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據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)2月22日報道，美國科學(xué)家研制出一種可供青光眼病人使用的植入式眼壓監測器，據信這是世界首個(gè)完整的毫米級計算系統原型。輔之以一套無(wú)需調諧便可找準頻率的緊湊型無(wú)線(xiàn)電設備，多個(gè)毫米級計算系統就能搭建成一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。這兩項進(jìn)展是朝著(zhù)毫米級計算進(jìn)軍征程上的重要里程碑，而毫米級計算被認為是未來(lái)電子學(xué)研究領(lǐng)域的前沿。研究人員已在22日舉行的國際晶體管電路研討會(huì )上提交了相關(guān)論文。
按照計算機發(fā)展的有效經(jīng)驗法則之一貝爾定律的描述，大約每過(guò)10年，技術(shù)進(jìn)步就會(huì )促成一個(gè)全新的尺度更小、成本更低的計算機平臺的出現，從大型主機、個(gè)人電腦、筆記本直至智能手機，這一定律得到了充分印證。研究人員表示，他們新開(kāi)發(fā)的這種幾乎微不可見(jiàn)的毫米級計算系統將會(huì )推動(dòng)計算機工業(yè)的未來(lái)——普適計算（一種全新的計算理念，強調把計算機嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計算機本身從人們視線(xiàn)中消失）的發(fā)展。
該眼壓監測器由密歇根大學(xué)電子工程和計算機科學(xué)系教授丹尼斯·西爾維斯特和大衛·布洛烏以及助教大衛·文茨洛夫負責研發(fā)，他們將一個(gè)超低功耗微處理器、一個(gè)壓力傳感器、存儲器、一個(gè)薄膜電池、一塊太陽(yáng)能電池和一個(gè)帶有天線(xiàn)的緊湊型無(wú)線(xiàn)電設備整合在一起，整個(gè)系統大小不過(guò)一厘米見(jiàn)方。該系統每隔15分鐘進(jìn)行一次測量，平均功耗為5.3納瓦，暴露在室內光線(xiàn)下10個(gè)小時(shí)或者陽(yáng)光直曬1.5個(gè)小時(shí)就可完成電池充電，并能夠儲存一周之內的測量信息。研究小組稱(chēng)，該裝置有望在未來(lái)幾年內投放市場(chǎng)。
這套新系統雖然是專(zhuān)門(mén)針對醫用人體傳感器網(wǎng)絡(luò )而開(kāi)發(fā)的，但其在追蹤環(huán)境污染、監測結構的完整性等方面也有廣泛的應用前景。
不過(guò)，這一毫米級計算系統雖然很完整，但所攜帶的無(wú)線(xiàn)電設備還無(wú)法讓它和類(lèi)似的其他系統進(jìn)行“交談”，而這種節點(diǎn)對節點(diǎn)通信是一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )必須具備的重要特征。為此，研究人員正在研制一種帶有集成片上天線(xiàn)（on-chip antenna）的無(wú)線(xiàn)電設備。他們采用先進(jìn)的互補型金屬氧化物半導體（CMOS）工藝來(lái)控制天線(xiàn)的形狀和尺寸，由此可控制天線(xiàn)對電子信號的反應，從而避免使用目前兩個(gè)孤立的設備之間“通話(huà)”時(shí)必須依賴(lài)的粗重的外置平衡線(xiàn)，大大縮減了無(wú)線(xiàn)電系統的尺寸。
研究人員現正在研究如何降低該無(wú)線(xiàn)電設備的功耗，以使其與毫米級電池兼容。他們同時(shí)也希望為這些看上去微小但意義重大的進(jìn)展申請專(zhuān)利，并尋找商業(yè)伙伴將這些技術(shù)推向市場(chǎng)。
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