電子革新掀技術(shù)風(fēng)暴：未來九大智能技術(shù)

　　01

　　植入設(shè)備

　　目前世界上已經(jīng)有數(shù)十萬人因人工耳蝸、心臟起搏器等植入設(shè)備而受益，植入式視覺假體的研究也在進(jìn)行當(dāng)中。在未來，更多的植入設(shè)備將會(huì)在各方面幫助人們，從方便溝通到拓展肌體能力。手機(jī)的發(fā)明者M(jìn)artin Cooper認(rèn)為，在2020年之前，人們可能會(huì)將電話植入體內(nèi)。目前來看，這還是很有希望的。

　　植入設(shè)備還能做到更多。傳感器芯片可以監(jiān)控生理狀況，植入電極可以讓人們用意念控制機(jī)械，甚至可以用人體的運(yùn)動(dòng)提供能量。喬治亞理工學(xué)院王中林教授開發(fā)的納米發(fā)電機(jī)可以貼在肺部或者橫膈膜上，呼吸之間就可以給植入設(shè)備供電。

　　02

　　上下文感知計(jì)算

　　1991年，施樂公司帕洛·阿爾托實(shí)驗(yàn)室的Mark Weiser在《科學(xué)美國人》雜志上首次提出了“普適計(jì)算”這個(gè)概念，認(rèn)為最好的技術(shù)是消失的技術(shù)，它們自然到讓人甚至意識不到技術(shù)的存在?，F(xiàn)在，這一領(lǐng)域的一個(gè)分支正在受到人們的重視，Gartner將之列為2011年十大技術(shù)趨勢之一：這就是上下文感知計(jì)算。

　　上下文可以理解成使用計(jì)算設(shè)備時(shí)的環(huán)境狀況。上下文感知計(jì)算設(shè)備將會(huì)綜合判斷所有環(huán)境條件，然后為使用者準(zhǔn)備好最合適的工具。復(fù)雜的上下文感知計(jì)算能做到許多魔術(shù)般的事情，例如把手機(jī)屏幕變成哈利·波特的活點(diǎn)地圖，或者當(dāng)你面對一棟建筑時(shí)，會(huì)提示里面某個(gè)你喜歡的店鋪正在打折。未來的設(shè)備會(huì)學(xué)習(xí)，手機(jī)和計(jì)算機(jī)將不再只是等待著使用者的指令，它會(huì)知道使用者的需要、好惡。

　　03

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

　　1992年，時(shí)任波音公司計(jì)算機(jī)研究部門首席科學(xué)家的Thomas Caudell，在美國電氣與電子工程師學(xué)會(huì)上發(fā)表了一篇論文，提出了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的概念。他認(rèn)為，可以將所需要的數(shù)據(jù)投射到真實(shí)世界的景物上，為工人們提供一個(gè)隨身的電子助手，以提升制造行業(yè)的效率。他的設(shè)想引起了不少企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的興趣，但是在過去的十幾年中，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的計(jì)算速度、軟件性能和成本的限制，這一設(shè)想僅主要應(yīng)用在工業(yè)和研究領(lǐng)域當(dāng)中，普通消費(fèi)者對它相當(dāng)陌生。

　　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將虛擬世界的數(shù)據(jù)和真實(shí)世界聯(lián)系起來的技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)世界的基礎(chǔ)上，為用戶提供更多的數(shù)據(jù)支持，將真實(shí)世界和虛擬世界盡可能精確地對應(yīng)起來?，F(xiàn)在，智能手機(jī)上已經(jīng)有了一些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用。隨著設(shè)備小型化和佩戴式顯示器技術(shù)的發(fā)展，不久以后我們就可以在眼鏡上看到被數(shù)據(jù)增強(qiáng)了的現(xiàn)實(shí)。

　　04

　　虛擬現(xiàn)實(shí)

　　1965年，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家Ivan Edward Sutherland提出了感覺真實(shí)、交互真實(shí)的人機(jī)協(xié)作新理論，奠定了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)。在“終極顯示”的世界中，有和我們現(xiàn)在身處的世界非常相似的規(guī)則—感覺真實(shí)是指虛擬世界的感覺應(yīng)該和真實(shí)世界一樣；而交互真實(shí)則是指人們應(yīng)該能夠像在現(xiàn)實(shí)世界中一樣對待虛擬世界的物品。

　　現(xiàn)在，聽覺和視覺真實(shí)已經(jīng)不是很大的問題，而虛擬嗅覺和味覺的發(fā)展并不盡如人意。2004年，日本奈良尖端技術(shù)研究生院開發(fā)出了一種虛擬嗅覺系統(tǒng)，能夠讓人們在虛擬世界中聞到幾種不同的水果氣味；英國約克大學(xué)和華威大學(xué)的研究者在2009年3月發(fā)布了一臺(tái)頭盔式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，不僅提供嗅覺，還可以提供味覺，可算是目前最好的個(gè)人虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，但是和真實(shí)世界的體驗(yàn)依然迥異。也許虛擬現(xiàn)實(shí)將會(huì)走向《黑客帝國》的方向，直接以電信號刺激大腦中的相關(guān)神經(jīng)元。

　　05

　　腦機(jī)接口

　　1970年代，在美國國防部先進(jìn)技術(shù)研究署的資助下，加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校開始嘗試?yán)媚X電圖技術(shù)，將人類思考的結(jié)果直接通過計(jì)算機(jī)輸出，讓大腦可以直接控制機(jī)械。

　　2006年，日本國際電氣通信基礎(chǔ)技術(shù)研究所和本田研究所使用功能核磁共振技術(shù)，開發(fā)出可以控制機(jī)械手的腦機(jī)接口，控制的延時(shí)只有幾秒鐘。和腦電相比，功能性核磁共振有更多的優(yōu)勢，但是現(xiàn)在這類設(shè)備的體積實(shí)在太大。

　　2009年4月，美國威斯康辛州立大學(xué)麥迪遜分校的Adam Wilson戴著一頂連著電線的紅帽子，只用腦電波控制，在網(wǎng)上寫了幾條微博。澳大利亞和美國的幾家公司也已經(jīng)開發(fā)出基于EEG的腦機(jī)接口頭盔。使用者在經(jīng)過短暫的訓(xùn)練后，可以用它來控制輪椅或者玩一些簡單的游戲。將來，它也許是人們和電腦打交道的主流方式。

　　06

　　肌電感應(yīng)

　　用肌電信號控制機(jī)械肢體的思路，是德國慕尼黑大學(xué)的Reinhold Reiter在1945年提出的，然而只有當(dāng)硬件足夠小型化，這種設(shè)想才成為現(xiàn)實(shí)。2008年，蘇格蘭Touch Bionics公司的i-Limb仿生手就采用了這種技術(shù)。

　　仿生手的原理是，每次肌肉收縮的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生電流，這些電流會(huì)在體內(nèi)傳遞，只要在皮膚表面覆蓋電極，就可以接收到電信號。不過，這些電信號的電壓很低，往往只有數(shù)十微伏，人完全無法感覺到，只能通過非常靈敏的電極才能采集到。對它們進(jìn)行模式識別，就獲得使用者的意圖，繼而驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置。

　　這種方式無需植入，適合應(yīng)用在生產(chǎn)機(jī)械或者動(dòng)力外骨骼上。不過，《阿凡達(dá)》里那種巨大的人型機(jī)械采用的不是這種技術(shù)—它用的是動(dòng)作捕捉，和微軟的kinect差不多。

　　07

　　量子計(jì)算

　　現(xiàn)在的計(jì)算芯片尺寸越來越逼近物理極限，摩爾定律似乎遇到了瓶頸。下一代的高速計(jì)算機(jī)可能是光計(jì)算，可能是生物計(jì)算，不過更可能的是量子計(jì)算機(jī)。

　　不同于使用二進(jìn)制傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)采用量子比特，可以同時(shí)處在多個(gè)狀態(tài)，可存儲(chǔ)和處理的信息是電子計(jì)算機(jī)不可想像的。

　　2010年9月，英國布里斯托大學(xué)量子光子學(xué)中心的Jeremy O’Brien在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了論文，認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)也許不如傳統(tǒng)中想象的那么困難，甚至有可能在十年內(nèi)成為現(xiàn)實(shí)。

　　2011年1月，一支國際研究團(tuán)隊(duì)在硅元素中實(shí)現(xiàn)了100億個(gè)量子位元的量子糾纏態(tài)，意味著高速量子計(jì)算機(jī)的誕生并不遙遠(yuǎn)。

　　08

　　納米機(jī)器

　　1納米是1米的10億分之一，大概只有原子直徑的10倍。在這樣小的尺度上，制造的機(jī)器將會(huì)有奇妙的用途。

　　1959年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家Richard Phillips Feynman曾經(jīng)做過一次名為“在物質(zhì)底層有大量空間”的演講。他預(yù)言，人類將可以把分子甚至原子做為基礎(chǔ)原料，在最微觀的空間構(gòu)建物質(zhì)。畢竟世界是由原子構(gòu)成的，所以在理論上，納米機(jī)器可以構(gòu)建所有的物體。

　　1991年，IBM公司的一個(gè)研發(fā)小組在一塊鎳板上，利用掃描隧道顯微鏡，把35個(gè)氙原子擺出了“IBM”的字樣。隨后，工程師們又制造出了幾個(gè)納米大小的齒輪、剪刀、螺旋槳這類東西，并且和生物學(xué)家合作，試圖用生物體內(nèi)存在著的分子馬達(dá)做出微小的機(jī)器。

　　對分子馬達(dá)的控制現(xiàn)在已經(jīng)有了一些進(jìn)展，用分子馬達(dá)驅(qū)動(dòng)納米級別的機(jī)器很快就會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。納米機(jī)器人能夠成為萬能的巧匠，甚至可以在人體內(nèi)工作。它們能殺滅病毒和病菌以治療疾病，通過提高供氧量來改善體質(zhì)，甚至延緩衰老治療癌癥。

　　09

　　意識上傳

　　這將是人類的終極技術(shù)，目前也只能存在于科幻作品之中。人們對大腦還不夠了解，不知道意識、精神、思想和記憶如何產(chǎn)生又如何保存，也不知道該如何把它們轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠理解的方式，更不知道如何在機(jī)器中延續(xù)每個(gè)人獨(dú)有的思維方式和個(gè)性。

　　如果有一天，這些問題都找到了答案，也就意味著人可以和機(jī)器一起永生，使用機(jī)械制造的大腦來完成只屬于人類自己的思考。當(dāng)意識能夠與肉體剝離，做為一個(gè)物種的人類將會(huì)消失，地球上從未出現(xiàn)的新物種將會(huì)崛起，地球也不再是唯一的家園。