未来几年后手机或许真的会离开我们的生活,其替代品初现雏形

国内科技大佬马云去年曾预言手机未来几年后将消失,能说出这样的话必然有其依据。他还提出了相关的“如影计划”。

科幻电影中有很多将各种小机器植入人体内的设想。虽然现在我们离往体内注入完整功能的机器还早得很,但是工程技术的进步使得制造如此微小的计算机成为可能,进而将它们嵌入活体组织不再只是科幻作家想象。2002年3月,英国科学家凯文沃里克第一次将一枚硅芯片发射器植入他的手臂用以来实现远程控制门、灯和其他设备中的计算机。

至今已经17年了,这些年中他更进一步,将该设备与他自己的神经系统接口匹配,用以控制一个机器人手臂,因此被称为“世界上第一个电子人”,有人给他起了绰号“半机械船长”。

虽然并不是每天都有关于此类的新闻,但是微型计算机技术的发展速度并没有放缓,大家仍然偶尔会被一些新技术的创造性所震惊。

例如,2018年,密歇根大学的一个由电气和计算机工程教授大卫布劳领导的团队使用了一个由Arm制造的节能处理器,来构建世界上最小的计算机。该装置的一侧仅0.3毫米,仅是前一个记录保持者的十分之一,这是一台太阳能功能的计算机,体积比一粒盐还小。因为温度和压力传感器可以内置在这个新设备中,该团队设想,除了其他各种应用之外,它还可以植入肿瘤中,以确定化疗后肿瘤是否会缩小(因为研究表明,肿瘤的温度可能比健康组织略高)。

尽管微型计算机的发展情况令人振奋,但仍有一些障碍阻挡着它们在卫生和其他领域的广泛应用。最大的问题之一是制造足够小的电池来给设备供电。因为随着电池尺寸的减小,它们储存的能量也会急剧减少。小型计算机所需的电池比传统的小型电池要小得多,传统的小型电池用于给起搏器和人工耳蜗等其他设备供电。而小型计算机所需的超小型电池它们的容量可能要小一千倍。

可能的解决方案之一是发明给设备频繁充电的方法。例如,红外线光束可以远程给植入实验室小鼠体内的传感器充电。而另一种解决方法是:科学家们在研究如何利用热电能量收集技术为小型计算机发电,但是至今他们仍还没有在如此小的设备上取得成功。为了这种方法有效,设备的两个表面之间需要有温差,但是新的微型计算机非常小,很难让任何一个部件比其他部件热或者冷很多。其他仍在研究中的方法包括利用葡萄糖分子作为能源等等。

所以只能另辟蹊径,逆向思维找到一个现如今相对来说有效的解决方案,那就是简单地节省可以存储在微型电池上的少量电能。布劳和他的团队经过试验得出结论,他们只需定期唤醒电脑进行计算,然后让电脑再次进入睡眠状态,就可以大幅降低其功耗。除了最大限度地延长微型计算机睡眠时间之外,工程师还可以通过减少计算机清醒时的耗电量来减少总耗电量。该团队能够通过修改他们使用的晶体管,将电脑的静态功耗降低到30微微瓦(即1瓦的300万亿分之一),同时减小一些电路的尺寸,并进行一些电路优化。另一方面,虽然小型计算机体积小、功耗低,但是,如果它们收集的数据无法正确交流,这就毫无意义了,所以这个交互过程也必须进行调试,以达到尽可能少的消耗电力的目的。通过打开无线电天线接收持续时间只有几十亿分之一秒的发射脉冲,计算机可以在不消耗太多能量的情况下让自己的数据传输出去。该团队解释到:“就像是为了让人们听到收音机的信号,它必须大功率发射;但是我们实际上做的不是一直使用大功率发射,而是发射极小一段时间就可以。”

如果像布劳这样的团队能够克服各种技术障碍,微型计算机有朝一日将会带来一场革命,那时候就不仅仅是应用在肿瘤检测方面了。例如,从密歇根大学的密歇根微尘( M3)计划中游离出来的CubeWorks公司开发了一个网络微传感器系统,该系统可以嵌入到我们每天使用的各种物体中,例如智能家庭系统、风力发电场和监控葡萄糖水平的设备中等等,然后连接到物联网中( IoT )。这些计算机由太阳供电,可以收集有关环境温度和压力的信息,并拍摄数字图像和跟踪给定区域内的运动。未来有一天,像一些这样的系统可能会改变我们与一切事物的互动方式,从生活起居到衣食住行。

尽管目前我们可能仍然无法往体内注入微型机器人,但是毫米级大小的微型计算机可能会在未来十年后上市,并开始对世界产生重大影响。如果有如此方便的芯片了,自然手机就可以舍弃了不是么?所以可植入人体的超微型计算机是预言几年后手机将消失的依据之一,你觉得呢?

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