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)塵埃”(Neural Dust)。
超酷，讓你變身“萬磁王”
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)別的無線傳感器 Neural Dust。其特點(diǎn)在于：微型、超聲波供能(無電池)、無線。“神經(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。”
用大腦控制周圍物體。。。這，這不就是《X戰(zhàn)警》里的萬磁王嘛!
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“智能塵埃”(Smart 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)。
“智能塵埃”是物聯(lián)網(wǎng)的終極形態(tài)?
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、磁場等參數(shù)的測量。
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。