智能微塵概述
智能微塵是一個具有電腦功能的超微型傳感器，它由微處理器、雙向無線電接收裝置和使它們能夠組成一個無線網絡的軟件共同組成。將一些微塵散放在一個場地中，它們就能夠相互定位，收集數據並向基站傳遞信息。如果一個微塵功能失常，其他微塵會對其進行修復。
近幾年，由於硅片技術和生產工藝的突飛猛進，集成有傳感器、計算電路、雙向無線通信技術和供電模塊的微塵器件的體積已經縮小到了沙粒般大小，但它卻包含了從信息收集、信息處理到信息發送所必需的全部部件，未來的智能微塵甚至可以懸浮在空中幾個小時，蒐集、處理、發射信息。它能夠僅依靠微型電池就能工作多年。
智能微塵的應用
1、軍事應用:
智能微塵系統也可以部署在戰場上，遠程傳感器芯片能夠跟蹤敵人的軍事行動，智能微塵可以被大量地裝在宣傳品，子彈或炮彈殼中，在目標地點撒落下去，形成嚴密的監視網絡，敵國的軍事力量和人員、物資的運動自然一清二楚。
美國五角大樓希望在戰場上放置這種微小的無線傳感器，以祕密監視敵軍的行蹤。美國國防部在四年以前就已經把它列爲一個重點研發項目。如果像美國預想的那樣，智能微塵用在戰場上，美國的軍事實力又將與其他國家再度拉開距離。智能微塵還可以用於防止生化攻擊——智能微塵可以通過分析空氣中的化學成分來預告生化攻擊。此外，智能微塵還有許多具體的軍事應用。
2、遠程健康監控:
通過這種無線裝置，可以定期檢測人體內的葡萄糖水平、脈搏或含氧飽和度，將信息反饋給本人或你的醫生，用它來監控病人或老年人的生活。將來老年人或病人生活的屋裏將會佈滿各種智能微塵監控器，如嵌在手鐲內的傳感器會實時發送老人或病人的血壓情況，地毯下的壓力傳感器將顯示老人的行動及體重變化，門框上的傳感器瞭解老人在各房間之間走動的情況，衣服裏的傳感器送出體溫的變化，甚至於抽水馬桶裏的傳感器可以及時分析排泄物並顯示出問題……這樣，老人或病人即使單獨一個人在家也是安全的。
3、醫療應用:
英特爾正在研究通過檢測壓力來預測初期潰瘍的“Smart Socks”，以及通過檢測傷口化膿情況來確定有效抗生物質的“智能繃帶”。如果一個胃不好的病人吞下一顆米粒大小的小金屬塊就可以在電腦中看到自己胃腸中病情發展的狀況，對任何一個胃不好的人來說無疑都是一個福音。智能微塵將來可以植入人體內，爲糖尿病患者監控血糖含量的變化。糖尿病人可能需要看着電腦屏幕上顯示的血糖指數才能決定合適自己的食物。
4、防災領域的應用:
智能微塵可能會用於發生森林火災時通過從直升機飛播溫度傳感器來了解火災情況。作爲進一步的應用，將用於通過傳感器網絡調查北太平洋海洋板塊的美國華盛頓大學“海洋項目”及美國正在推進的行星網絡項目中。
5、大面積，長距離無人監控:
以我國西氣東輸及輸油管道的建設爲例，由於這些管道在很多地方都要穿越大片荒無人煙的無人區。這些地方的管道監控一直都是道難題，傳統的人力巡查幾乎是不可能的事，而現有的監控產品，往往復雜且昂貴。智能微塵的成熟產品佈置在管道上將可以實時地監控管道的情況，一旦有破損或惡意破壞都能在控制中心實時瞭解到。如果智能微塵的技術成熟了，僅西氣東輸這樣的一個工程就可能帶來上億元的資金節省。
電力監控方面同樣如此，據瞭解，由於電能一旦送出就無法保存，因此，電力管理部門一般都會層層要求下級部門每月上報地區用電要求，但地區用電量的隨時波動使這一數據根本無法準確，國內有些地方供電局就常常因數據誤差太大而遭上級部門的罰款。但一旦用智能微塵來監控每個用電點的用電情況，這種問題就將迎刃而解。
總之，從在擁擠的鬧市區可用作交通流量監測器，在家庭則可監測各種家電的用電情況以避開高峯期到感應工業設備的非正常振動來確定製造工藝缺陷，智能微塵技術潛在的應用價值非常之大。而且，微塵器件的價格將大幅下降，今天已在50到100美元之間，預計5年之內將降到1美元左右，這預示着智能微塵具有廣闊的市場前景。
智能微塵技術的瓶頸及其突破
雖然智能微塵應用前景十分美好，但當前仍存在着若干技術難題，還不能走向廣泛應用。研究者們在將MEMS與其他電子器件集成到單一芯片的過程中遇到了嚴峻的挑戰。當前研究者們的目標是如何將5mm級的微塵芯片縮小到1mm。
卡內基梅隆大學MEMS實驗室的聯合創始人之一Fedder試圖利用最新的製造工藝與最先進的設計技術解決這些難題，但要取得突破還有大量的工作要做。而且這需要傑出的、具有超凡的攻關能力的設計工程師來把所有功能集成到單一芯片內。目前，研究者們一直在努力開發先進的設計工具以幫助工程師們最終完成這項艱鉅的研究任務。
由於研究者們認識到智能微塵技術必將獲得廣泛應用，並對人類社會產生重大影響，辛勤工作的價值即在於此。這也是美國國防高級研究計劃局於1998年便對加州大學伯克利分校該項技術的研究進行資助的原因。
如何對這些極小的微型機械進行供電是當前設計者們所面臨的另一個棘手難題。當前這些系統的測試或應用都要靠微型電池供電。比較理想的情況是，未來能隨意部署這些無線微塵器件，而無電能之憂。
目前，部分研究者們致力於開發所謂的低功耗專用佈線協議，以便能用最少的能量實現微塵之間的信息傳輸。過去兩年裏，加州大學伯克利分校、麻省理工學院和加州大學已經開始對這樣的能源供給問題展開了研究。現在還沒有找到一個一攬子解決方案，但近期內無線智能微塵的供電和尺寸兩個問題都可望有所突破。在尺寸方面，兩年內有可能把幾個功能半導體集成到一個半導體上。
至於供電問題，加州大學伯克利分校Shad Roundy研究的燃料電池可延長智能微塵器件的工作時間。該燃料電池可以吸收周圍工業機械設備振動時所產生的能量，或者從低度光源收集能量，這種技術有望在5年內有所突破。
雖然智能微塵具有極廣泛的應用前景,而且研究人員和商業開發者們都渴望智能微塵技術能積極推廣應用，但也謹慎地指出，尺寸問題和供電問題需要儘快解決。技術還沒有成熟，廣泛應用估計還需要幾年時間。
(http://www.ikepu.com/elec-info/New_Technic/smart_dust_total.htm)