2009年年初，惠普公司对外公布了地球xxxx系统（Central Nervous System for the Earth，CeNSE）项目，该项目计划用10年时间在地球上部署1万亿个图钉大小的传感器。技术人员称，这种无处不在的传感网络收集的信息会极大地改 变我们对世界的认识，就像互联网给商业带来的巨大变革一样。“人们还没有意识到这个即将到来的新浪潮，”科技预测者保罗·萨福（Paul Saffo）说，“现在我们正在进入感知世界的新时代，令人震惊的变革即将到来。”

大量安装传感器，即“传感微粒”，采用计算机对采集到的信息进行分析处理，并自动发出提示，甚至直接进行响应，这不仅仅会增进我们对大自然的了解，而且会 带来更具革命性的应用。例如：可管理自身能量使用的建筑物、出现问题时能自动向工程人员发出维修请求的大桥、能跟踪交通模式并检测堵车情况的汽车、能分辨 进入宅院的是足球还是狗的家庭安全系统——这些只是随便列举的几个例子。

虽然到目前为止，CeNSE是公开发布的相关项目中最引人注目的，但事实上惠普并不是开发此项感知世界技术的{wy}机构。英特尔公司正在设计新型传感套件， 还有很多高校实验室也在开展研究工作。

从这个领域所有的发展情况来看，未来的世界无疑将是一个充满传感器的世界。这些传感器设备要能产生丰富、可信的数据，还必须足够可靠以适应恶劣环境。传感 套件本身非常微小，但它所需的计算能力很巨大。它们收集的所有信息必须发送出去，保存到服务器集群中进行分析处理。{zh1}必须有人为此付费。“经济性是个基 本问题，”美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的计算机科学家徳博拉·埃斯特林（Deborah Estrin）指出，“每个传感器都是有使用成本的，因为传感器需要维护、供电和校准。因此随随便便地把传感器到处散播是不可行的。”

事实上，惠普公司高级研究员彼得·哈特韦尔（Peter Hartwell）认为：CeNSE项目要想达到预期目标，必须使传感器的使用成本接近于零。这就是惠普公司要设计一种新型传感器的原因，这种新型传感套 件只有图钉大小，却集成了各种各样的计量器，几乎可以完成所有事情，包括测量光强、温度、湿度、振动、张力等，而以前每一种数据都需要一个专门设备来采 集。哈特韦尔指出，这种能同时完成多种功能的传感器体积会比以前大，但每个数据采集单元的成本却降低了。有了它，惠普公司可以使用一个传感器同时为不同的 客户提供服务，从而降低费用。

让我们来看看传感器在工程项目中的一个重要应用——超敏感加速计。集成在芯片中的传感器能跟踪内部可移动平台相对于芯片其他部位的细微移动情况，从而测量 加速变化，准确性比任天堂Wii所用同类技术高1,000多倍。

哈特韦尔憧憬着在高速公路上每隔5米就部署这样一个图钉大小的传感设备。温度、湿度和光强传感器可以构成一个个迷你气象站；加速计的振动数据经过分析则可 以用来判断交通状况，大致计算出有多少汽车以多快的速度开过去了。他认为当地的高速公路部门肯定会对这项数据感兴趣，除此之外还有很多其他潜在的客户应 用。哈特韦尔说：“无线上网服务提供商可能希望获取这些信息，以告诉你如何最快地到达机场。”

当然，所有这些数据的收集和发送都需要消耗能量，为了提高惠普公司图钉传感器的使用寿命，就不能仅用电池供电。“它将具有某种能量收集能力，” 哈特韦尔说，“可能是太阳能电池板或者热电设备，以帮助电池充电。”

受能量问题的困扰，一些研究组甚至xx放弃了使用电池的方案。Intel西雅图实验室的工程师乔希·史密斯（Josh Smith）开发出了可以采用无线供电的传感器套件。与惠普公司的图钉传感器类似，Intel公司的无线识别和传感平台（Wireless Identification and Sensing Platform，WISP）也集成了一系列计量器，不同的是它可以从远处的无线射频识别（radio-frequency ID，RFID）芯片读取器发射出来的无线电波中获得能量。史密斯说，单个RFID芯片读取器插到墙上的电源插座以后，能在1.5~3米范围内向WISP 原型网络提供能量并进行无线通信，当然这个距离还有待进一步提升。

史密斯与哈特韦尔一样，提到了传感器在基础设施方面应用的可能性，他还提到一些其他的应用。比如，如果将WISP放置到茶杯等家居物品上，就可以向医生提 供家里中风病人的恢复情况。史密斯解释说，如果病人经常使用的杯子没有动过，那就说明这个病人很可能没有起床走动。

无处不在的传感技术潜在的应用非常广泛。一位物理学家最近与史密斯取得了联系，探讨如何使用WISP监视微中子探测器外部温度。史密斯说，就像互联网一 样，预测它们将来发挥作用的所有领域几乎是不可能的。“就它将影响我们生活这一方面，”哈特韦尔补充说，“我们还无法想象它有多么强大。”



  撰文  Gregory Mone
翻译  杨泽明
转载至：《科学美国人》