聯(lián)合縮小軍機器人實現(xiàn)? 奈米物聯(lián)網(wǎng)科技正發(fā)展

文：黃正傑 2021-04-20

發(fā)布時間： 2021-04-19 14:14:00

科技意會 物聯(lián)網(wǎng) 奈米技術

物聯(lián)網(wǎng)不僅可以連結(jié)看得到的設備，還可以連結(jié)奈米級的微小物件，協(xié)助身體監(jiān)控、免疫輔助、環(huán)境監(jiān)控、智慧農(nóng)業(yè)等諸多的應用。到底奈米物聯(lián)網(wǎng)是甚麼? 有甚麼應用呢? 本文帶您探索科幻電影情節(jié)。

最近在家玩任天堂Switch健身環(huán)大冒險，覺得透過小小的搖桿可以感測心跳、肌肉姿勢等，已經(jīng)相當令人驚艷了。沒想到，最近熱門的科技討論話題，竟然是將物聯(lián)網(wǎng)跟奈米科技結(jié)合!!物聯(lián)網(wǎng)跟奈米科技結(jié)合可以讓感測器更加地縮小，甚至放入人體裡面；似乎「聯(lián)合縮小軍」電影裡面場景有可能實現(xiàn)。到底奈米科技與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合會呈現(xiàn)什麼樣貌? 如何應用在產(chǎn)業(yè)界中? 讓我們好好來探究一番。?

IoNT是甚麼

物聯(lián)網(wǎng)是將實體的物件利用網(wǎng)路聯(lián)結(jié)起來，例如：電話、冰箱、手錶乃至於穿戴式的手環(huán)、項鍊等均可以透過物聯(lián)網(wǎng)連結(jié)。如果把這些感測器、感測設備縮小到10到1,000奈米(約10-6到10-4公分)，就可以更微小地貼在衣物、身體上、乃至於植入皮下進行人體健康的感測。奈米物聯(lián)網(wǎng)(IoNT, Internet of Nano-Things)就是嘗試把這些微小感測器，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)應用的雲(yún)端運算、機器學習以及高速網(wǎng)路等，進行快速地運算。

如下圖所示，運用在身體醫(yī)療監(jiān)控的設想圖?？梢园l(fā)現(xiàn)利用心電感測、血壓感測、肌力檢測等，透過網(wǎng)路傳遞訊息到較高運算的系統(tǒng)或雲(yún)端運算服務進行計算，這樣可以隨時地監(jiān)控病人的狀況，快速讓醫(yī)護人員知道。是不是像極了任天堂Switch健身環(huán)大冒險啊??

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圖、奈米物聯(lián)網(wǎng)健康偵測示意圖(資料來源：NAYYAR, etc al.(2017))

這些奈米級的微小感測器可以放在身體上、身體內(nèi)、或者鑰匙上、紙張上等，可發(fā)展出多種應用。此外，可以更靈敏地感測到溫度、心跳、壓力等。當然，目前仍有諸多問題必須要克服，例如：電池的消耗、微通訊的干擾、訊息傳遞的範圍、資訊安全疑慮等。不過，許多學術界、商業(yè)界積極地在進行研發(fā)；美國政府亦在2021年宣布投資17億美元進行奈米研究。

IoNT的應用

IoNT不僅僅只是縮小版的物聯(lián)網(wǎng)而已。在奈米層次，可以展現(xiàn)不同於以往的物理特性，使得應用方向充滿了機會。以下說明幾個可能應用方向：

1. 免疫系統(tǒng)支援：奈米物聯(lián)網(wǎng)可以利用奈米感測器、致動器，經(jīng)皮下注射方式注入人體，協(xié)助人們免疫系統(tǒng)進行預防、偵測、或是進行壞細胞破壞等。

2. 健康偵測：透過奈米物聯(lián)網(wǎng)可以在更不干擾病人的狀況下進行身體偵測。除了心跳、血壓等明顯的身體健康偵測外，也可即時地偵測血氧、膽固醇、賀爾蒙狀況等。

3. 食物或水品質(zhì)控制：奈米物聯(lián)網(wǎng)亦可監(jiān)視與控制食物或流動液體的品質(zhì)，偵測毒性、細菌等。

4. 材料或紡織：奈米物聯(lián)網(wǎng)可以在材料或紡織物上，實現(xiàn)各項功能，如：感測寒冷，提高發(fā)熱程度的智慧衣。

5. 環(huán)境監(jiān)測：奈米物聯(lián)網(wǎng)可以偵測家中、工廠的溫度、有毒空氣或瓦斯等，提高居家及工廠安全。

6. 農(nóng)業(yè)：奈米物聯(lián)網(wǎng)可利用將一些奈米級微粒子嵌入感測器當中，監(jiān)視植物被感染狀況，適時釋放抑制植物菌類生長的微粒子。

7. 石油探勘：奈米物聯(lián)網(wǎng)可以協(xié)助石油探勘時，從巖石中更細微地發(fā)現(xiàn)石油存在之處，透過聯(lián)網(wǎng)可以有效率地協(xié)助探勘人員發(fā)現(xiàn)石油。

8. 多媒體：奈米物聯(lián)網(wǎng)可提供多媒體系統(tǒng)內(nèi)容，偵測奈米程度的細微品質(zhì)並進行修正，以提高圖片解析度、聲音清晰度等，也可降低手機或載具進行多媒體播放時的能源消耗。

9. 軍隊：奈米物聯(lián)網(wǎng)可以協(xié)助更細微探測化學組合物，以即時偵測是否有爆炸物可能性。也可以偵測橋樑、公共設施是否有微小的裂縫等。

小結(jié)

奈米物聯(lián)網(wǎng)IoNT不僅僅是科幻電影的想像而已，已經(jīng)具體地發(fā)展並進行實驗。奈米物聯(lián)網(wǎng)主要的挑戰(zhàn)包含電池消耗、微通訊干擾、資訊安全疑慮等。儘管仍有許多問題需要克服，奈米物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展指日可待!!

黃正傑

你喜歡挑戰(zhàn)不斷隆起的技術高原、探索無限寬廣的創(chuàng)新領域嗎? 那麼我們是同路人。黃正傑，臺大資管博士，協(xié)助鼎新進行前瞻技術研究與應用發(fā)展。歷經(jīng)IT架構(gòu)技術顧問、供應鏈管理顧問、軟體產(chǎn)業(yè)分析師等多項職務，並兼任文化大學助理教授。讓我們一起從創(chuàng)新與變革角度，探索新興技術！

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