新智元报道

来源：techxplore

艺术经纬：孟佳、亚信

神学家们一直在讨论一个非常无聊的问题，有多少天使能站在针尖上跳舞。

现在新的问题是一枚硬币上可以放多少个微型传感器。

康奈尔大学的研究人员最近开发了一种微型传感器，它非常小，范围从010到59000。团队论文“使用光学无线集成电路的微型传感器”发表在4月17日的《美国国家科学院院刊》上。

网友评论说，尤瓦尔赫拉利的故事将成为现实。

这个小物体基本上是单细胞生物草履虫的大小。而且还可以监测活组织中的数据。它看起来真的有点像。

草履虫

畅销书《人类简史》的作者，以色列历史学家尤瓦尔诺亚哈拉里在去年的一次采访中说。

“数以百万计的微纳机器人和传感器监控着人体内发生的一切。他们可以发现癌症或一些传染病的迹象，并与这些危险作斗争，以保护人类健康。

“这种系统不仅可以监测疾病发生的身体部位；它还可以监控人们的情绪、情绪和想法。这意味着外部系统可能比我更了解自己。

可以在一美分硬币的一面安装3万个

想象一下，如果这种传感器被植入人体组织，它能探测到许多细微的信号吗？

有机和无机的结合带来了更多的哲学思考。当机器能够感知身体的每一个变化时，你的情绪就会被反映为信号。

把这个传感器放进你的身体就像一个小蚂蚁人吗？

一些网民评论说，如何判断他们体内已经有了这种传感器，这真的很可怕。请看下面的脑洞注释，其他人将其与启示录《圣经》中的野兽标记相比较。

尺寸很小，但内容非常完整。

这些微型传感器麻雀虽然很小，但配备了完整的集成电路、太阳能电池和发光二极管(发光二极管)，可以利用光来发电和传输信息。

它们的生产规模很大，从010英镑到59000英镑不等，每件设备的成本只是硬币的一小部分。

物理学家保罗麦克尤恩(Paul McEuen)，电子与计算机工程副教授，Alyosha Molnar和康奈尔大学博士后Alejandro Cortese博士共同设计了一个平台，用于生产他们自己的光学无线集成电路(OWICs)——100微米大小的微型传感器。人类的眼睛只能看到一个小点，可能没有他们脸上的毛孔那么大。

“从某种意义上说，建造这样的微型传感器一直是我们的想法，”康奈尔大学下一个纳米工作组的联合主席麦克尤恩说。恐惧、愤怒、爱情，或任何人类的情感，最终都不过是一种生物化学过程。.

将发光二极管安装到冰箱中有几个步骤。

OWICS实际上相当于草履虫大小的智能手机，甚至可以安装APP。然而，与移动电话不同，研究人员不依赖笨重的无线电技术进行通信，而是使用光作为通信媒介。

当谈到光，传感器的一个重要组成部分是发光二极管。

麦克尤恩说，在纳米技术领域，在硅片上放置微电路相对容易，但添加发光二极管却很困难，因为它是由特殊材料砷化镓制成的。为了将发光二极管转移到集成有电子元件的晶片上，研究人员开发了一种复杂的组装方法，该方法需要15层以上的光刻技术、30种不同的材料和100多个复杂的步骤。

上图显示了一个电压感应OWIC，它可以放在硬币背面的林肯纪念堂里。照片来源： Alejandro Cortese

此外，它不是可以看见或触摸的东西。要操作这个传感器，必须在显微镜下。因此，有必要对纳米尺度和微米尺度有一个清晰的直觉。

传感器认识你：从身体、心灵到灵魂

OWIC可以在更复杂的环境中测量电压和温度，例如活体组织和微流体系统。例如，装有神经传感器的OWIC可以记录体内的神经信号，并通过发光二极管闪烁显示的编码信号传输结果。

为了进一步验证，研究小组与应用与工程物理学教授、论文合著者徐超超的实验室合作，成功地将带有温度传感器的OWIC植入大脑组织，并无线传输结果。

麦克恩、莫尔纳尔和科尔特斯已经成立了自己的公司OWIC科技，并计划将微型传感器项目商业化。他们现在已经提交了专利申请。

这个OWIC很小，而且成本很低。它可以在更复杂的环境中以更低的能耗完成任务。在此基础上，将衍生出各种新一代微传感器。

微传感器是迄今为止最成功、最实用的微机电系统设备。正是因为它体积小、重量轻、性能好、成本低，才能够广泛应用于日常生活中。

在这个数字时代，我们可以制造带有微型传感器的电子标签，并把它们贴在产品上，这可以起到识别、物流跟踪、信息收集等作用。

同时，超微型传感器可以实时跟踪人体内的任何器官、肌肉结构甚至神经组织，并可以检测到包括心跳、呼吸频率和肺部在内的声音。此外，它可以检测用户的身体活动，并将其与从心脏和肺部获得的数据同步，以监控身体的整体健康状况。

微型传感器附着在皮肤上，记录心脏活动、血流和其他器官健康状况。

嵌入纳米机器人的微传感器已经应用于医疗领域。它可以在人体内自由移动，直接锁定和清除病毒，还可以通过堵塞的动脉或肿瘤直接向器官输送药物。它还可以帮助外科医生进行毫米级视网膜手术。

更有趣的是，2016年，麻省理工学院和慕尼黑科技大学将传统折纸艺术与现代技术相结合，推出了一款微型折纸机器人。这个机器人不仅能折叠纸，还能跑、游泳和搬运东西。

不久前，加州大学伯克利分校的工程师开发了一种沙子大小的传感器：神经尘埃，它可以植入神经或器官附近，利用超声波来提供能量、传输数据和读取身体数据。神经尘可以用作植入大脑芯片的无线电源。这种研究有望用于下一代控制假肢、外骨骼和机器人，并通过脑机接口治疗大脑和身体疾病。

最近，麻省理工学院开发了一种可以嵌入弹性织物中的电子传感器，从而制造出可以用来监测重要生命体征如温度、呼吸率和心律的衣服。

这种内置传感器的衣服不仅可以机洗，还可以脱下来转移到其他衣服上。从外表来看，这是我们通常穿的一件衣服。但是从里面，你可以看到微型传感器接触皮肤。

研究人员在健身房锻炼时用内置传感器测试衣服，并要求他们监测体温、心率和呼吸频率的变化。在这个过程中，研究人员可以观察身体不同部位的温度变化以及这些变化之间的相关性。

嵌入衣服中的传感器可以将监控数据无线传输到智能手机。研究人员表示，该传感器对远程医疗也有很大帮助，可以远程监控患者的健康状况。

这些微型传感器似乎在无意识地观察你的身体甚至你的思想的变化。你期待这个未来吗？