智能塵埃:無線傳感網(wǎng)的微縮景觀
為調(diào)查Condor號宇宙飛船的失蹤,強大的“所向披靡”號宇宙飛船降落在名為RegisIII的星球。船員們在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn),在這個貌似沒有生命的荒涼星球上,存在著多種具有自治、自修復(fù)能力的微小機器人。與達(dá)爾文“物競天擇”的進化論相似,機器人的進化是靠戰(zhàn)爭完成的。戰(zhàn)爭中幸存者往往是群居的昆蟲狀納米機器人。它們平時對人無害而且行為簡單。而一旦被激怒,它們會迅速聚集成一個龐大的“昆蟲”云,通過個體間的自組織,表現(xiàn)出十分復(fù)雜的行為能力,并發(fā)射強大的電磁輻射浪涌來擊潰入侵者……

這個與電影《阿凡達(dá)》類似的星球之戰(zhàn)的場景,源自波蘭科幻小說大師史坦尼斯勞·萊姆1964年出版的科幻小說《所向披靡》(《TheInvincible》)。《所向披靡》中有關(guān)納米機器人的感知、自治、自修復(fù)和群體內(nèi)部通信與自組織的描述,被視為對智能塵埃最早的暢想。
在本世紀(jì)最初的幾年中,智能塵埃曾經(jīng)是科技界時髦的話題,然而到了近幾年,智能塵埃變得銷聲匿跡。究其原因,倒不是因為研究方向出現(xiàn)問題,而是即便以今天的技術(shù)工藝水平而論,要將傳感器、模擬/數(shù)字電路、通信乃至電源全部封裝在1mm3的空間中,仍然是個艱巨的挑戰(zhàn)。
如今,智能塵埃早已淹沒在無線傳感網(wǎng)如雷貫耳的聲浪中,然而不可否認(rèn)的是,智能塵埃不僅是無線傳感網(wǎng)的源頭,而且,還將成為無線傳感網(wǎng)的歸宿。
Pister:智能塵埃的發(fā)明人
將萊姆的文字付諸行動的是美國加州大學(xué)伯克利分校教授KristoferPister。Pister本科畢業(yè)于加州大學(xué)圣地亞哥分校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)后,又在伯克利分校獲得計算機、電子學(xué)兩個碩士學(xué)位和電子學(xué)專業(yè)的博士學(xué)位。
跨學(xué)科而又相互關(guān)聯(lián)的知識結(jié)構(gòu)為Pister率先將MEMS(微電子機械系統(tǒng))技術(shù)應(yīng)用于智能塵埃并最終成為智能塵埃的發(fā)明人奠定了堅實的知識基礎(chǔ)。
1992年前后掀起了一陣智能熱:智能居室、智能建筑、智能炸彈等等,于是Pister想起了“智能塵埃”這個詞。而Pister有關(guān)智能塵埃的實質(zhì)性研究則始于1994年,與此同時,他還開展了相關(guān)硬件平臺的研發(fā)。