聞所未聞的十大IT新穎技術 未來可能迅速普及

混亂計算、納米晶體顯示、多點觸摸屏、細菌照相、硅制大腦。。。信息技術的發展速度和廣度遠遠超出了一般人的想像，而這些大多數人聞所未聞的技術很可能在數年內就會實現廣泛普及。

　　一、可延展硅

　　這些年來，我們已經用硅實現了許多神奇功能，不過我們還是無法解決這種材料的一個問題：硅堅硬而易碎。硅是用來構建電子器件的理想材料，但如果你想把它穿在身上，那很糟糕。

　　許多人會得益於可穿在身上的電子器件。譬如，要是直接把警告感測器做到外科醫生戴的乳膠手套裡面，他們做手術時可以提高敏感度，還可以縮短反應時間。因而可以開發出各種挽救生命的健康狀況監視器。

　　幸好不用等太長的時間：伊利諾斯大學厄巴納－尚佩恩分校的研究人們正在研究可讓硅延展的一項技術。該學校材料科學和工程系的教授John Rogers說，秘訣在於使用非常非常薄的硅──準確地說只有100納米細，即人類頭髮千分之一粗細的硅。

　　為了得到這麼薄的硅，Rogers及其小組先用傳統方法：使用標準的處理方法在矽片上做了一隻晶體管。接下來的一步具有突破性意義：一種特殊的蝕刻技術切下了一層硅，它非常薄，不過含有整個晶體管。然後把它放到一塊平整、事先經過延展處理的橡膠上。Rogers說：「基本上用橡膠取代了矽片底層。」一旦讓它們相互接觸，硅就會與橡膠黏合在一起。這時候，只要讓橡膠彈回來，就可以釋放其內部的壓力。如今黏合在一起的橡膠和矽片受壓後會形成波，形狀類似手風琴形成的波。他說：「一旦硅裝置有了這種結構，你就可以來回延展了。」

　　Rogers說，他開發出來的原型裝置：晶體管和二極體其工作特性與普通硅做成的同類裝置一樣好。他希望不久後能研製出可沿著飛機機翼邊緣彎曲的柔性感測器以及低成本的身份識別標籤。可延展硅不僅可以用於可穿戴的電子器件，還可以用於能捲起來、外觀和感覺都像紙的柔性顯示器。

　　確實還有一段路要走。這項技術仍處於初期階段，Rogers及其小組研究可延展硅才只有一年半的時間。不過取得的成果讓人非常看好：去年他們成立了Printable Silicon Technologies公司，旨在進一步從事研究開發，調查商業應用可行性以及把這項技術投入生產的諸多方法。Rogers說，最終產品「還要過幾年之後才能問世。」

　　二、混亂計算

　　「混亂」這個詞往往讓人聯想到負面意思──人人唯恐避之不及的一種無序局面。但如果William Ditto是對的話──美國海軍和私人投資者都認定他是對的，那麼這個詞很快會有一層新的含義。

　　Ditto是佛羅里達大學生物醫學工程系主任，他正在研究混亂原則，希望研製出完全創新的計算機晶元，比傳統晶元更快速、更廉價、更靈活。

　　Ditto的晶元好比是微電子形式的幹細胞：這個裝置能夠獲得各種不同功能。而混亂晶元更進了一步：它能夠不斷變形。這對計算機設計而言具有重大意義。在傳統晶元中，名為邏輯門的基本元件通過物理連接，執行某一項特定任務。而在混合晶元中，每個邏輯門都可以動態變換，從而執行各項功能。

　　這意味著，計算機的CPU、內存、視頻內存、圖形加速器和數字處理單元等部件將再也不需要成本高昂的獨立晶元。相反，一塊晶元就可以不斷變換，滿足軟體在特定時候需要的任何功能。

　　Ditto說：「計算機界的一個夢寐以求的目標就是，讓軟體能夠動態改變硬體。如果你在使用Photoshop，兩秒鐘內需要大量內存，那麼你可以重新配置晶元，以便提供大量內存。如果你需要進行大量運算，又不需要同樣多的內存，可以讓晶元重新變成CPU。如果你在玩遊戲，晶元又會重新配置成圖形引擎晶元。」

　　讓這種功能強大的變形成為可能的正是由於Ditto能夠利用混亂的功效。事實證明，計算機電路裡面同樣存在混亂。混亂系統實際上組織性非常強，只是不規則而已。混亂邏輯門可以在短時間內獨立生成大量不同的邏輯功能。因為混亂系統對周圍環境的細小變化極為敏感（所謂的蝴蝶效應）， Ditto只要為邏輯門施加一定的電壓，就能獲得所需功能。

　　如果一切進展順利，我們會在不久的將來看到混亂計算的成果。Ditto最近組建了一家公司ChaoLogix開發這項技術，他預計明年1月就能準備好演示晶元。

　　三、虛幻遠程呈現

　　你有沒有想過自己能同時出現在兩個地方？十年後，你也許能做到。加州大學聖迭戈分校電信和信息技術研究所（Calit2）的研究人員正在

　　使用超高解析度的投影儀、牆面大小的屏幕以及超高速網際網路連接，傳輸幾乎能夠以假亂真的圖像和聲音。在將來，這也許能夠實現真正的「遠程呈現」（telepresence）：一個人出現在某個地方、實際上人卻在另一個地方的一種錯覺。

　　遠程呈現所用的技術主要是超高帶寬的網際網路連接。Calit2實驗室配備了速率為1Gbps到10Gbps的鏈路──這比如今家裡的網際網路快500倍到5000倍。有了這麼高的速率，真正的高清晰度內容能夠以實物大小來傳輸。

　　　　Calit2的主任Larry Smarr說：「目前階段，遠程呈現成為了可能。如果與真人一般大小，你無法分辨出在你面前的人是真人還是圖像。」

　　但不過投影圖像樣子是多麼地逼真，人們總是有辦法辨別出它不是真實的。所以，Calit2正與一組心理學家、人類學家和多媒體專家，共同研究認知的心理層面。實驗室也在使用這項技術與地處偏遠的大學進行學術合作；並且嘗試在醫學方面的應用，譬如把大腦圖像展示在全國各地的專家面前。

　　遠程呈現技術仍處於初期階段，不過比較新的消費類計算機已經能支持1Gbps的網際網路速率。Smarr預測，網際網路提供商最快在十年內有望把1Gbps鏈路引入到家庭和公司。設想一下：要是你不但能聽到遠在千里之外的同事的聲音，還能看到他們如同就在眼前的圖像，這豈不是可以大大改進遠程辦公會議嗎？

　　最終會應用於哪些領域呢？Smarr說：「設想一下，你去建材商店買來一卷一百兆像素的牆紙。你在客廳舉辦生日聚會時，只要與家人連線，他們就可以通過投影在牆紙上的圖像加入到聚會。」

　　四、納米晶體顯示器

　　納米晶體是一種微小的材料，可以發出五顏六色的光，它即將為大屏幕電視機到攜帶型電子產品等各種設備的製造和效率帶來全面變化。微小晶體採用無機材料，可以發出不同顏色的光，包括紅、綠和藍。納米晶體可以組合成像素，然後通過光學原理生成顏色齊全的圖像。

　　與有機發光二極體（OLED）顯示器一樣，納米晶體顯示器提供了比液晶顯示器技術更高的顏色準確度和更廣泛的視角。不過其最大的優點之一在於製造成本低。Larry Bock是矽谷率先研製納米晶體顯示器的納米技術公司Nanosys的執行主席，他說，如果使用納米技術，「製造直徑為1納米的納米結構與製造直徑為 100納米的納米結構相比成本一樣低，因為都採用了按照一個個原子來構造結構的工藝。」

　　在顯示器表面上分布納米粒子的工藝原理類似噴墨列印，可以避免當前這代顯示器生產所需的成本昂貴的諸多步驟。相比之下，在傳統的顯示器製造工藝中，縮小零部件尺寸通常需要更高成本。

　　Nanosys正在設法讓納米晶體本身可以按邏輯方式排列，並且在研究讓納米晶體可以轉移液體的方法。乍一看，這後一個概念似乎沒什麼大不了，但有了它，就用不著汽車擋風玻璃的自動清洗器，這僅僅是其中一項功能。在最近一次全部由技術領導人出席的「展望未來」會議上，Bock演示了液體從一塊塑料表面上彈下來的試驗，這就是因為塑料表面上使用了納米結構。

　　Nanosys的技術將來還有可能應用於醫學、太陽電池和柔性顯示器等領域。Bock說：「納米晶體讓我們可以研製出成本很低的太陽電池，生成每瓦特能量，成本不到一美元，這與礦物燃料有得一拼。」

　　至於應用於醫學領域，可以沿著假肢表面對納米結構進行排列，「以便只有骨細胞可以在用於矯形的植入體裡面生長，其他類型的細胞不能生成。」表面一帶納米結構的構造不利於其他種類的細胞的生長，卻有利於骨細胞的生長。

　　預計納米技術會在將來徹底改變許多行業，但顯示器只是首批應用領域之一。Nanosys一直忙於為這項技術申請專利，並且與夏普公司簽署了開發將來顯示器的長期協議。

　　五、多點觸摸屏

　　從某種意義上來說，使用計算機就好比試圖與十幾歲的孩子進行溝通：我們與對方交流的方式很有效，常用的不外乎鍵盤、滑鼠和觸摸屏。雖然最近觸摸屏大行其

　　道：用於從自動取款機、個人數字助理到任天堂遊戲機的各種設備上，但它也有一個侷限性：在任何特定的時間，只能處理一個地方的一個觸點。

　　自上世紀80年代以來，工程師們就一直在設法研製能夠同時響應多個輸入的一種系統。但直到最近，惟一切實可行的解決方案（在設備表面上添加可獨立響應的大量觸摸感測器）也不太盡如人意。紐約大學的諮詢研究科學家Jeff Han說：「必須每個地方都要放感測器，這樣一來，成本高昂，還需要複雜的布線。」

　　Han現在有了比較好的辦法。他與紐約大學的研究生Philip Davidson一起研製出了光學技術，可以讓多觸點界面的研製變得更容易。他先向一塊表面平整的玻璃射入光線。大部分光被捕捉起來，但光碰到玻璃後，有些光會漏出來。玻璃下面的攝像機晶元可以監測到光在何處漏出來，並且顯示出光碰到玻璃的所有地方。

　　Han說，這將大大豐富我們與個人電腦的交互方式。「你就可以用一個指頭在屏幕上移動圖像、另一個指頭放大圖像，還有一個指頭轉動圖像──這一切可以同時進行。」

　　六、透明晶體管

　　透明晶體管的發明到底是否具有重要意義？幾位研究人員認為，它有望改變全世界。俄勒岡州立大學的電子工程師John Wager已經製造出了第一隻透明晶體管，惠普公司已購買了這項技術的許可權。

　　不斷發展的透明集成電路可能會讓視頻幾乎無處不在；到目前為止，你只有在好萊塢電影中才能看到這一幕。在影片《少數派報告》中，發給某個人的信息神奇般地顯示在房間的牆壁上。

　　　　然而，這種虛構的視覺效果只是透明電路和電子元件所能實現的一種潛在應用；如果能夠識別我們及每個人喜好的感測器出現在電子裝置、甚至衣服裡面，更可能會付諸現實。

　　另一種應用就是汽車擋風玻璃上彈出顯示：譬如說，它可以顯示信息，表明前方發生了事故。單單這項應用就可以大幅減少公路交通的人員傷亡。

　　Wager指出，汽車上的改進「要求非常高」，它不會成為第一批商業應用領域。不過，他認為透明電路大有潛力。他說：「你在這方面想得越深入，就會發現前景越廣闊。」

　　廣告、醫療設備、行動電話和玩具是第一批採用這項技術的領域。這項技術的缺點是可能會帶來煩人的應用，譬如氾濫成災的彈出式廣告。說到我們迎接未來科技帶來的震撼，好壞都得接受。

　　七、硅制大腦

　　喜歡看恐怖電影的人要注意了：有人正在研究為人類大腦的工作機理研製模型的方法。IBM公司正與瑞士洛桑聯邦理工大學（EPFL）的

　　科學家們共同研製人類大腦的第一個基於計算機的完整模型。

　　研究人員使用IBM公司的世界上運行速度最快的超級計算機：「藍色基因」，一直在探究由軟體驅動的大腦皮層。作為大腦的一部分，皮層是哺乳動物所特有的，它負責處理我們人類的大部分認知功能。

　　項目負責人Henry Markram是EPFL的教授，他稱這個名為「藍腦工程」的計畫是「迄今為止人類在神經科學領域開展的最野心勃勃的研究計畫之一。」科學家們希望，一旦整個大腦的工作模型研製完畢，它可以讓我們知道人類的思維、記憶和感知是如何進行的。

　　大腦模型還可以為將來的機器人和人工智慧系統添加像人類那樣的反應和機能提供範例。

　　與此同時，歐洲的研究人員已研製出了可以結合大腦細胞和微處理器的神經晶元。科學家們把16000個晶體管和數百個電容器放在一塊小小的晶元上，然後在上面粘上神經細胞，以便它們可以把電信號傳遞給晶元。他們希望，這項技術能夠為神經功能有障礙的人帶來假體裝置，並且帶來能夠像人那樣執行任務的有機計算機。

　　八、細菌照相

　　這幾年，傳統膠卷的日子不好過，風頭全被數字照相搶去了──如今連小小的細菌也能夠捕捉美好瞬間。加州大學舊金山分校的研究人員使用經過基因改造的大腸桿菌（導致腹瀉的細菌），開發出了生物光感測器。這種裝置拍攝的圖像需要幾個小時才能形成，而且只有單色；不過細菌極小的尺寸卻可以獲得極高的解析度，大約是每平方英吋100兆像素──相當於如今最高解析度的十倍。

　　相片也許並不漂亮，但這項技術及其具有的意義卻相當吸引人。這是因為，光感測器僅僅是個開端。領導這個研究小組的藥物化學系助教Christopher Voigt設想：到時能有一整工具箱採用基因工程技術的感測器，你可以通過混合搭配來製造東西：細菌照相機、能夠生成能源的微生物；或者是能找到腫瘤、附在上面、然後釋放藥物的細菌。

　　Voigt說：「我們進入了一個新時代，我們已對基因組進行了測序，細胞的運動、進食及交流等生命機理都如同計算機程序那樣得到瞭解讀。」最終，可以像對機器人進行編程那樣對細胞進行編程。Voigt研製光感測器的辦法是，加入海藻基因，通過編碼把感光蛋白質編入大腸桿菌中，而大腸桿菌的DNA很容易操縱。光激活蛋白質後，色素會變暗。如果把足夠數量的細菌聚在一起，就能得到類似照片的圖像。最終，其他蛋白質的其他基因可以開啟及關閉，就像納米工廠組裝複合材料那樣。

　　九、氚電池

　　電池技術經過多年的發展後，移動裝置上使用的許多電池還是一天不到就沒電了。目前幾個重要項目正在進行當中，旨在解決這個惱人的問題。不過意義最深遠的其中

　　一項能源技術就是幾乎永遠不需要充電的電池。這種小電池名為BetaBattery，可以常年持續不斷地提供電能。

　　眼下，這項技術僅適用於非傳統應用，譬如用於監控交通及通信衛星的感測器網路，並不適用於消費類電子產品。BetaBatt公司的研究人員Larry Gadeken說：「這種電池最先將應用於長時間供電至關重要的遠地或者難以進入的感測器及裝置。」這家總部設在休斯敦的公司率先開發了這項技術，得到了美國科學基金會的資助及幾所大學的幫助。

　　BetaBattery不是靠光學反應來供電，而是靠氫的同位素氚發生衰變釋放出來的能量。不斷釋放出來的電子正是BetaBattery始終有電的關鍵。氚的半衰期是12.3年，所以12.3年後，它釋放的能量將是原來的一半。40年，釋放的能量只有原來的十分之一。這種使用壽命比傳統電池長得多。

　　BetaBatt還在設計能夠承受高溫低冷的電池外殼，那樣這種電池就可以在極為惡劣的環境（甚至在太空）下為感測器和電氣設備提供動力。如今我們都需要可以讓筆記本電腦和行動電話使用多年的電池。

　　十、會傳染的時裝

　　麻省理工學院媒體實驗室的研究人員正在開發時裝配件，上面的圖案和款式可以根據穿著者的情緒來改變；而且時裝印花可以實現無線共享。媒體實驗室的這個研究項目名為urbanhermes，旨在從網路界獲得靈感，然後運用到時裝界。

　　其設計思想是，使用集成了OLED技術的服裝可顯示數字圖像和款式，穿著者可以隨心所欲地更換圖案和款式。項目主管Judith Donath說，T恤衫可以在某一天是純藍色的，第二天變成是條紋狀的。然後，這些數字圖案可通過無線方式傳送給別人身上所穿的衣服，從而形成一種「會傳染的時裝」。

　　每件衣服裡面還會有用戶許可設定裝置，以便允許或者禁止傳輸這種信息。改變襯衫或者褲子上顯示的圖案，好比向身邊的人跟隨時尚或者訂閱設計師的作品那樣簡單。

　　雖然服裝裡面集成OLED不是什麼新想法，但麻省理工學院採用的病毒式傳輸方法卻很新穎。概念證明包括編入到單肩背包裡面的夏普Zaurus PDA，可透過清晰的塑料窗口看見屏幕上的內容。該裝置使用藍牙和紅外線技術來檢測位置、傳輸數據。這談不上是尖端時尚，卻絕對是尖端科技。


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