未來九大智能技術(shù)

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　　歡迎來到2050年—一個人工智能的世界！

　　文｜辛江

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　　植入設(shè)備

　　目前世界上已經(jīng)有數(shù)十萬人因人工耳蝸、心臟起搏器等植入設(shè)備而受益，植入式視覺假體的研究也在進行當中。在未來，更多的植入設(shè)備將會在各方面幫助人們，從方便溝通到拓展肌體能力。手機的發(fā)明者Martin Cooper認為，在2020年之前，人們可能會將電話植入體內(nèi)。目前來看，這還是很有希望的。

　　植入設(shè)備還能做到更多。傳感器芯片可以監(jiān)控生理狀況，植入電極可以讓人們用意念控制機械，甚至可以用人體的運動提供能量。喬治亞理工學(xué)院王中林教授開發(fā)的納米發(fā)電機可以貼在肺部或者橫膈膜上，呼吸之間就可以給植入設(shè)備供電。

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　　上下文感知計算

　　1991年，施樂公司帕洛·阿爾托實驗室的Mark Weiser在《科學(xué)美國人》雜志上首次提出了“普適計算”這個概念，認為最好的技術(shù)是消失的技術(shù)，它們自然到讓人甚至意識不到技術(shù)的存在�，F(xiàn)在，這一領(lǐng)域的一個分支正在受到人們的重視，Gartner將之列為2011年十大技術(shù)趨勢之一：這就是上下文感知計算。

　　上下文可以理解成使用計算設(shè)備時的環(huán)境狀況。上下文感知計算設(shè)備將會綜合判斷所有環(huán)境條件，然后為使用者準備好最合適的工具。復(fù)雜的上下文感知計算能做到許多魔術(shù)般的事情，例如把手機屏幕變成哈利·波特的活點地圖，或者當你面對一棟建筑時，會提示里面某個你喜歡的店鋪正在打折。未來的設(shè)備會學(xué)習(xí)，手機和計算機將不再只是等待著使用者的指令，它會知道使用者的需要、好惡。

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　　增強現(xiàn)實

　　1992年，時任波音公司計算機研究部門首席科學(xué)家的Thomas Caudell，在美國電氣與電子工程師學(xué)會上發(fā)表了一篇論文，提出了增強現(xiàn)實的概念。他認為，可以將所需要的數(shù)據(jù)投射到真實世界的景物上，為工人們提供一個隨身的電子助手，以提升制造行業(yè)的效率。他的設(shè)想引起了不少企業(yè)和研究機構(gòu)的興趣，但是在過去的十幾年中，因為計算機的計算速度、軟件性能和成本的限制，這一設(shè)想僅主要應(yīng)用在工業(yè)和研究領(lǐng)域當中，普通消費者對它相當陌生。

　　增強現(xiàn)實技術(shù)是一種將虛擬世界的數(shù)據(jù)和真實世界聯(lián)系起來的技術(shù)，在現(xiàn)實世界的基礎(chǔ)上，為用戶提供更多的數(shù)據(jù)支持，將真實世界和虛擬世界盡可能精確地對應(yīng)起來。現(xiàn)在，智能手機上已經(jīng)有了一些增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。隨著設(shè)備小型化和佩戴式顯示器技術(shù)的發(fā)展，不久以后我們就可以在眼鏡上看到被數(shù)據(jù)增強了的現(xiàn)實。

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　　虛擬現(xiàn)實

　　1965年，美國計算機科學(xué)家Ivan Edward Sutherland提出了感覺真實、交互真實的人機協(xié)作新理論，奠定了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)。在“終極顯示”的世界中，有和我們現(xiàn)在身處的世界非常相似的規(guī)則—感覺真實是指虛擬世界的感覺應(yīng)該和真實世界一樣；而交互真實則是指人們應(yīng)該能夠像在現(xiàn)實世界中一樣對待虛擬世界的物品。

　　現(xiàn)在，聽覺和視覺真實已經(jīng)不是很大的問題，而虛擬嗅覺和味覺的發(fā)展并不盡如人意。2004年，日本奈良尖端技術(shù)研究生院開發(fā)出了一種虛擬嗅覺系統(tǒng)，能夠讓人們在虛擬世界中聞到幾種不同的水果氣味；英國約克大學(xué)和華威大學(xué)的研究者在2009年3月發(fā)布了一臺頭盔式虛擬現(xiàn)實設(shè)備，不僅提供嗅覺，還可以提供味覺，可算是目前最好的個人虛擬現(xiàn)實設(shè)備，但是和真實世界的體驗依然迥異。也許虛擬現(xiàn)實將會走向《黑客帝國》的方向，直接以電信號刺激大腦中的相關(guān)神經(jīng)元。

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　　腦機接口

　　1970年代，在美國國防部先進技術(shù)研究署的資助下，加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校開始嘗試利用腦電圖技術(shù)，將人類思考的結(jié)果直接通過計算機輸出，讓大腦可以直接控制機械。

　　2006年，日本國際電氣通信基礎(chǔ)技術(shù)研究所和本田研究所使用功能核磁共振技術(shù)，開發(fā)出可以控制機械手的腦機接口，控制的延時只有幾秒鐘。和腦電相比，功能性核磁共振有更多的優(yōu)勢，但是現(xiàn)在這類設(shè)備的體積實在太大。

　　2009年4月，美國威斯康辛州立大學(xué)麥迪遜分校的Adam Wilson戴著一頂連著電線的紅帽子，只用腦電波控制，在網(wǎng)上寫了幾條微博。澳大利亞和美國的幾家公司也已經(jīng)開發(fā)出基于EEG的腦機接口頭盔。使用者在經(jīng)過短暫的訓(xùn)練后，可以用它來控制輪椅或者玩一些簡單的游戲。將來，它也許是人們和電腦打交道的主流方式。

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　　肌電感應(yīng)

　　用肌電信號控制機械肢體的思路，是德國慕尼黑大學(xué)的Reinhold Reiter在1945年提出的，然而只有當硬件足夠小型化，這種設(shè)想才成為現(xiàn)實。2008年，蘇格蘭Touch Bionics公司的i-Limb仿生手就采用了這種技術(shù)。

　　仿生手的原理是，每次肌肉收縮的時候都會產(chǎn)生電流，這些電流會在體內(nèi)傳遞，只要在皮膚表面覆蓋電極，就可以接收到電信號。不過，這些電信號的電壓很低，往往只有數(shù)十微伏，人完全無法感覺到，只能通過非常靈敏的電極才能采集到。對它們進行模式識別，就獲得使用者的意圖，繼而驅(qū)動機械裝置。

　　這種方式無需植入，適合應(yīng)用在生產(chǎn)機械或者動力外骨骼上。不過，《阿凡達》里那種巨大的人型機械采用的不是這種技術(shù)—它用的是動作捕捉，和微軟的kinect差不多。

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　　量子計算

　　現(xiàn)在的計算芯片尺寸越來越逼近物理極限，摩爾定律似乎遇到了瓶頸。下一代的高速計算機可能是光計算，可能是生物計算，不過更可能的是量子計算機。

　　不同于使用二進制傳統(tǒng)電子計算機，量子計算機采用量子比特，可以同時處在多個狀態(tài)，可存儲和處理的信息是電子計算機不可想像的。

　　2010年9月，英國布里斯托大學(xué)量子光子學(xué)中心的Jeremy O’Brien在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了論文，認為量子計算機也許不如傳統(tǒng)中想象的那么困難，甚至有可能在十年內(nèi)成為現(xiàn)實。

　　2011年1月，一支國際研究團隊在硅元素中實現(xiàn)了100億個量子位元的量子糾纏態(tài)，意味著高速量子計算機的誕生并不遙遠。

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　　納米機器

　　1納米是1米的10億分之一，大概只有原子直徑的10倍。在這樣小的尺度上，制造的機器將會有奇妙的用途。

　　1959年，諾貝爾獎獲得者、物理學(xué)家Richard Phillips Feynman曾經(jīng)做過一次名為“在物質(zhì)底層有大量空間”的演講。他預(yù)言，人類將可以把分子甚至原子做為基礎(chǔ)原料，在最微觀的空間構(gòu)建物質(zhì)。畢竟世界是由原子構(gòu)成的，所以在理論上，納米機器可以構(gòu)建所有的物體。

　　1991年，IBM公司的一個研發(fā)小組在一塊鎳板上，利用掃描隧道顯微鏡，把35個氙原子擺出了“IBM”的字樣。隨后，工程師們又制造出了幾個納米大小的齒輪、剪刀、螺旋槳這類東西，并且和生物學(xué)家合作，試圖用生物體內(nèi)存在著的分子馬達做出微小的機器。

　　對分子馬達的控制現(xiàn)在已經(jīng)有了一些進展，用分子馬達驅(qū)動納米級別的機器很快就會成為現(xiàn)實。納米機器人能夠成為萬能的巧匠，甚至可以在人體內(nèi)工作。它們能殺滅病毒和病菌以治療疾病，通過提高供氧量來改善體質(zhì)，甚至延緩衰老治療癌癥。

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　　意識上傳

　　這將是人類的終極技術(shù)，目前也只能存在于科幻作品之中。人們對大腦還不夠了解，不知道意識、精神、思想和記憶如何產(chǎn)生又如何保存，也不知道該如何把它們轉(zhuǎn)化成計算機能夠理解的方式，更不知道如何在機器中延續(xù)每個人獨有的思維方式和個性。

　　如果有一天，這些問題都找到了答案，也就意味著人可以和機器一起永生，使用機械制造的大腦來完成只屬于人類自己的思考。當意識能夠與肉體剝離，做為一個物種的人類將會消失，地球上從未出現(xiàn)的新物種將會崛起，地球也不再是唯一的家園。