将来の iPhone 用ケースは、プラスチックやゴムの 1 枚に頼るのではなく、iPhone が地面に落ちそうになったことを検知し、物理的特性を変化させてデバイスをより適切に保護するようになる可能性があります。
高価なiPhoneをもっと大切に扱うだけでも十分ですが、Appleは新しいタイプの保護ケースを開発することで、偶発的な損傷の可能性を最小限に抑えたいと考えています。このアクティブケースは、iPhoneを落としたことを検知し、地面に落ちる前に自動的に強度を高めます。
「携帯型電子機器を保護するための能動電気機械材料」は、新たに取得された米国特許であり、その実現方法を詳細に説明しています。課題は、反応可能な筐体素材の開発と、Appleが「落下イベント」と呼ぶ現象の検知方法の開発に分かれています。
「[携帯型]電子機器は、落下による衝撃から保護するために保護ケースに入れて持ち運ぶ場合があります」とAppleは述べています。「近年の技術進歩により、保護ケースのメーカーはこれらの携帯型電子機器を保護するために様々な保護素材を採用していますが、これらの素材だけでは、様々な状況下で携帯型電子機器を完全に保護するには不十分です。」
つまり、落としたらダメだとか、水に浸したらダメだとか、そういうことは分かっていても、デバイスをあらゆるものから守ろうとすると、結局使えなくなってしまうということです。Appleが「パッシブ素材」と呼ぶゴム、プラスチック、革といった素材を選ぶということは、ケースで何を保護できるかという選択をするということです。
「特に、パッシブ材料は静的減衰係数を持つという特徴があります」とAppleの特許には記されています。「そのため、これらのパッシブ材料は落下の衝撃の大きさの違いに対応できません。例えば、衝撃に伴う力がパッシブ材料によって提供される減衰閾値を超えると、携帯型電子機器とその電子部品が損傷する可能性があります。」
「したがって、さまざまな異なる状況に適応できる活性材料を利用する必要がある」と特許は続ける。
Appleの解決策は、「携帯型電子機器を[空洞内に]収納できる」ケースと、提案されているアクティブマテリアルを内蔵した壁面を持つというものだ。「[このタイプのケース]には、落下時の衝撃吸収力の変化に応じてケースの減衰量を調整するためのアクティブ電気機械材料も組み込まれている。」
そのため、Appleは、限られた範囲でしか保護できない通常の受動的な素材ではなく、様々な状況に合わせて変化し、能動的に機能する複合素材の開発を目指しています。「能動的な電気機械材料には、磁性流体エラストマー（MRE）や電気活性ポリマー（EAP）などがあります」とAppleは述べています。
磁性粒子が整列していることを示す特許の詳細
「能動電気機械材料が外部刺激（例えば、電界、磁界など）にさらされると、能動電気機械材料は活性化される」と特許は続ける。「その結果、能動電気機械材料の剛性または粘度が変化する。」
Apple によれば、この変化は「磁場」や「応力、温度、湿度など」を含む「外部刺激の影響を受けたときに変化を起こすことができる材料特性を持つという特徴を持つ能動電気機械材料」によってもたらされるという。
特許に記載されている重要な例の 1 つは、ケースの基本的なシェル形状である「マトリックス」内に含まれる磁性粒子の使用に関するものです。
「アクティブ減衰層が自由状態（つまり、刺激を受けていない状態）にある場合、磁性粒子はマトリックス全体にランダムに分布している可能性があります」とアップル氏は言う。「しかし、磁場にさらされると、磁性粒子は分極し、磁場に関連する磁力線と磁気的に整列した鎖状のクラスターを形成する可能性があります。」
つまり、ケースを落とすと突然強度が増す可能性があるということです。ただし、ここでのキーワードは「突然」であり、この特許ではこの変化がどれほど速く起こるかということにも言及しています。「（一旦）外部刺激がアクティブダンピング層に加えられると、アクティブ電気機械材料は数ミリ秒で材料特性の変化を起こす可能性がある。」
iPhone が地面に落ちようとしていることに気づく前に、ケースが落下を感知すると、アクティブマテリアルが硬化します。
Apple Smart Battery Caseにはシリコンとバッテリーに加え、回路も内蔵されているように、将来の保護ケースにも同様の仕組みが採用される。「ケースの壁には、指示を出すことができるプロセッサを含む動作部品が搭載される」とAppleは述べている。
この特許はShravan Bharadwaj氏のもので、同氏はこれまでにApple Watchのバンドに触覚フィードバックを追加する特許などを保有している。
