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2021-11-14 16:01:21

科技信息:微机可以改变我们的生活

导读 21世纪是一个科技飞速发展的时代,互联网已经逐渐走进人们的生活。互联网就像一张网。我们息息相关,现在离不开互联网技术。这里有一篇关于

21世纪是一个科技飞速发展的时代,互联网已经逐渐走进人们的生活。互联网就像一张网。我们息息相关,现在离不开互联网技术。这里有一篇关于互联网技术的文章送给大家。

还记得80年代的喜剧科幻电影《Innerspace》吗?尽管我们要在体内发射潜艇还有很长的路要走,但工程技术的进步已经使计算机的制造变得如此之小,以至于将它们嵌入活组织不再是科幻作家的想象。事实上,自英国科学家凯文凯文沃里克(Kevin KevinWarwick)首次将硅射频识别发射器植入手臂以远程控制门、灯和其他设备中的计算机以来,已经过去了20年。然后,他更进一步,把这个装置和自己的神经系统连接起来,控制一个机器人手臂,并戏称自己为“半机器人船长”。

虽然这不是每天的头条新闻,但微型计算机技术的发展速度并没有放缓,我偶尔也会对一些新的发展感到惊讶。

例如,今年早些时候,由电气和计算机工程教授大卫布劳(DavidBlaauw)领导的密歇根大学团队使用该公司制造的节能处理器制造了世界上最小的计算机。

这个装置的侧面只有0.3毫米,只有之前记录保持者的十分之一。这是一台太阳能电脑,大小不过是半信半疑。由于温度和压力传感器可以安装在新设备中,布劳的团队设想在其他应用中,它可以植入肿瘤中,以确定它们在化疗后是否会收缩。(研究表明,肿瘤的温度可能略高于健康组织。)

虽然微型计算机的发展令人兴奋,但仍有障碍不能在卫生等部门广泛部署。最大的问题之一是让电池小到足以为这些设备供电。随着电池尺寸的减小,它们储存的能量急剧减少。微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为心脏起搏器和人工耳蜗等其他设备供电,布劳说,它们的容量可能要小1000倍。

一个可能的解决方案是找到一种频繁给设备充电的方法。例如,红外光束可以远程给植入实验室老鼠体内的传感器充电。科学家们还在研究如何利用热电收集技术为微型计算机制造电能,尽管他们还没有在如此小的规模上取得成功。后一种方法要起作用,必须有一个两个表面有温差的装置,但新的微型计算机太小,很难使任何一个部分与另一个部分相比较。其他仍在研究中的方法包括使用葡萄糖分子作为动力源。

一个有效的解决方案是简单地节省少量的能量,这些能量可以储存在一个微型电池中。Blaauw和他的团队已经意识到,他们只需要定期唤醒计算机进行计算,然后让它们进入睡眠状态,就可以大大降低功耗。

除了最大化微型计算机的睡眠时间,工程师还可以通过降低计算机清醒时的功耗来降低功耗。Blaauw和他的团队可以通过修改他们使用的晶体管、减小一些电路的尺寸和优化一些电路,将他们的计算机的静态功耗降低到无穷小的30微微瓦(300万亿瓦)。

小型计算机体积更小,功耗更低。当然,如果他们收集的数据不能正确沟通,那就没有意义了。这个过程也必须由布劳和他的团队修改,以消耗尽可能少的电力。通过打开无线电天线,发射的脉冲只持续几十亿分之一秒,计算机可以在不消耗太多能量的情况下让自己为人所知。布劳说:“为了让收音机被听到,它必须大声尖叫。”“本质上,我们做的不是一直尖叫,我们只是尖叫一小会儿。”

如果像Blaauw这样的团队能够克服技术障碍,那么总有一天,微型计算机将不仅仅是肿瘤检测的革命。例如,来自密歇根大学密歇根微尘(M3)计划的公司CubeWorks开发了一个联网的微型传感器系统,可以嵌入到我们每天使用的对象中,例如智能家居系统、风电场和血糖水平监测设备,然后连接到物联网(物联网)。在太阳的驱动下,这些计算机可以收集环境温度和压力的信息,拍摄数字图像,并跟踪给定区域的运动。有一天,这样的系统可能会改变我们与一切事物互动的方式,从我们居住的建筑到我们穿的衣服。

虽然我们仍然不能在体内发射潜艇,但毫米大小的计算机很可能在未来十年内上市,并开始对世界产生重大影响。