本報(bào)記者 林紫曉
《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》,2014年2月26日
心有靈犀一點(diǎn)通
揮揮手就能鎖上房門,搖搖頭就能駕駛車輛,握握手就能傳送文件。不止如此,腦癱患者能正常料理自己的生活,警察毫不費(fèi)力地找到被綁架者……這些大膽的想象在未來的“芯片人”看來都是小case。
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,許多近乎于“幻想”的研究都變成了現(xiàn)實(shí)。人體與電子科技,還能擦出怎樣的火花?所謂“芯片人”的時(shí)代,距離我們還有多遠(yuǎn)呢?
人體 + 芯片
早在1998年,英國(guó)雷丁大學(xué)的凱文•沃威克教授利用外科手術(shù),把一個(gè)硅片脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器植入了自己的左臂。緊接著在2002年,又將一個(gè)3毫米寬的方形芯片植入到了左腕內(nèi),并連接上了100個(gè)電極,使他的神經(jīng)系統(tǒng)通過芯片線路與計(jì)算機(jī)相連,由此,世界上第一個(gè)“芯片人”出現(xiàn)了。
在此后的一個(gè)多星期的時(shí)間里,沃威克就帶著這個(gè)“電子標(biāo)簽”在控制辦公大樓里進(jìn)進(jìn)出出。所有由電腦控制的房間都能認(rèn)出他來,自動(dòng)開燈、開門,他的電腦還會(huì)發(fā)出“早安,沃威克教授”的問候,并且在接到新郵件時(shí)通知他,自動(dòng)下載他的電子郵件……所有這一切都在一念之間,甚至不需舉手之勞,他的助手也能在任何時(shí)候找到他。
凱文•沃威克教授的實(shí)驗(yàn)啟發(fā)了很多人,人們不禁遐想,隨著技術(shù)的發(fā)展,未來在人體植入芯片能否幫助那些重癥患者?“芯片人”能否完成更多不可能的任務(wù)?未來的人類能否真的“心有靈犀一點(diǎn)通”?
清華大學(xué)微電子學(xué)研究所集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)室主任張春副教授認(rèn)為,目前熱議的可植入式人體芯片各種各樣,其功能也各不相同,有的用于身份的確認(rèn)和追蹤,也有的作為治療疾病的設(shè)備植入人體,還有的作為遠(yuǎn)程控制電器設(shè)備和人腦輔助記憶之類。當(dāng)然,這些芯片有的投入了使用,有的還比較遙遠(yuǎn)。
目前來講,所謂“芯片人”,就是在人體皮膚下面植入一個(gè)很小的芯片,芯片中記錄著個(gè)人的基本資料,用特定的機(jī)器就可以顯示里面的內(nèi)容。中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所副研究員郭志川認(rèn)為,現(xiàn)階段“人體芯片”可作為無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification)電子標(biāo)簽技術(shù)在人體中應(yīng)用推廣。實(shí)際上,它是一種利用無線射頻識(shí)別技術(shù)開發(fā)出來的可以植入人體的芯片,里面裝有芯片、天線和信息發(fā)射裝置,對(duì)應(yīng)身體之外不同的接收裝置。
人類與電子設(shè)備的結(jié)合在今天看來并不稀奇。我們的人體是個(gè)神奇的生物電場(chǎng),人類的每一個(gè)思維,每一次感情波動(dòng),每一個(gè)行動(dòng),在大腦中都有相應(yīng)的電信號(hào),這種信號(hào)由千百萬的神經(jīng)元協(xié)調(diào)發(fā)出,在大腦內(nèi)傳播。人工視網(wǎng)膜、人工耳蝸,還有心臟起搏器、腦起搏器等等,這些植入式電子醫(yī)療設(shè)備通過模擬人類器官,為人類治療疾病、重新過上正常生活起到了重要的作用。
但是人們的探索并沒有止步于此,人類不斷革新人與機(jī)器、人與人的交流方式。那么未來,在人體內(nèi)植入芯片后,我們的生活到底會(huì)發(fā)生怎樣的變化,我們到底還能夠創(chuàng)造怎樣的奇跡?
廣闊前景 > 現(xiàn)實(shí)應(yīng)用
人體芯片的廣闊應(yīng)用前景實(shí)在令人期待,未來人體芯片可能應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。
首先是在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。郭志川認(rèn)為,“人體芯片”一些積極的作用是可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、高度自動(dòng)化對(duì)人類個(gè)體的識(shí)別,在生物醫(yī)學(xué)方面會(huì)對(duì)人類有比較大的幫助,例如,可幫助殘疾人能夠更好地工作以及料理自己的生活等內(nèi)容。
據(jù)了解,美國(guó)應(yīng)用數(shù)據(jù)解決方案公司在2004年10月宣布,該公司研制的VeriChip技術(shù)已獲美國(guó)食品與藥物管理局(FDA)批準(zhǔn),將可以用于醫(yī)療目的,VeriChip是一種可植入人體內(nèi)的微型芯片,是一種醫(yī)用跟蹤設(shè)備。VeriChip只有一粒米粒大小,醫(yī)生用一種特殊的掃描設(shè)備就能夠接收到芯片傳回的數(shù)據(jù)信息,比如病人的身份、血型以及健康狀況,從而加速治療過程。
此前媒體報(bào)道,2004年美國(guó)的Cyberkinetics生物醫(yī)學(xué)公司在25歲四肢癱瘓青年的頭骨中植入一種瓶蓋大小的芯片,從這一芯片上接出的100個(gè)微小傳感器與輪椅或電腦連接,這樣他就可以僅僅用思想來操縱事務(wù),甚至玩電腦游戲。這種技術(shù)被稱為“腦門”(BrainGate),它能夠從一系列神經(jīng)元細(xì)胞中讀取信號(hào),并用計(jì)算機(jī)把神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成行動(dòng),這可能將導(dǎo)致未來的假肢像正常的肢體一樣工作。
在日本,東邦大學(xué)大森醫(yī)院與NEC公司、住友3M公司、VX磁卡風(fēng)險(xiǎn)公司共同研制了一種能貼在手指甲上的身份識(shí)別芯片。在微小的集成電路芯片內(nèi)記錄著患者的姓名、年齡、血型以及手術(shù)日期、手術(shù)部位、主治醫(yī)生、有無過敏史等內(nèi)容。這種芯片可貼在大拇指的指甲蓋上,同時(shí)在醫(yī)院的手術(shù)室、檢查室和病房?jī)?nèi)都設(shè)有專門讀取這種芯片的識(shí)別器。
其次,該技術(shù)有助于保障人身安全,提高一些重要機(jī)構(gòu)的安全性。在一些綁架案頻發(fā)的國(guó)家,商家首先嗅到了商機(jī)。巴西和哥倫比亞等國(guó),一些政治家和富翁們就準(zhǔn)備在自己的體內(nèi)植入人體芯片,以保障自身安全。據(jù)美國(guó)應(yīng)用數(shù)據(jù)解決方案公司稱,其研發(fā)的微芯片已于2009年7月18日在墨西哥城首次上市,這種芯片可以幫助醫(yī)護(hù)人員和警察在發(fā)生事故后對(duì)死傷者的身份或健康歷史迅速進(jìn)行確認(rèn),尤其在綁架發(fā)生后,反綁架警察可以借助衛(wèi)星定位系統(tǒng)與芯片來確定被綁架者的方位。另外,這種身份識(shí)別和定位功能還可以用來進(jìn)行核工業(yè)以及國(guó)防安全部門的安全檢查等等。
此外,在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域,人體芯片都有廣闊用武之地。比如,銀行賬戶存取、市場(chǎng)交易等等經(jīng)濟(jì)行為都可以用人體芯片和相應(yīng)的讀寫裝置來實(shí)現(xiàn)?;蛟S有一天你真的可以不再攜帶任何現(xiàn)金和信用卡就可以上街購(gòu)物了。另外在軍事領(lǐng)域可以通過控制動(dòng)物行動(dòng)來進(jìn)行一些軍事行動(dòng),完成對(duì)敵作戰(zhàn)。
至于通過在大腦中植入芯片來儲(chǔ)存、傳遞知識(shí),提高學(xué)習(xí)能力,還需要一段漫長(zhǎng)的研究過程。張春認(rèn)為,目前我們還無法清楚地知道大腦的具體存儲(chǔ)機(jī)制,要利用大腦芯片進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備和傳遞短期內(nèi)是無法實(shí)現(xiàn)的。
不過,“你永遠(yuǎn)跟不上科學(xué)的步伐”,誰又能保證未來這樣神奇的事情不會(huì)實(shí)現(xiàn)呢?沒有做不到只有想不到,“人體芯片”的更多潛能等待著人類去探索、去發(fā)掘。
技術(shù)瓶頸 ≠ 推廣門檻
一個(gè)“芯片人”的嶄新時(shí)代確實(shí)讓人激動(dòng)不已,然而,盡管很多人都曾預(yù)言“芯片人”的時(shí)代即將來臨,可是關(guān)于“芯片人”的爭(zhēng)議從它誕生那一刻起就伴隨至今。“芯片人”的時(shí)代也放慢了腳步,變成一些科技達(dá)人的談資。到底有哪些因素制約了“芯片人”的發(fā)展呢?
張春認(rèn)為,直接制約人體芯片發(fā)展的首先是技術(shù)問題。許多人體芯片的設(shè)計(jì),比如應(yīng)用數(shù)據(jù)公司的VeriChip,是一種“無源芯片”(passivechip),也就是說一般情況下它不需要能量,只是一個(gè)信號(hào)的載體,只有當(dāng)附近的儀器對(duì)它進(jìn)行掃描的時(shí)候它才能產(chǎn)生出信息。要廣泛地普及該技術(shù),還必須研制出能夠?qū)⑷梭w能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾娫醇拔⑿偷陌藗鞲衅?、處理器及無線收發(fā)器的芯片,能夠和遠(yuǎn)距離設(shè)備交互的數(shù)據(jù)。另外,未來能否研制出更多“有源芯片”(activechip),可以隨時(shí)向外界發(fā)出信息,也是設(shè)計(jì)者們需要克服的技術(shù)難題。
但是,并非解決了技術(shù)問題,人體芯片就可以毫無阻力地推廣了。“‘人體芯片’也是把雙刃劍,”郭志川說,“它既能被用于醫(yī)療和安全領(lǐng)域,也可能會(huì)被犯罪分子抓住漏洞所利用,監(jiān)控受害者的一舉一動(dòng)。”人權(quán)組織擔(dān)心此舉會(huì)“侵犯?jìng)€(gè)人隱私”,一旦落入犯罪分子手中,危害無窮。
第一批電子識(shí)別芯片最早是裝在動(dòng)物身上,用于記錄和監(jiān)控它們的進(jìn)食習(xí)慣和繁殖等。此后,家畜、魚、寵物等被裝上了數(shù)以百萬計(jì)的電子芯片。記者從專門生產(chǎn)動(dòng)物植入芯片的深圳市普??萍加邢薰玖私獾?,植入芯片能夠證明動(dòng)物的血統(tǒng),一些名貴的寵物身上都會(huì)植入獨(dú)一無二的芯片,來標(biāo)識(shí)其血統(tǒng)的獨(dú)特性。那么,以后人類是不是也會(huì)以這種方式來辨別身份、血統(tǒng)、地位呢?有人反對(duì)說:“此舉將威脅人的尊嚴(yán)”。
還有一個(gè)制約因素是需求問題。人體芯片要想得到真正的普及,就必須有更為獨(dú)特的用途。因?yàn)楫吘故侵踩肴梭w內(nèi)部,所以如果不是“絕對(duì)需求”的話,大多數(shù)人是不會(huì)感興趣的。而讀取芯片的信息需要特殊的掃描設(shè)備,不然芯片發(fā)揮不了任何作用。據(jù)了解,目前市面上很多穿戴智能設(shè)備也具有身份識(shí)別和定位功能,可以成為植入式人體芯片的替代品。
另外,植入芯片的安全性也是需要擔(dān)憂的。專家介紹,很多植入人體的電子設(shè)備都經(jīng)過了嚴(yán)格的組織相容性實(shí)驗(yàn),對(duì)材料有特殊的要求,但也并不能保證百分之百的安全。另外,這些電子設(shè)備的電磁輻射,也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定負(fù)面影響。