、体味、狐臭等。
这个可以用来识别吗？
沒有問題！
还记得我们之前讲过的“分子嗅探”技术吗？通过手机上的分子嗅探孔，手机可以感应并捕捉空气中的分子，然后对其进行化学分析。从气味中提取特征作为身份验证的手段！
从现在开始，您只需吹一下屏幕或用手机摩擦身体即可解锁手机！
图片来自“5 种你无法忽视的体味”
看完支付宝这波操作，
我的心真的平静了……
那是不可能的！
如果这些技术真的可以实现，那我们就生活在科幻电影里了~
人类总是喜欢做白日梦，每年都会不厌其烦地开愚人节的玩笑。我们可以仰望星空，梦想着环游地球；我们可以低头看手机，想象着触手可及或遥不可及的未来。为什么法拉第的电磁感应理论受到质疑，爱因斯坦打破时空界限的相对论看起来如此不可思议？那些伟大的科学突破，当初不都是白日梦吗？
毫无疑问，支付宝今天给所有人送上了一份节日礼物，但是，作为一名严谨的科学家，我还是认真地开了脑洞~也许在未来的某一天，我们能够取得一些突破，在Nature、Science上发表几篇文章，把我们的“白日梦”变成现实！
您对于未来技术还有其他的想法吗？
作者：Cloudiiink、Coke without Ice、刘一豪、Neo*。所有作者对本文的贡献均等。
参考文献和链接：
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