传感器的将来： 10年后我们将会糊口在一个极度透明的天下

在10年之内，我们将会糊口在一个险些全部可以丈量的对象城市被一连丈量的天下里。那将是一个极度透明的天下。从太空的边沿到海洋的底部，再到你身材的内部，我们的电子皮肤正在形成一个无穷可用信息的感受中枢。不管你喜不喜好，我们已经糊口在了一个“超意识”的星球上。

2014年，在芬兰的一个熏生病尝试室里，卫生研究员佩特里·拉特拉（Petteri Lahtela）发明白一件稀疏的工作，他溘然意识到他所研究的许多题目的前提都存在着重叠。譬喻，在搜查一些大夫以为互不相干的疾病时，好比莱姆病、心脏病、糖尿病等，他发明全部这些疾病都对就寝有负面影响。

这就激发了一个因果相关题目。是全部这些疾病都导致了就寝题目，照旧反过来，通过改进就寝，这些疾病就可以或许治好，可能至少症状可以或许获得缓解呢？越发重要的是，奈何才气做到更有用地治愈这些疾病？

拉特拉发明，要想办理这些困难，他必要获得相干数据，许多很大都据。在网络这些信息的进程中，他很快就意识到本身可以操作最近呈现的一个技能上的转折点。2015年，在智妙手机技能前进的敦促下，小而强劲的电池与小而强盛的传感器开始融合到一路。究竟上，他意识到，因为它们体积小而成果强盛，要制作一种新型的就寝追踪器是完全也许的。

任何电子装备，假如可以或许丈量某个物理量（如光、加快度或温度），然后将这些信息发送给收集上的其他装备，都可以被以为是一种传感器。拉特拉正在思量的传感器是一种新型心率监测仪。跟踪就寝的一个很好的要领是监测心率和心率的变异性。固然市场上已经有了许多这样的追踪器，可是那些都是很有题目的“老型号”。譬喻，健身腕带和苹果手表，都是通过一个光学传感器丈量手腕的血流量的。然而，手腕上的动脉位于皮肤表层以下很深的处所，因此无法对血流量举办美满的丈量，并且人们凡是不会戴着手表睡觉——这会影响它们本来计划用来丈量的就寝。

拉特拉发现的是这种智妙手表的进级版，名为“乌拉戒指”（Oura ring）。这款戒指的主体是一条平滑的玄色钛带，装有3个传感器，可以跟踪和计较10个差异的身材信号，因此它是市场上最准确的就寝追踪器。穿着位置和采样率是它的奥秘兵器。因为手止亓?动脉比手腕上的动脉离皮肤表层更近，乌拉戒指可以或许更好地相识心脏的环境。另外，苹果手表和Garamond每秒只能丈量两次血流量，健身腕带最多可以测12次，而乌拉戒指则每秒可以测250次。在独立尝试室举办的研究中，更好的成像质量和更高的采样率相团结，使乌拉戒指与医学级此外心率跟踪器对比精确率到达了99%，心率变异性的精确率则到达了98%。

20年前，云云准确的传感器要耗费数百万美元，并且必需安放在一个相等大的房间中。而乌拉戒指的价值约为300美元，并可以直接戴在手指上，这就是指数型增添对传感器的影响。传感器成长最重要的功效是凡是所称的“物联网”（Internet of Things，IoT），即将遍布环球的智能装备互连收集。为了更好地领略我们已经走了多远，有须要回首一下这场革命的演变进程。

1989年，发现家约翰·罗姆尼（John Romkey）将一台烤面包机毗连到互联网上，使之成为第一个物联网装备。10年后，社会学家内尔·格罗斯（Neil Gross）看到了这个趋势，他在《贸易周刊》上颁发了一个闻名的猜测：“在下个世纪，整个地球城市蒙上一层电子皮肤。地球将操作互联网作为支架，来支持和撒播它的感受。此刻，这层皮肤正在缝合。它由数百万个嵌入式电子丈量装备构成：恒温器、压力表、污染探测器、摄影机、麦克风、葡萄糖传感器、心电图仪、脑电图仪等。它们将监测都市和濒危物种、大气、船只、高速公路和卡车车队，以及我们的对话、我们的身材，乃至我们的空想。”

格罗斯的猜测应验了。到2009年，毗连到互联网上的装备数目已经高出地球上的总生齿数目（125亿个装备，68亿人，或每人1.84个毗连装备）。一年后，在智妙手机成长的敦促下，传感器价值开始暴跌。到2015年，毗连到互联网上的装备总数到达了150亿台。因为这些装备中大大都都包括多个传感器，譬喻，均匀每台智妙手机约莫有20个传感器。这也表明白为什么到2020年，人们凡是所称的“我们的万亿传感器天下”将正式登场。

我们虽然不会就此止步。斯坦福大学的研究职员预计，到2030年，将有5000亿台联网装备（每台装备装稀有十个传感器）。而按照埃森哲咨询公司（Accenture）的研究，这内里所包括的经济代价将到达14.2万亿美元。潜匿在这些数字背后的正是格罗斯的头脑：那是记录了地球上的险些每一种感受的“电子皮肤”。

以光学传感器为例。柯达工程师史蒂文·萨森（Steven Sasson）于1976年发现了第一台数码相机，它有烤箱那么大，可以拍摄12张利害照片，而价值则高出了1万美元。到了本日，平凡智妙手机配备的摄像头在重量、本钱和判别率方面都比萨森的数码相机进步了数千倍。这些摄像头处处都是，汽车上、无人机上、手机上、卫星上，而且拥有险些令人“不寒而栗”的图像判别率。卫星拍摄到的地球影像，已经准确到了半米。无人机则进一步缩小到了一厘米。无人驾驶汽车上的激光雷达传感器更是险些可以捕获到全部对象，它每一秒钟都要网络130万个数据点，并可以或许记录单个光子级此外变革。

在光学传感器上，我们看到了三重趋势：体积和本钱不绝降落，同机遇能大幅进步。第一台商用GPS是1981年上市的，它重达24千克，价值高达119900美元。到2010年，商用GPS的价值已经降落到5美元，体积则小到可以放在你的手指上。为早期火箭导向的“惯性丈量装置”就是一个很好的例子。在20世纪60年月中期，那照旧一个重达23千克、价值高达2000万美元的装备。现在，你手机里的加快度计和陀螺仪也在做着同样的工作，但只必要4美元，重量还不如一粒米。

这些趋势必定还会一连下去。我们正从微观天下向纳米天下迈进。这种前进已经导致智能打扮、智能珠宝和智能眼镜等海潮的涌起，上面讲到过的乌拉戒指就是个中一个很好的例子。很快，这些传感器就会进入人的身材。以“智能微尘”（smart dust）为例，这是一个只有尘埃微粒巨细的体系，可以感知、存储和传输数据。现在，一粒“智能微尘”的巨细像一粒苹果种子那么大。将来，纳米级的智能微粒将会漂流在我们的血液中，网络数据，试探人体内部—那是科学最后的未知规模之一。

（编辑：湖南网）

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