可能改变科技业未来的若干重大新兴技术

1、现代通信新技术新业务补充讲义可能改变科技业未来的若干大新兴技术主讲：孙友伟教授一些新兴技术在最初的时候只是引起了一阵轻微的颤动：例如当年关于苹果 iPhone的传言，关于Web 2.0的喧嚣，关于触摸屏和闪存的窃窃私语。然后，似 乎就在顷刻之间，便发生了一场搅乱了所有产品分类，甚至是整个行业的地壳运 动。当iPhone在2007年出笼时，人人都知道它是触摸设备发展进程中的一个重 要的里程碑。少数人预测，它有可能成为定义整个触摸式手机产品门类的游戏规 则制定者。当然，还有其他的一些产品或技术也具备了像1 Phone这样的潜在（或者更 强大的）实力。这里所列的10大新兴技术已经引起了 IT业地壳的

2、轻微震颤，或 许最终将会导致地壳的激烈运动。传感技术传感技术之所以有望成为规则制定者，是因为有了它，任何物理实体一 座桥梁、仓库里的装卸台、你所穿的服饰甚至皮肤就都可以和网络进行通信。 惠普正在研发一款被称为CeNSE （地球中央神经系统）的初期原型，这种技术 使用了极微小的传感器可以传递来自环境的信息。例如，附着在桥梁上的传感器 就能够将不同寻常的震动报告给中央指挥系统和首批响应器。在住宅中的传感器 可以报告房屋中汞、铅和杀虫剂的含量水平。来自惠普公司的微型传感器可通过无线网络传输环境数据。高通公司也在研发传感器，作为其智能服务创意的一个部分。而一家叫做 Kovio的公司正在研制一种无线芯片

3、，据说可以像印报纸一样“印制”各种信息。 这种传感器只有约一分硬币大小，但却可以让手机和其他物体进行通信，例如贴 在儿童房间墙壁上的电影海报。然后手机便会给出关于这部电影的放映时间等信 息。更智能的网络有人称它为语义网络，有人称它为更智能的网络。这个理念是关于如何更容 易地分享你从网络上所获取的复杂知识的。IBM研究院已经开发出了一款Firefox附加组件，叫做CoScripter，这实际 上就是一款宏记录器。举例来说，假如你要解决上传、编辑并共享一张照片等问 题，你便可记录下这些动作，然后便可重复使用，并与其他人分享。这些脚本使 用的是普通的格式语言，很容易被非专业编程人员所理解。虽然现在已

4、经有一些小程序可以记录鼠标的移动，但是CoScripter与此不同 的是，它能将运动编成可以被消费者理解和编辑的代码。你可以在Facebook上 或者其他社交网站上与他人分享这些被称为微格式的脚本。IBM的CoScripter可让你从网上捕捉信息，并与他人分享。CoScripter足 够智能化，可以理解在Web上所发生的变化。如果你正在网上做一个会议登录 的过程，那么CoScripter就会记录下你的姓名、住址和其他数据。当你下一年要 参加同样的会议时，就会发现各登陆域已经自动填好了，因为CoScripter会使用 早就储存好的数据，而你只需填写一些新的变动项目，节省了时间。在这一领域 中，还

5、有其他一些公司也在行动，其中包括雅虎和Google。网络虚拟化服务器的虚拟化在过去十年间是最为重要的规则制定者之一。这样的一个概 念利用一个物理服务器执行多个实例，运行多个操作系统节省了大批的 资金，简化了数据中心在全球范围内的运营。而下一步就将是网络虚拟化。当某个应用做出一个请求时，网络将会有足够的智能，以适当的存储和连接 性来满足这一请求。网络可以支持多种传输类型，包括企业数据、手机流量、 VoIP、音频和统一通信/网站等。网络虚拟化的好处可能会大于服务器的虚拟化，因为应用将决定网速和其他 规范。服务等级也会更高，网络也更具弹性它会在适应更高需求时进行扩展， 而在低使用率时进行收缩。阿尔卡

6、特-朗讯的一位实验室经理Markus Hoffman正在研发一种算法，将会 使网络的虚拟化成为可能。“我们的工作目标就是要创建一种解决方案，可以更 有效地利用计算资源，Hoffman说，“我们的工作扩展到了网格和云计算，不仅 可支持面向事务的计算需求，而且还能支持交互的、面向会话的、个人间的服务。”模糊搜索只要你知道了正确的搜索关键字，就能很轻易地查找到关于任意主题的成百 上千个有效链接。但是，在进行模糊搜索（即对于你想要查找的主题只有一些模 糊概念）时，普通的搜索引擎就没有优势了。举例来说，你想查找1950年代的 一位重要的英国诗人，但是你却不记得他的姓名，甚至不知道他写过哪些作品。 此时，

7、利用雅虎的Correlator，就可以输入一个很模糊的短语，比如“English poet 1950s”，便会得到很多相关联的信息，然后点击一个个标签，就能 查找到诸如姓名、地点和事件等信息，最终找到一个叫Lou Barker的诗人。 Google Suggest是另一个例子，它会尝试去猜测你输入的查询条件。这里的规则制定者就是能够比以往更容易找到准确信息的那一位。模糊搜索 甚至可以取代常用的搜索句式，更快速地提供更为准确的搜索结果。自然语言搜 索有助于将搜索查询从计算世界转移到现实世界：可以利用语音或触摸界面进行 搜索，在车中或者厨房里，就能搜索到想要的信息。雅虎Correlator允许输入

8、类似“English poet 1950s”之类的模糊搜索词汇，然后会找出一个名叫Lou Barker的诗人。“人们已经习惯了搜索Web页，几乎已放弃了对信息的搜索，”雅虎的一 位研究员Hugo Zaragoza说。“作为一种替代手段，人们正在谈论构建能够理解 自然语言并能进行深度关联的智能引擎。而Correlator处在一个中间地带：其强 大的搜索技术可用来挖掘简单的语义，从而提供一种新的搜索方式。”Zaragoza认为，这一技术的重要部分是要设计好用户界面，能够允许用户以 一种自然的、合乎逻辑的方法去指定要搜索的内容。“另外一个重要部分就是要 构造能够防止错误搜索结果的算法，因为自动标记标

9、签会导致很多错误。”社交网络整合像Twitter和Facebook等社交网站之间要想共享数据，并不像想象中那般容 易，必须要靠类似T这样的权益手段的帮助，这种服务可以将你 的状态从一个社交网站馈送给另一个社交网站。不过，有一些开放标准，如Y!OS 和OpenSocial等正在为社交网站之间的数据共享铺路。有一种社交网站的整合手段有望成为这一领域的规则制定者至少就社 交网站与Web服务之间的统一而言那就是Palm Pre和WebOS，它使得多种 服务只注册一次成为可能。不过目前还不清楚WebOS如何实现这一目标，因为 Palm尚未公布具体的细节，所以，在移动设备上只需注册一次，就能自动注册 到你

10、拥有账户的所有其他社交网站上和电子邮箱中，这种想法目前还只停留在概 念阶段。Palm Pre和WebOS可统一社交网站和Web服务。上网本进企业市场研究公司DisplaySearch预测说，今年上网本的销售增长将会达到65%, 而标准笔记本电脑的销售增长则仅为3%。上网本之所以可能成为规则制定者， 原因之一就是经济危机。很多上网本的售价只有500美元或更低，耗电量很少， 续航时间长于笔记本，重量更轻，而对于大多数的日常计算任务如字处理、e-mail 和上网等来说功能又不亚于笔记本，所以它们更受欢迎。上网本还有可能成为很 多企业进入云计算环境后的新的“瘦客户机”。“上网本的真正发展潜力在于它们的

11、联网天性，这使得它们能够把握云计算的 优势，Yankee集团的分析师Jeffrey Breen说。智能电网智能电网正在来临，很多本地的电力公司正在竞相构建智能电网。在HVAC （高压线路）上安装传感器，使电力设备与网络连接，就能向消费者和用电企业 实时地显示他们的电力使用情况。Xcel能源公司已经在科罗拉多州的Boulder和 爱荷华州的得梅因率先启动了一个智能电网项目。未来，所有的电力设备可能都 会安装上传感器，向消费者显示如何节约能源的最佳使用方法。问题是，消费者缺乏如何正确使用电力的知识。Google的PowerMeter最近 已在Google员工中间开始进行私测，收集员工家中所有电器的

12、用电情况。 “对于我们大多数人来说，要想知道家中任意时刻的用电情况几乎是不可能 的，Google PowerMeter的首席工程师Ed Lu说。“近乎实时地访问电力使用数 据能够引导用户减少5%到15%的能耗。如果一半的美国家庭都能减少10%的能 耗，那就相当于路面上减少了 800万辆车的环保效果。”智能电网有望成为规则制定者，但是也有人认为，电力使用信息能否落实 为行动还有待观察。“为了改变人们的用电习惯，他们需要感觉到明确的益处， Breen说。“我对于像EnerNOC和Comverge这样专为企业提供电力的智能电网 公司的前景持乐观态度，它们可以在获得用户降低能耗的许可下，利用发送用电

13、账单的办法来限制企业的高峰用电需求。”Home Electricity Usedryer/ITVweboutdoorserverlightsGoogle PowerMeter在网站上运行，可实时报告家中的电器用电情况。SSD RAID固态硬盘已成为pc市场上非常诱人的选配件。在企业级计算中，固态硬盘 RAID阵列（由一组相互连接的SSD硬盘组成）正显示着成本和性能上的巨大优 势。通常，为了实现SAN网络的高性能，企业会购买数百块磁性硬盘，而且为 了达到最快的读取速度一般只使用这些硬盘的最靠外的部分。而如果在RAID配 置中使用固态硬盘的话，那么整个盘面都可以用来提升性能。之所以能降低成本， 是

14、因为企业只需要购买数量不多的SSD盘，并且可以用尽这些盘上的所有空间。 这方面的一个实例就是今年晚些时候便可问世的Super Talent公司的 RAIDDrive。该公司称，这款硬盘阵列的企业版的成本将低于传统的磁盘阵列， 因为其中的每块SSD硬盘的全部空间都可充分加以利用。“企业可以获得SSD盘所带来的性能优势，可以堆叠成RAID阵列，尤其可提升 IOPS （每秒的I/O块读写速度，是整盘存储速度的衡量指标），Super Talent的 一位产品专家Jeremy Werner说。“多数服务器使用IO存储阵列时的流量图形都 是随机的。对于工作站来说，要想获得高性能，就需要有较高的IOPS。”

15、就IOPS而言，SSD要比光纤通道便宜不少，Werner说，但是如果按照每 GB来算，SSD的成本有可能会高于光纤。Speech-to-text 与 e-mail 集成语音邮件的转录是一种新兴技术，因为它显示出了通信技术是如何统一的 你可以倾听网上的语音邮件，转成文本信息，主办音频会议并记录下来。 企业用户对于微软Exchange和思科统一通信的speech-to-text服务都很欢迎。微 软Exchange Unified Messaging的最新版可将语音邮件作为附件发送。不过在几 周前发布的2010 beta版中，新增了一项功能，可以直接记录语音邮件，然后作 为邮件发出。“作为IT买家，

16、我一天能接收10到20封语音邮件，大多数都是厂商发来的冷冰 冰的资料。虽然我的UC系统可以通过邮箱发送语音邮件，但我仍然还得听这些 邮件，然后再做一些相应的文字转录，”Breen说，“而speech-to-text就能节省我 大量的时间，因为它能更方便、更快地读一封邮件，而无须去听完整封邮件。” 目前，还有其他一些统一通信应用在不断地出来。比如说，你可能有个人手机、 办公电话、住宅电话和商用智能手机，单是这些电话号码就够乱的了。而 Google Voice就是一款电话号码聚合器，无论你想用哪个电话都能自动拨号。燃料电池对大名鼎鼎的燃料电池，我们无需冗述其技术应用的前景。主要采用纯氢为 燃料进行

17、氧化反应得到电能的燃料电池，其能量转化率高达40%-60%，且直接 生成水，无污染。世界范围内，包括汽车、手持设备和IT制造商在内，有300 家以上的大型公司在开发该技术。采用燃料电池和汽油驱动的混合动力汽车被认 为是近年汽车动力的必然发展趋势。2004年该技术获得的成果包括：美国Nano Dynamics公司11月1日推出的以丙烷气为燃料的便携式固体燃料电池，一次填 充可连续24小时输出50W的电力；松下研发的可使用长达13000小时的1kW 家用燃料电池热电供给系统，将于2005年面市；NEC最新推出的笔记本电脑燃 料电池能使用超过10小时；KDDI于10月推出的可用于手机充电的燃料电池模

18、 型，两年后商用。未来显示器技术2004年，有两项显示器技术的发展将关乎每一个人的视觉体验。一是OLED （有机发光二极管）。该项技术的主要开发者EPSON和柯达表示，OLED色彩更 加锐丽，视角最高可达165度，响应速度比液晶快1000倍，厚度可到2毫米以 下，甚至可以被卷起来，同时LED可自发光，因而不需要背光源。5月EPSON 公司发布了世界最大的40英寸OLED显示器原型。二是由佳能和东芝从1999 年就开始共同研发表面传导电子发射体显示面板（SED）技术。2005年8月份 两家公司将开始量产50英寸或以上尺寸的面板。与等离子和液晶电视相比，SED 的成像原理与传统的阴极射线管（CRT

19、）相似，特点在于利用电路控制每一个点 的射线，因而体积小、分辨率高，在对比度、亮度方面都继承了 CRT的优势， 且耗电少得多。白光LED照明白光LED被誉为是继白炽灯取代汽油灯之后，照明历史上的一次重大飞跃。 LED就是发光二极管，由于能耗低，使用年限长，长期被用于指示灯等领域。不过利用LED直接产生用于日常照明的白光是一个技术难题，同时LED颗粒的 功率都偏小，很难大面积照明。现在解决发光问题的主要方法是利用不同颜色的 LED发光颗粒混合出白光。而功率问题则在近年获得了实质性的突破，陆续制 造出了 1W、2W、5W的LED颗粒，使用多颗粒获得稳定的照明用光源问题已 经不大。现在，由飞利浦、G

20、E、欧司朗等传统光源生产厂商以及Lumileds、日 亚等LED研制商组成的开发阵营有望在5年左右时间之内实现白光LED照明应 用的突破，主要将威胁荧光灯照明市场。白光LED将最终成为主流的光源之一。VoIPVoIP (Voice over Internet Protocol)今年已经成为了不可抵挡的商业趋势。 国际公司都开始普遍采用VoIP来降低通讯费用，国内则出现了北京电信的“随e 通”业务。目前，人们普遍认为VoIP代表了语音通信技术的未来，甚至提出 everything is over IP (一切都将基于 IP)。根据 Frost & Sullivan 公司的报告，2000 年通过V

21、oIP通话时间已经分别达到了 60亿和150亿分钟，该公司还预计，到 2007年VoIP的通话量将占全部通话量的75%.对于老百姓来说，VoIP最大的特 色就是资费低廉，尤其可以节约大量的国际长途费用。在未来，VoIP将加入更 多的应用，包括Video over Internet Protocol.当然，在中国由于涉及到国有资产问 题，VoIP的推广仍然困难重重，各地的“宽带电话”业务都被电信监管部门叫停。纳米收音机由碳纳米管制作的微型无线装置，将改善从手机到医疗诊断的功能。定义：纳米收音机的核心是一个能够接收无线信号的单分子。这种微型无线 装置，可提高手机性能，允许像环境传感器这样的微型器件

22、进行通信。新的纳米技术工具正在使研究人员制作出非常小的器件。纳米收音机就是最 新的成果之一。美国加州大学伯克利分校物理学家阿历克斯泽托和他的同事已 制作出一个纳米收音机，它的关键电路由一个单碳纳米管构成。任何无线设备，从手机到环境传感器，都可受益于纳米无线装置。较小的电 子元件，如调谐器，将能降低电力消耗，延长电池寿命。纳米无线装置还可以把 无线通信引至全新的境界，譬如可引导药物在血液中流动并释放至需要部位。自1995年美国国家无线电公司推出其口袋大小的收音机以来，收音机小型 化一直是人们追求的一个目标。近来，电子产品制造商已制作出微型收音机，并 创造出像无线射频识别标签这样的新产品。大约5年

23、前，泽托研究团队就决定设 法研制出更小的、能工作在分子尺度的收音机，并将此作为研制廉价无线环境传 感器项目的一部分。泽托研究团队决定从无线接收器个别元件的微型化入手。像天线和调谐器这 样的元件，可选择频率转换成电脉冲，然后送往扬声器。但是，实践证明将分离 的纳米级元件整合起来难度也不小。大约1年前，研究人员灵机一动，也许碳纳 米管能做到这一点。短短几天时间，他们就拥有了一个功能良好的收音机，在首 次测试中，它收到了两首歌曲。泽托的纳米接收机，可将无线电波的电磁振荡转换成纳米管的机械振动，反 之亦然。研究人员将一个碳纳米管固定在一个和电池相连的金属电极上，纳米管 自由端的远处是第二个金属电极。在

24、电极间加上电压后，电子从电池流经第一个 电极和纳米管，然后从纳米管尖端跳过微小的间隙到达第二个电极。带有负电荷 的纳米管就能“感觉”到一个正在通过的无线电波的振荡。这个无线电波就像所有 电磁波一样，同时拥有电波和磁波成分。这些振荡依次吸引和推斥纳米管尖端，使纳米管的振荡与无线电波同步。当 纳米管振荡时，电子继续从它的尖端喷射出来。当尖端远离第二个电极，也就是 纳米管弯向一边时，少量的电子就会跨越间隙。这些脉动电信号能复现出编码在 无线电波上的音频信息，然后送往扬声器。研究人员下一步的工作是让纳米收音机不仅能接收信息，还能发送信息。泽 托认为这不会很难，因为发射器基本上就是逆向工作的接收器。纳米

25、发射器将可开启其他应用的大门。比如，附在微型化学传感器上的纳米 无线装置，可植入患有糖尿病或其他疾病的病人血管内。如果传感器探测到一种 不正常的胰岛素水平或其他一些目标化合物，发射器可将相关信息传送给一个探 测器，或者甚至可能是一个可释放胰岛素或其他治疗药物的植入式胶囊。事实上， 自从在纳米通讯期刊上发表了纳米收音机的论文后，泽托收到了许多从事无 线药物输送设备研究的科学家的电话。泽托表示，这已不单是幻想，现在研究工 作已确确实实正在前进之中了。15.无线电源物理学家正在努力带领我们走进一个无线电源的世界。定义：无线电源技术，就是无需使用电缆就可将电力传输到设备上。随着各种无线电源的到来，今后

26、任何低功耗设备，如手机、iPod或笔记本电 脑等，无需各种电缆，就能简单地自动充电，或许最终我们可跟电池说再见了。 抛掉电源线，将使今天无所不在的便携式电子产品变成真正的无线产品。不少研 究人员和先进技术创新企业正在这一日益成长的领域奋勇争先。19世纪后叶，电能点亮灯泡的现实促使人们狂热地寻求配送电力的最佳途 径。领头羊就是交流发电和供电系统的发明者尼古拉特斯拉。他有一个把电输 送到世界各地的宏伟计划。但要将电送到每个城市、每栋建筑甚至是每个房间， 基础设施之庞大是令人难以想像的，特拉斯指出无线输送就是他要走的技术路 线。他计划建造一个57米高的塔台，并宣称要将电送到千里之外的某个地方， 甚至

27、他已经开始在长岛动工建设这个塔台。虽然他的团队做了一些试验，但在塔 台完工前，他的钱用完了。空中传电的豪言壮语很快被人淡忘了，因为工业世界 证明自己已经接受了有线送电的现实。几年前的一天，麻省理工学院助理物理学教授马里恩索佳西奇被一阵不停 的手机蜂鸣声吵醒。他不得不从床上起来，因为如果不把手机放在充电器上，它 就会一直响个不停，他也甭想再睡安稳觉了。在朦朦胧胧中，他的脑中开始浮现， 如果从进家门开始，手机就能自己充电就好了。自此，索佳西奇就萌发了寻找用无线方式传送电力的想法。他并没有追求那 种像特拉斯一样的远程输电计划，他决定寻找一种可为手机、PDA和笔记本电 脑等便携式设备充电或供电的中距离

28、输电方式。他首先想到了无线电波，无线电 波能通过空气有效地发送信息，但他很快发现它们的大部分能量会在空气中被损 耗掉。而像激光这样更有针对性的方法则需要清晰的视线，而且还可能会对路径 上的东西带来不利影响。最后，他终于找到了既有效又安全的方法，它既能直接 给接收器供电，又不会在周边环境中损失能量。他把思维落在了共振耦合现象上。共振耦合指的是调谐到相同频率的两个物 体能强烈地交换能量，但是对其他物体的影响很弱。一个典型的例子就是，拿一 套玻璃酒杯，每个放在不同的层，这样玻璃杯就在不同的声频下振动。如果一个 歌手的声音正好和其中一个玻璃杯的频率相匹配，这个玻璃杯就可能吸收足够多 的能量而破碎，其他

29、玻璃杯则毫发无损。索佳西奇发现磁共振是传输电力的一个很有希望的手段，因为磁场在空中自 由穿行，而且对环境没有太大影响，只有在一定频率下才会对人产生影响。在同 事的协助下，他设计了一个简单的装置，以无线方式给一个60瓦的灯泡供电。研究人员制作了两个共振铜线圈，并将它们悬挂在约两米开外的天花板上。 当他们将一个线圈插入墙上的电源时，流经线圈的交流电就建立了一个磁场。调 谐在同一频率并连有灯泡的第二个线圈与磁场发生共振产生电流，继而点亮灯 泡。这种现象甚至在线圈之间有一层薄墙时也能实现。迄今，最有效的设置为60厘米的铜线圈和一个10兆赫兹的磁场。电力传输 距离超过2米，效率约为50%。研究人员正在研

30、究银和其他材料，以减小线圈 的尺寸和提升效率。索佳西奇表示，最理想的情况当然是达到100%的效率，但 从实际应用出发，能达到70%80%的效率就可以了。无需连接线就可给电池充电的其他方法正在不断涌现。很多先进技术创新公 司已经向市场上推出这样的适配器和基座，这些产品允许用户在家里，在某些情 况下也可在车里以无线方式给手机、MP3播放器及其他设备充电。索佳西奇的 技术与他们的不同之处是，未来某一天，无论什么时候设备进入无线发射器的范 围内，无需基座就能实现设备的自动充电。这项工作已经吸引了消费电子公司和汽车业的目光。美国国防部也给这项研 究投了资，期望它能给战士提供一种给电池自动充电的途径。不过，索佳西奇仍 然对可能和谁合作守口如瓶。索佳西奇称，在今天电池仍大行其道的世界里，无线输电技术有如此多的可 以大显身手的应用场合，这只能说明该技术强大的生命力。能量采集能量采集并非全新创意，多年前就有人发明了由运动产生能量的手表。但是， 当电子电路的消耗从毫瓦减至微瓦时，一个有趣的现象就发生了。为那些电路提 供能量也许不需要电网或电池，而是通过周围各种现象。专家估计，这种技术将 带来深远影响。能量采集技术的一个早期应用是在机械装置和车辆上广泛使用通 过振动提供能量的无线传感器。由于不再需要电池，这种传感器也就没有了维护 的必要。德国EnOcean