康奈尔大学新研发的微型传感器，小到一美分硬币上可以放3万个。这种微型传感器可放入活体组织中传输信号，放入大脑中或许就可以洞察你的喜怒哀乐了。

本文来自微信民众号：新智元（ID：AI_era），编辑：梦佳、雅新，原题目：《一美分硬币能装30000个？康奈尔大学研发“草履虫”传感器可植入人体》，头图来自：《蚁人》

神学家们一直在探讨一个很无聊的问题，一个针尖上可以站若干天使在舞蹈。

现在新的问题来了，一个硬币上可以放若干个微型传感器。

康奈尔大学纳米电子学的研究人员最近开发出了一种微型传感器，异常细小，可以在一美分硬币的一面安装3万个。团队论文，“使用光学无线集成电路的微型传感器”，4月17日揭晓在美国国家科学院院刊上。

网友谈论说，Yuval Harari 所说的故事将要酿成现实了。

这个小物件儿基本上只有单细胞生物草履虫那么大。而且可以监测活体组织当中的数据。看起来还真有那么点儿像......

草履虫

畅销书《人类简史》作者，以色列历史学家尤瓦尔·诺瓦·赫拉利 (Yuval Noah Harari)去年曾经在访谈中示意：、

“数以百万计的微型纳米机械人和传感器监测人体内发生的事情。他们可以发现癌症或某些流行症的征兆，并为珍爱人体康健与这些危险做斗争。”

“而这套系统不仅可以监控患病失足的身体部位；它还可以监控人的情绪，情绪和想法。这意味着一套外部系统可能比本人更领会自己。”

恐惧、气忿、恋爱，或任何人类的情绪，最终都不过是一种生物化学历程。

试想把这种传感器，植入到人体组织当中，是不是可以体察到许多细枝末节的玄妙讯号呢？

有机和无机的连系，带来更多哲学的思索。当机械可以感知机体的每一个转变，你的喜怒哀乐，一颦一笑都市反映成信号。

把这种传感器放进身体里，是不是就像一个变小的蚁人？

也有网友谈论，怎么判断自己体内已经有了这种传感器，真是细思极恐。参看以下脑洞谈论，还有人把它比喻成《圣经》启示录里的兽印......

麻雀虽小，五脏俱全

这些微型传感器麻雀虽小，五脏俱全，配有集成电路、太阳能电池和发光二极管(LED) ，能够行使光，举行发电和传输通讯。

它们是大规模制造出来的，每个8英寸的晶圆片上有多达100万个晶圆，每个装备的成本也只相当于一枚硬币的几分之一。

物理学家Paul McEuen，电子与计算机工程副教授Alyosha Molnar，和康奈尔大学博士后Alejandro Cortese博士配合设计了一个平台，用于生产他们的光无线集成电路(OWICs)——100微米巨细的微型传感器，人眼只能看到一个小黑点，可能还没脸上的毛孔大。

“从某种意义上说，打造这样的微型传感器是我们一直以来的一个想法。”McEuen说，他是康奈尔大学纳米科学和微系统工程(NEXT Nano)工作组的团结主席。“巨细缩小了一个数量级以后，就可以大规模制造了。”

把LED装冰箱一共分几步

OWICS实在相当于一个草履虫巨细的智能手机，甚至可以安装APP。然则和手机差别的是，研究人员并没有依赖繁琐的无线电手艺通讯，而是用光作为通讯前言。

说到光，就不得不提传感器内里的一个主要元件，就是LED。

纳米手艺领域，在硅晶片上放置微型电路相对来说对照容易，McEuen 说，然则添加 LED 对照难，由于它是由一种特殊质料砷化镓制成的。为了将 LED 转移到有电子元件的晶片上集成起来，研究人员开发了一种庞大的装配方式，需要15层以上的光刻法，30种差别的质料和100多个庞大的步骤。

上图显示了一个电压感应 OWIC，它能放进一枚硬币后头的林肯纪念堂内。图片泉源：Alejandro Cortese

而且原本就不是看的见摸的着的器械，操作这种传感器，必须得是在显微镜下面。以是就需要对纳米尺度和微米尺度有个清晰的直觉。

传感器懂你：从身心到灵魂

OWIC 可以在对照庞大的环境中丈量电压和温度，好比活体组织和微流体系统当中。好比，一个装有神经传感器的 OWIC 能够纪录体内的神经信号，并通过 LED 闪灼显示的编码信号来传输效果。

为了进一步验证，研究小组与应用与工程物理学教授、论文合著者克里斯·徐(Chris Xu)的实验室互助，乐成地将一个带有温度传感器的 OWIC 嵌入大脑组织，并将效果无线传输了出来。

Mceuen，Molnar 和 Cortese 已经成立了他们自己的公司 OWIC Technologies，并设计将微传感器项目商业化，现在已提交专利申请。

这种OWIC细小，成本低，可以在更庞大的环境里用较低能耗完成任务，也会在此基础上衍生出种种新一代的微传感器。

微型传感器是迄今为止最为乐成并最具实用性的微型机电器件。正是由于它具有体积小、重量轻，性能好，成本低等特点，才得以在一样平常生涯中广泛应用。

在这个数字化时代，我们可以用微型传感器建立电子标签，将其附加到产物上，能起到标识识别、物流跟踪、信息采集等作用。

同时超微传感器可以实时追踪人体内随便器官、肌肉结构、甚至是神经组织，能够检测到包罗心跳，呼吸频率和肺部的声音。此外，它可以检测用户的身体流动，并将其与从心脏和肺部获取的数据举行同步，以监测身体总体康健状况。

将微型传感器依赖附着在皮肤上来纪录心脏的流动，血液流动以及其他器官康健。

微传感器嵌入纳米机械人应用到了医学领域。它可以在人体内自由行动，直接锁定并祛除病毒，还可以越过壅闭的动脉或肿瘤直接向器官运送药物。还能够辅助外科医生做毫米级视网膜开刀手术。

更有趣的是，在2016年，麻省理工和慕尼黑工业大学将传统折纸艺术和现代科技相连系，推出了一款微型折纸机械人。这款机械人不仅能折纸，而且能跑、能游泳、还能搬运器械。

就在不久前，加州大学伯克利分校的工程师们开发出一种沙粒巨细的传感器：neural-dust，可被植入到神经或器官四周，行使超声波供电和传输数据，读取身体数据。neural-dust可以作为无线供电的植入大脑芯片，这类研究有望用于下一代的控制假肢、外骨骼和机械人，以及通过大脑-机械接口来治疗大脑和身体的疾病。

克日，麻省理工研发出可以将电子传感器嵌入到弹性织物中，从而能够制造出可用于监测主要生命体征（例如温度，呼吸率和心律）的衣服。

这种内置传感器的衣服不仅可以机洗，而且还可以将其取下并转移到其他衣物上。从外观上看，它就是一件我们通常穿的衣服。但从内部看，你可以看到触及皮肤的微传感器。

研究人员在健身房磨炼时对内置传感器的衣服举行了测试，让他们监测人体温度、心率和呼吸频率的转变。历程中研究人员可以观察到身体差别部位的温度转变，以及这些转变之间的关联。

嵌入衣物中的传感器可以将监测到的数据无线传输到智能手机上。研究人员示意，这种传感器对于远程医疗也有极大的辅助，可以远程监测患者的康健状况。

这些微型传感器，好像在不知不觉中体察着你身体甚至心灵上的转变，这个未来你期待吗？

参考链接：

https://techxplore.com/news/2020-04-tiny-sensors-penny-transmit-tissue.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/57407216

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