王瑞良
切莫以为,你平常所用的智能手机和笔记本电脑是便携式电子产品中最小巧的。现在,一种如同雪花一般大小、同样能执行复杂计算任务的智能微尘计算机(俗称“智能微尘”),已由美国密歇根大学研发成功。
这种微型计算机的工作原理与它们身材较大的“同类”很相似——虽然体积只有1立方毫米,但同样装有中央处理器(CPU),可接用同等大小的内存和闪存。如果将数以百计、千计的这种传感器配置于建筑物或其他物体中,它们就能为我们持续提供关于周围世界的最新信息,并能通过无线电波发送数据。
这么小的东西,要怎样充电呢?据介绍,这种计算机无须安装电池,而是利用周围事物(如大量存在的电量耗尽的电池和无效的传感器节点等)来维持工作,就好比《鲁滨逊漂流记》中的主人公,靠周围的“地形地物”活下去一样。例如,接近光源的“微尘”,可能会利用微型太阳能电池板获得电源。
别看这种计算机小如粉尘,可它的应用范围却很广。如果将其配置在大型建筑物,如桥梁或摩天大楼上,它便能监测其细微的裂缝;装在智能住宅中的“微尘”,则可以报告光线、温度、一氧化碳水平等数据;如果你的所有物品都配置了“微尘”,那你就可以在物质世界进行谷歌搜索了,比如你要问谷歌“我的钥匙放在哪里了”,谷歌就会告诉你正确答案。
智能微尘还可以制造高效的医学植入体,用来监测病人的主要体征。例如,研究人员曾将“微尘”植入小鼠体内的肿瘤上,从而获得了小鼠肿瘤生长情况的报告。
研究人员还利用无线识别和传感平台进行通讯试验,以完成某些信息处理工作。尽管这个平台的体积比“微尘”更大,但同样也无须安装电池。
对下一代微型计算机的发展来说,通讯仍是一个主要的瓶颈。据介绍,在消耗同等能量的情况下,一粒“微尘”虽然可以通过CPU执行10万次运算,但向外部传输的信息只有其中的很小一部分,这是研究人员下一步要解决的问题。endprint