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- 塵埃般大的傳感器植入大腦 人類變身"萬磁王"
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2016/9/14
一個(gè)臟兮兮的男孩孤單地走在城市的街道，算計(jì)著如何應(yīng)付這入不敷出的日子，養(yǎng)活待在家里與媽媽相依為命的小妹妹。每天晚上回到家里，他不停地咳嗽，肺里充滿了智能電子塵埃。這些塵埃是一些企業(yè)散布在空氣中，用來監(jiān)控?cái)橙撕湍繕?biāo)人群。
這是賽博朋克流大師尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）1995的年小說《鉆石年代》里面的場(chǎng)景。這里描繪了一種叫做“Smart Dust”（智能塵埃）的東西，可以漂浮在空氣里，搜集人類世界萬事萬物的數(shù)據(jù)信息。
最近，一種類似于Smart Dust的微型傳感器被研發(fā)出來了，不過名字稍有不同，叫做“神經(jīng)塵�！保∟eural Dust。
在今年8 月，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開發(fā)出了一款毫米級(jí)別的無線傳感Neural Dust。其特點(diǎn)在于：微型、超聲波供能（無電池）、無線�！吧窠�(jīng)塵埃”傳感器長3毫米，高1毫米，寬0.8毫米，只有一粒沙子大小。
它的主要構(gòu)造如下圖所示：整個(gè)傳感器表面由一層薄膜包裹，薄膜是手術(shù)用的樹脂。壓電式晶體可以將體外的超聲波轉(zhuǎn)變成電力，給小板子中間的微型晶體管供能，而微型晶體管負(fù)責(zé)搜集神經(jīng)和肌肉組織的信息，以超聲波的形式再將數(shù)據(jù)信息反饋給體外的接收器。
目前的醫(yī)療技術(shù)，為了檢測(cè)人體內(nèi)部的狀況，需要將有線的電極放進(jìn)人體組織里，或在 病人皮膚表面涂上冰冷的粘性凝膠，然后附上笨重的表面電極。比如，現(xiàn)在的肌電圖檢查需要病人連續(xù)數(shù)小時(shí)躺在實(shí)驗(yàn)室，醫(yī)生把一根針大小的電極插入病人肌肉組織里，然后還得拔下來，這會(huì)造成一定肌肉損傷和痛苦。
而 Neural Dust 只需要一次手術(shù)，將傳感器植入人體，就可以終身使用了（當(dāng)然，這需要進(jìn)一步對(duì)外薄膜材質(zhì)進(jìn)行改造，使之更不易降解并與生物組織相容）。
目前，研究人員已經(jīng)在老鼠的體內(nèi)做過實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)證實(shí) Neural Dust 可以應(yīng)用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)了，比如可以用來控制膀胱和抑制食欲。而 Neural Dust 的終極目標(biāo)是縮小到 50 微米（肉眼可見的極限），這意味著它將要比現(xiàn)在的體積小60倍，因?yàn)檫@個(gè)尺寸，是傳感器應(yīng)用于大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的及格線。沒錯(cuò)，Neural Dust 想要征服的終極領(lǐng)地是大腦，成為人機(jī)接口！
正在伯克利分校攻讀博士學(xué)位的 Ryan Neely說道：“Neural Dust 最終的目標(biāo)，是打造新一代的人腦和機(jī)器的接口，并且讓它成為一種臨床技術(shù)。如果一個(gè)半身癱瘓的人想要控制一臺(tái)計(jì)算機(jī)或一個(gè)機(jī)械臂，你只需要將這個(gè)小東西植 入大腦，就可以終身攜帶并使用�！�
不過，華盛頓大學(xué)的 Eric Leuthardt 教授表示，遠(yuǎn)在無線傳感器接入大腦之前，對(duì)于大腦是如何處理和分享信息的，這需要更深入的研究。
Neural Dust 的目標(biāo)是應(yīng)用于人體，然而開發(fā)它的加州大學(xué)伯克利分校顯然還有著更宏大的目標(biāo)，即前文所說的“智能塵�！保⊿mart Dust），因?yàn)?Smart Dust 才是伯克利分校開展相關(guān)研究的最初動(dòng)機(jī)。
簡單來說，Smart Dust 由可以漂浮在空氣中的微小傳感器組成，它能夠?qū)y(cè)量的數(shù)據(jù)反饋給電腦，在毫米寬度范圍內(nèi)進(jìn)行溫度、震動(dòng)、濕度、化學(xué)成分、磁場(chǎng)等參數(shù)的測(cè)量。對(duì) Smart Dust 的學(xué)術(shù)研究始于 20 世紀(jì) 90 年代初，當(dāng)時(shí)蘭德公司（Rand）和美國國防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局（DARPA）聯(lián)合開展研究，希望可以應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。
而到 1997年，加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家們就向 DARPA 提出 Smart Dust 研究的相關(guān)建議，并在 1998 年就得到了資助，從而一直研究到現(xiàn)在，總共將近20年。
在 Gartner 公司《2015 年新興技術(shù)成熟度曲線》的報(bào)告里，預(yù)測(cè) Smart Dust 將在 5-10 年成為技術(shù)趨勢(shì)。更多的人認(rèn)為，連接萬事萬物的 Smart Dust 將是“物聯(lián)網(wǎng)”的終極形態(tài)。物聯(lián)網(wǎng)的核心理念是將傳感器放在任何東西上，然后通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)回?cái)?shù)據(jù)庫。通過這種方式，隨時(shí)隨地監(jiān)控一切信息，并構(gòu)建更加智能且更具互動(dòng)性的系統(tǒng)。
我們眼睜睜看著科幻小說和電影里天馬行空的想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)：伊隆·馬斯克正在一步一 步打造他最喜愛的《基地》小說里那個(gè)外太空棲息地，帕爾默·拉奇（Palmer Luckey ）把他從《黑客帝國》里看到的“紅色藥丸”的世界變?yōu)?Oculus Rift…. 尼爾·斯蒂芬森自己，現(xiàn)在是杰夫·貝索斯的 Blue Origin 公司的顧問，也是 Magic Leap 特聘的未來學(xué)家。而《鉆石年代》 里的“Smart Dust”也在一步一步朝我們走來。
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