這期，我要和你分享的是《未來呼嘯而來》的片段。

這段內容講的是，未來10年，感測器技術的進步如何幫助我們更有效地治癒疾病？

要有效地治癒疾病，首先要準確地掌握患者的生理資料。但是，這並不容易。20 年前，一臺精密的診斷儀器要花費數百萬美元，而且必須安置在一個相當大的房間中。而現在，只要300 美元，就能得到一枚有著同樣功能的感測器戒指，它每秒可以檢測250次患者的血流量，讓醫生能夠24小時追蹤患者的身體狀況。

未來10年，感測器的體積和成本還會不斷下降，同時效能大幅提高，我們將會生活在一個幾乎所有資料都可以測量的世界裡，奈米級的智慧微粒將會漂浮在我們的血液中，收集資料，對人體的內部進行精密地探索。

這些技術的進步將給我們帶來哪些激動人心的可能性呢？一起來聽聽看吧。

01.

2014 年，在芬蘭的一個傳染病實驗室裡，衛生研究員佩特里·拉特拉發現了一件奇怪的事情，他突然意識到他所研究的很多問題的條件都存在著重疊。例如，在檢查一些醫生認為互不相關的疾病時，比如萊姆病、心臟病、糖尿病等，他發現所有這些疾病都對睡眠有負面影響。

這就引發了一個因果關係問題。是所有這些疾病都導致了睡眠問題？還是反過來，透過改善睡眠，這些疾病就能夠治好，或者至少症狀能夠得到緩解呢？更加重要的是，怎樣才能做到更有效地治癒這些疾病呢？

拉特拉發現，要想解決這些難題，他需要得到相關資料，很多很多資料。在收集這些資訊的過程中，他很快就意識到自己可以利用最近出現的一個技術上的轉折點。

2015 年，在智慧手機技術進步的推動下，小而強勁的電池與小而強大的感測器開始融合到一起。事實上，他意識到，由於它們體積小而功能強大，要建造一種新型的睡眠追蹤器是完全可能的。

任何電子裝置，如果能夠測量某個物理量，如光、加速度或溫度，然後將這些資訊傳送給網路上的其他裝置，都可以被認為是一種感測器。

拉特拉正在考慮的感測器是一種新型心率監測儀。跟蹤睡眠的一個很好的方法是監測心率和心率的變異性。雖然市場上已經有了很多這樣的追蹤器，但是那些都是很有問題的“老型號”。

例如，健身腕帶和蘋果手錶，都是透過一個光學感測器測量手腕的血流量的。然而，手腕上的動脈位於面板表層以下很深的地方，因此無法對血流量進行完美的測量，而且人們通常不會戴著手錶睡覺——這會影響它們原本設計用來測量的睡眠。

拉特拉發明的是這種智慧手錶的升級版，名為“烏拉戒指”。這款戒指的主體是一條光滑的黑色鈦帶，裝有 3 個感測器，可以跟蹤和計算 10 個不同的身體訊號，因此它是市場上最精確的睡眠追蹤器。穿戴位置和取樣率是它的秘密武器。由於手指上的動脈比手腕上的動脈離面板表層更近，烏拉戒指能夠更好地瞭解心臟的情況。

此外，蘋果手錶和 Garamond 每秒只能測量兩次血流量，健身腕帶最多可以測 12 次，而烏拉戒指則每秒可以測 250 次。在獨立實驗室進行的研究中，更好的成像質量和更高的取樣率相結合，使烏拉戒指與醫學級別的心率跟蹤器相比準確率達到了 99%，心率變異性的準確率則達到了 98%。

20 年前，如此精確的感測器要花費數百萬美元，而且必須安置在一個相當大的房間中。而烏拉戒指的價格約為 300 美元，並可以直接戴在手指上，這就是指數型增長對感測器的影響。感測器發展最重要的結果是通常所稱的“物聯網”，也就是將遍佈全球的智慧裝置互連網路。為了更好地理解我們已經走了多遠，有必要回顧一下這場革命的演變過程。

02.

1989 年，發明家約翰·羅姆尼將一臺烤麵包機連線到網際網路上，使之成為第一個物聯網裝置。10 年後，社會學家內爾·格羅斯看到了這個趨勢，他在《商業週刊》上發表了一個著名的預測：“在下個世紀，整個地球都會蒙上一層電子面板。地球將利用網際網路作為支架，來支援和傳播它的感覺。

現在，這層面板正在縫合。它由數百萬個嵌入式電子測量裝置組成：包括恆溫器、壓力錶、汙染探測器、照相機、麥克風、葡萄糖感測器、心電圖儀、腦電圖儀等。它們將監測城市和瀕危物種、大氣、船隻、高速公路和卡車車隊，以及我們的對話、我們的身體，甚至我們的夢想。”

格羅斯的預測應驗了。到 2009 年，連線到網際網路上的裝置數量已經超過地球上的總人口數量。125億個裝置，68億個人，每個人1.84個連線裝置。一年後，在智慧手機發展的推動下，感測器價格開始暴跌。到 2015 年，連線到網際網路上的裝置總數達到了 150 億臺。

由於這些裝置中大多數都包含多個感測器，例如，平均每臺智慧手機大約有 20 個感測器。這也解釋了為什麼到 2020 年，人們通常所稱的“我們的萬億感測器世界”將正式登場。

我們當然不會就此止步。斯坦福大學的研究人員估計，到 2030 年，將有 5000 億臺聯網裝置，每臺裝置裝有數十個感測器。而根據埃森哲諮詢公司的研究，這裡面所包含的經濟價值將達到 14.2 萬億美元。隱藏在這些數字背後的正是格羅斯的思想：那是記錄了地球上的幾乎每一種感覺的“電子面板”。

以光學感測器為例。柯達工程師史蒂文·薩森於1976 年發明了第一臺數碼相機，它有烤箱那麼大，可以拍攝 12 張黑白照片，而價格則超過了 1 萬美元。

到了今天，普通智慧手機配備的攝像頭在重量、成本和解析度方面都比薩森的數碼相機提高了數千倍。這些攝像頭到處都是，汽車上、無人機上、手機上、衛星上，並且擁有幾乎令人“毛骨悚然”的影象解析度。衛星拍攝到的地球影像，已經精確到了半米。無人機則進一步縮小到了一釐米。

無人駕駛汽車上的鐳射雷達感測器更是幾乎可以捕捉到所有東西，它每一秒鐘都要收集 130 萬個資料點，並能夠記錄單個光子級別的變化。

03.

在光學感測器上，我們看到了三重趨勢：體積和成本不斷下降，同時效能大幅提高。第一臺商用 GPS 是 1981 年上市的，它重達 24 千克，價格高達 119900 美元。到2010年，商用GPS的價格已經下降到5美元，體積則小到可以放在你的手指上。為早期火箭導向的慣性測量裝置也是一個很好的例子。

在20世紀60年代中期，它還是一個重達23千克，價格高達2千萬美元的裝置。如今，你手機裡的加速度計和陀螺儀也在做著同樣的事情，但只需要 4 美元，重量還不如一粒米。

這些趨勢肯定還會持續下去。我們正從微觀世界向奈米世界邁進。這種進步已經導致智慧服裝、智慧珠寶和智慧眼鏡等浪潮的湧起，上面講到過的烏拉戒指就是其中一個很好的例子。

很快，這些感測器就會進入人的身體。以“智慧微塵”為例，這是一個只有灰塵微粒大小的系統，可以感知、儲存和傳輸資料。如今，一粒“智慧微塵”的大小像一粒蘋果種子那麼大。

未來，奈米級的智慧微粒將會漂浮在我們的血液中，收集資料，探索人體內部，那是科學最後的未知領域之一。

毫無疑問，我們將會學到更多，關於內部的身體，關於外部的一切。這是一個巨大的轉變。從這些感測器奔湧而來的資料量有時大得簡直令人難以理解。一輛自動駕駛汽車每天會產生4TB的資料，這相當於1000部電影所包含的資訊；一架商用客機則每天會產生40TB的資訊；一個智慧工廠，則會產生PB級的資訊。

那麼，這些資料會給我們帶來什麼呢？很多，很多。

醫生將不再需要依靠每年一次的體檢來追蹤患者的健康狀況，因為他們現在每天 24 小時、每週 7 天都能收到大量的量化資料。農民將隨時可以知道土壤和天空中的水分含量，從而精確地進行澆灌，種植出更健康的作物，獲得更大的產量，並節約大量的水資源。水的浪費是全球氣候變暖的重要因素。

在商業領域，由於在快速變化的時代裡，面對機會時的機敏和行動時的快捷是最大的優勢，因此雖然瞭解客戶的所有資訊可能會帶來令人擔憂的隱私問題，但是它確實為組織提供了令人難以置信的靈活性，這可能是在這個加速發展的時代維持生存的唯一方法。

而且，這一切仍然在進一步加速。在 10 年之內，我們將會生活在一個幾乎所有可以測量的東西都會被持續測量的世界裡。

那將是一個極端透明的世界。從太空的邊緣到海洋的底部，再到你身體的內部，我們的電子面板正在形成一個無限可用資訊的感覺中樞。不管你喜不喜歡，我們已經生活在了一個“超意識”的星球上。

湛廬創始人韓焱老師將用專業出版人的視角，每天為你推薦一本好書。專欄將用一條音訊，一段文字，解開你的閱讀困擾。和你一起親自閱讀，與最聰明的人共同進化。