這個世界正在迅速實現電氣化。生產工藝、汽車、卡車、摩托車、飛機正像愛迪生一個多世紀前預言的那樣朝電氣化邁進。大范圍的電氣化有著相同的原因:電氣化有著更安靜的操作、更低的維護需求、更高的性能和效率以及更靈活的能源使用優(yōu)勢。
一批高性能處理器表明,延續(xù)摩爾定律的新方向是向上發(fā)展。每一代處理器都要比上一代性能更好,究其根本,這意味著要在硅片上集成更多的邏輯。但其中存在兩個問題。首先,我們縮小晶體管及其組成的邏輯和內存塊的能力正在放緩。其次,單塊芯片已經達到了尺寸極限。光刻工具可以在850平方毫米的面積內繪制圖案,這大約是一個現代服務器圖形處理單元(GPU)的大小。
2018年,《彭博商業(yè)周刊》的一篇文章做出了驚人斷言,聲稱中國間諜部門在電路板中插入了毫米級芯片,從而在為亞馬遜、蘋果等公司生產的服務器中制造了后門。
想象有一臺由860億個交換機組成的便攜式計算機,其復雜的通用智能足以構建一個太空文明,但重量僅為1.2至1.3千克,功耗僅20瓦,并且移動時會像果凍一樣抖動。現在,人腦中就有這種機制。這是生物進化的驚人成就。但我們并沒有相關藍圖?,F在設想一下,要怎樣在無法觀察其微電路活動的情況下,弄清楚這一生物電子學奇跡的工作原理。這就像要求微電子工程師在不使用數字邏輯探針的情況下,對最先進處理器上運行的架構、微碼和操作系統(tǒng)進行逆向工程,這幾乎是一項不可能完成的任務。因此,我們很容易理解為什么人類大腦(甚至是老鼠和更簡單生物的大腦)的許多運作細節(jié)仍然如此神秘,甚至對神經科學家來說也是如此。人們通常認為技術屬于應用科學,但腦科學研究本質上屬于應用傳感器技術。發(fā)明的每一種測量大腦活動的新方法(包括頭皮電極、磁共振成像和植入大腦皮層表面的微芯片)都為了解我們所有器官中最復雜、最人性化的結構帶來了重大幫助。大腦本質上是一個電器官,這一事實加上它的膠狀稠度帶來了一個棘手的技術問題。2010年,我與霍華德?休斯醫(yī)學研究所(HHMI)的頂尖神經科學家開會探討了如何利用先進的微電子技術發(fā)明一種新型傳感器。我們的目標是:在任何給定的極少量腦組織中,同時監(jiān)聽成千上萬個神經元之間的電對話。
很多汽車生產商都在迫不及待地向全世界推銷電動汽車,但他們面臨的挑戰(zhàn)可能會導致工程師的創(chuàng)新成果付之東流,因為電池和合乎道德的電池生產原材料供應極其緊張。特斯拉和大眾汽車等汽車生產商認為可將儲量豐富、元素周期表上的第25號元素錳(位于鉻和鐵之間)作為制造電池的最新金屬材料,生產主流買家能夠負擔得起的電動汽車。
電線在攜帶電力四處移動方面有很多優(yōu)點,但它也有缺點。畢竟,對于反復插拔手機和其他可充電小型設備,誰沒有過心生厭倦呢?這確實很麻煩。
全球半導體短缺讓所有微控制器使用者的生活都變得難熬了起來,如今的訂貨周期有時會長達好幾年。不過,售價4美元的樹莓派Pico是一個亮點,它是一個以新型RP2040芯片為基礎的微控制器。RP2040不僅有強大的計算能力,還沒有受到其他芯片短缺的影響。因此,在決定打造廉價的DIY伽馬閃爍光譜儀時,它就成為了理所當然的選擇,不過我沒有意識到自己會為經常影響第一代集成電路的初級問題而感到困擾。
1997年,哈佛商學院教授克萊頓?克里斯坦森(Clayton Christensen)的《創(chuàng)新者的窘境》一書在風險投資人和企業(yè)家之中引起了轟動。大多數人從中得到的教訓是,要轉而采用最終會取代當前商業(yè)模式的新方法,一家經營良好的企業(yè)是無法承受其中的代價的,而且往往為時已晚。
蘋果公司宣布推出M1 Ultra,再一次讓愛好者和分析人士大吃一驚,M1 Ultra是M1 Max的變形,有效地將兩塊芯片融合為一塊芯片。其結果是,軟件將這種雙芯片設計視為一塊硅片。2022年3月,英偉達在其GPU技術大會上發(fā)布了類似的消息。該公司的首席執(zhí)行官黃仁勛宣布,該公司將兩塊新款Grace CPU處理器融合為一塊“超級芯片”。
亞當?格羅塞爾(Adam Grosser)希望讓人員、貨物和能源的運輸對每個人來說更快速、更高效。因此,早期風險投資基金UP Partners的這位董事長兼合伙人正在對多個交通運輸項目進行投資。這些項目包括貝塔科技公司的電動垂直起降(eVTOL)城市運輸飛機、Quincus公司針對供應鏈和物流提供商的操作系統(tǒng),以及Teleo公司用于采礦、建筑和其他重型設備的遠程操作平臺。
我爬進一個覆蓋著傳感器、電機、齒輪和軸承的上半身外骨骼設備中,然后身體前傾,抬起頭,把臉貼在視覺系統(tǒng)吊在天花板下方的目鏡上。在我面前,我看到的是一塊漆成黑色的大木板,中間有金屬孔網格。木板是真實的。我手中的釘子也是真實的。我嘗試以最快的速度將釘子從一個孔移動到另一個孔。當我開始移動釘子時,目標孔上會出現一個虛擬錐體,以及一個向虛擬椎體緩慢移動的虛擬臺面。當我將釘子沿著平面滑向錐體并插入孔中時,我能感覺到這個臺面的存在。這就是20世紀90年代初開發(fā)的虛擬卡具(Virtual Fixtures)平臺,用于測試“感知覆蓋”的潛力,提高人執(zhí)行靈巧性的手動任務的表現。它奏效了。
人工智能(AI)研究正在朝著人類級或超人類智能機器的長期目標大步邁進,然而,如果它以目前的形式取得成功,很可能給人類帶來災難性的影響。原因在于,人工智能的“標準模型”要求機器去追求人類指定的固定目標。我們無法完全正確地指定目標,也無法預測或預防追求錯誤目標的超能力機器在全球范圍內會造成的傷害。我們已經看到了一些例子,比如社交媒體算法利用人們的偏好來優(yōu)化點擊量,這給民主體制帶來了災難性的后果。