米粒上的計(jì)算機(jī)

黃志明

說(shuō)到世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，我們都知道，它非常龐大，長(zhǎng)30.48米，寬1米，占地面積170平方米。隨著科技的發(fā)展，如今計(jì)算機(jī)已經(jīng)縮小到僅—本書(shū)大小就擁有了許多功能。然而，—本書(shū)大小的平板電腦并不是計(jì)算機(jī)的最小單位。那么，世界上最小的計(jì)算機(jī)有多小呢？一個(gè)手掌大？還是和鼠標(biāo)差不多大？答案都不是。

比米粒還小的計(jì)算機(jī)

2018年6月，美國(guó)密歇根州立大學(xué)的工程師們研制出了一臺(tái)溫度傳感計(jì)算機(jī)。這款計(jì)算機(jī)尺寸僅為0.04立方毫米，它如此之小，甚至能夠站立在米尖上，以至于一粒米與它相比，都顯得猶如龐然大物，堪稱(chēng)是“全球最小計(jì)算機(jī)”。

那么，如此之小的計(jì)算機(jī)是如何運(yùn)作的呢？來(lái)自基站的光和來(lái)自設(shè)備自身傳輸LED的光能在小小的電路內(nèi)激發(fā)電流，以此發(fā)電和運(yùn)行程序。神奇的是，這臺(tái)計(jì)算機(jī)是依靠可見(jiàn)光來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的。

知識(shí)鏈接

在這臺(tái)比米粒還小的計(jì)算機(jī)問(wèn)世之前，美國(guó)IBM公司曾在2018年3月推出規(guī)格為“1毫米×1毫米”的薄片狀計(jì)算機(jī)。然而在那之前，最小的計(jì)算機(jī)是“密歇根微塵”，它的規(guī)格為“2毫米×2毫米×4毫米”，能夠在斷電后保留程序運(yùn)行和日期顯示。

小體積，大作用

同學(xué)們可能要有疑問(wèn)了：這么小的計(jì)算機(jī)能做什么？可不要小看它了，正所謂“人不貌相，海水不可斗量”，它的本事可大著呢！這臺(tái)計(jì)算機(jī)采用了精密傳感器，將溫度轉(zhuǎn)化為時(shí)間間隔，以電脈沖來(lái)定義。如此一來(lái)，它就能感應(yīng)極小區(qū)域，比如細(xì)胞簇的溫度，并以0.1℃以?xún)?nèi)的精確度進(jìn)行報(bào)告。

另外，科學(xué)家希望這臺(tái)計(jì)算機(jī)能用來(lái)推進(jìn)關(guān)于腫瘤學(xué)的研究和評(píng)估癌癥治療效果，因?yàn)榭茖W(xué)家們認(rèn)為腫瘤比健康組織的溫度要高一些。不過(guò)，直到目前為止，還是很難證實(shí)這一點(diǎn)。如果這個(gè)說(shuō)法得到證實(shí)，那么就可以評(píng)估癌癥治療方案的有效性?？茖W(xué)家還設(shè)想，這一方法可以用來(lái)從眼睛內(nèi)部診斷青光眼，監(jiān)測(cè)生化過(guò)程，甚至研究小蝸牛。

美中不足

其實(shí)，這個(gè)極小的尺寸也讓研究人員質(zhì)疑是否應(yīng)該將其稱(chēng)作計(jì)算機(jī)。不可否認(rèn)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)的確有一個(gè)成熟的處理器，但當(dāng)它失去電源時(shí)，就會(huì)丟失所有的數(shù)據(jù)。

而且，體積比一粒米還小的計(jì)算機(jī)，其功能必然也相對(duì)有限，所以只能根據(jù)特定研究需求進(jìn)行定制。由于尺寸限制，這臺(tái)計(jì)算機(jī)無(wú)法安裝常規(guī)無(wú)線電天線。為了更好地利用可見(jiàn)光，研究人員不得不創(chuàng)造性地減少光線的影響，還必須解決因?yàn)槭褂煤哪苓^(guò)低的設(shè)備而導(dǎo)致的電噪音增多的問(wèn)題。

對(duì)于期待功能更加完善的計(jì)算機(jī)的同學(xué)來(lái)說(shuō)，這可能是一件不能接受的事情。盡管如此，這臺(tái)計(jì)算機(jī)還是突破了常規(guī)計(jì)算機(jī)的能力，也預(yù)示著微不可見(jiàn)的計(jì)算機(jī)會(huì)在不久后的將來(lái)成為司空見(jiàn)慣的事物。