萬能的「智慧塵埃」
作者:Farhad Manjoo
發表於 Thu, 2001-05-31 15:00
科技新知
在加州,能源非常短缺。當然,就算你從未到過這個「黃金之州」,可能你也已經聽說了加州今夏可能出現為時一個月的週期性停電。
但是,別就此放棄加州。週五,加州大學柏克萊分校的科學家,展示了一種名為「智慧塵埃」(smart dust)的新技術,如果這種技術可行的話,那麼將會給加州的電力危機帶來一線希望。
「智慧塵埃」技術如果能投入商業用途的話,將可以造福全世界。柏克萊加大在其記者說明會中提出這樣一個野心勃勃的口號。如果你起初認為這不過是在說大話,那麼看完示範之後,你就會希望世界上所有的塵埃都是智慧的該有多好。
智慧塵埃主要是由成千上萬顆沙粒大小的感應器構成的,這些感應器可以測量周圍的光線和溫度。每個感應器被稱為一顆「塵埃」,它們上面裝有無線通訊設備,如果你抓一把放在一起的話,它們會自動進行連線。
這些感應器如果大批量生產的話,每個成本只要幾美分,可以用來塗抹在整個辦公樓或家裏。這樣辦公樓的每個房間都可以有上百個甚至一千個能感知光線和溫度的塵埃,所有塵埃都由一部中央電腦控制,對建築裏的能源消耗進行調節。
所有的塵埃一同構成了一個巨大的智慧塵埃感應網路,為工程師提供如何使用能源與節約能源的資訊。在佈有智慧塵埃的大樓裏,電腦可以關掉空房間的燈和氣候控制。在能源使用高峰時間,電腦可以自動關閉能源消耗較大的伺服器空調機,如果伺服器溫度太高時,又可以自動開啟空調。
讓大樓智慧化是非常重要的,因為美國的大樓環境控制、燈光以及各種設備,所消耗的能源占了整個美國能源總量的三分之一強。正如柏克萊加大的研究人員所說,降低大樓能源消耗,特別是在能源短缺時期,應該成為能源規劃的一部分。
柏克萊電氣工程教授、智慧塵埃的發明者皮斯特(Kris Pister)對這項技術有著宏偉的構想。
這些塵埃從牆壁的振動中獲取能源,有點像是自動上發條的手錶,或者也可以利用陽光甚至氣壓的改變獲取能量。這使得智慧塵埃非常具有靈活性,這也是皮斯特認為這項技術可以廣泛推廣的原因,這些塵埃幾乎可以完成任何任務,如監控交通流量,以決定交通號誌燈時相,或為老年人和病人的生理情況進行監測等。
「這不僅僅限於學術研究。」皮斯特解釋說,人們根本不瞭解大樓或家裏多數能源是怎麼消耗掉的。「智慧塵埃可以在任何時候,偉人們提供能源消耗的真實資料。」
科學家們說智慧塵埃所提供的資料,還可以促進能源節約。人們可以即時瞭解到他們使用能源的情況和能源的費用。
「目前,」皮斯特說:「我們的節約立場,只是出於為別人著想,以後其中還會增添些經濟因素。」
但是人們在對智慧塵埃驚歎不已的時候,也別得意忘形,因為這種所謂的塵埃還沒有真正發明出來呢。目前,皮斯特和他的研究小組所製造出最小的塵埃顆粒,體積大約是100立方毫米,與一顆M&M巧克力的體積相接近。這的確很小了,但是還不夠小。
但是皮斯特說,他們不久以後就可以研製出更小的塵埃了。
「我們的目標是製造出1立方毫米大小的樣品,這大約是目前樣品的百分之一,」他一邊指著M&M大小的塵埃一邊說。皮斯特說真正只有塵埃體積大小的智慧塵埃,可能會在半年時間內問世。」
據柏克萊工程學院的院長紐頓(Richard Newton)說,如果可以發明出這麼小的感應器,將會有許多有趣的事發生。
「我們可以把這些塵埃倒進一桶油漆裏,然後刷在牆上,」他說:「我們估計如果可以充份利用這種智慧技術的話,可以節約50億到70億美元,每年全國二氧化碳排放率也可以降低30,000噸左右。」
但是紐頓也補充說:「一些人迫切想知道,何時這些感應器才能探測到房裡是否有人,我們也正在為此目標進行研究。」
他表示智慧塵埃研究小組中,包括柏克萊法學院的律師和社會學家,他們將對這項技術所產生的社會效應進行研究。
「人們會關切擔心這些技術的社會效應,這很好。」紐頓表示。
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