新技术使微芯片做工越来越精细,体积越来越小,价格也越来越便宜,因此用途也越来越广泛,如微芯片已嵌入到北京奥运会的门票中。很快,它们将被嵌入到足球、相片甚至膝关节中——
二战中,由盟军研制的微芯片的早期版本主要用于识别敌方战机,后来前苏联间谍用微芯片制造隐式监听设备。如今,60多年过去了,你甚至可能觉察不到这些无线电传输微芯片的存在,但其用武之地几乎遍及所有事物。
无线射频识别技术RFID(radio frequency identification)其背后的思想其实很简单;而与天线相连的硅存储芯片能存储诸如姓名、地址或序列码这样的信息,并被装入标签内。当标签进入读取器的范围时,能从无线电场取得足够的能量来返回存储在芯片中的信息。这种信息可以在数据库中检索到,用来跟踪诸如茶叶的运输过程,引导你进入办公室,确认香烟已纳税,或用来确认现金已从信用卡帐户上转出。
无线电波并不是什么高新技术。早在1970年代,美国国防部就已用智能电子标签来跟踪核原料的运送过程。这一技术也被用于非军事场合,如电子标签出现在办公室的通行证中,或夹在牛耳朵上以帮助农夫跟踪牛群,或安装在汽车的挡风玻璃上以自动扣除该缴纳的养路税等。
但是目前的挑战是研发尽可能小的标签,以便于植入任何日常生活用品中,价格尽可能便宜,以便随意使用。2003年,日本日立电子公司推出了一种叫做mu-chip的芯片,它弃用了旧的标签技术所采用的大体积的金属绝源环(通常是二氧化硅层)。Mu-chip的切面只有0.16平方毫米,厚度只有7.5微米。如此小的体积使它足以淹没在一茶匙糖中。今年2月,日立公司发布了新的芯片原型图片——与食盐晶体相比,mu-chip晶片像是一个侏儒。
这一显著的“瘦身”行动为芯片通向一个全新的应用世界开启了一扇门。在北京奥运会门票中植入的微型芯片,使得造假者没有制造假门票的可能。欧洲中心银行对将这一技术用来印制芯片钞票很感兴趣。今年4月,英国政府宣布在香烟包装中装上电子标签,以便让海关检查是否已缴税。
不过这项技术最早被应用于零售业的是2003年,当时沃尔玛成为世界第一家用电子标签跟踪供应链中的货物运输的连锁超市。在一些商店,RFID标签出现在一些价格相对昂贵又易被藏入顾客口袋的小型商品上,例如CD,DVD,以及盒装的剃须刀片等。
今年夏天,Marks & Spencer公司在120家英国商店里给其品牌服装使用标签。这些标签和条形码的功能差不多,不过它们还能够提高商品配送效率:当库存减少时,“智能”货架会自动报告。
未来的每一盒鸡蛋、每一袋牛奶装有微芯片的标签将会成为可能。剑桥一家RFID独立咨询公司IDTechEx的首席执行官拉盖·达斯(Raghu Das)说:“这有可能发生,但我们认为这一天的到来可能还有好几个世纪,因为很难判断是否值得在低成本的商品上使用电子标签。在每一件使用后就随手抛弃的包装上使用硅芯片的确太奢侈了。”
尽管电子标签的成本在逐步下降(目前每个为13镑),对于在每一个黄瓜或西红柿上都使用标签还是太昂贵了。IDTechEx估计,再过10年每个芯片的成本可能只需0.25美分。2017年,全球对电子标签的需求量大约是6700亿个,今年是17亿个。
RFID一直在发展更新。达斯说:“最让人激动的进展是用印刷方式来制作电子标签。条形码之所以那么吸引人,是因为它几乎是免费的——你只需支付油墨的成本。我们将会看到RFID也在朝着同样的方向发展。有一天你能将电子标签印刷在商品的表面。”
用于零售业的芯片如此便宜的原因之一在于它微小的存储空间。Marks & Spencer的服装标签只能存储64比特的数据——仅够一条序列码,但英国布里斯托尔惠普实验室的研发人员已开发出一种叫Memory Spot的全新无线标签技术。与RFID只能读、不能写相比,Memory Spot能够在铅笔尖那么小的芯片里反复存储60000次数据。Memory Spot芯片有0.5M的内存(现在它的容量从256KB到4G不等,译者注),可实现大约10Mbps的数据传输速度,是手机蓝牙连接器的10倍。但Memory Spot只能在1.5毫米远的距离内读取数据,而不像许多RFID标签那样能够在数米远的距离外读取数据。
尽管如此,惠普实验室Memory Spot的项目总监埃德·麦克唐奈(EdMc Donnell)认为,这种芯片将会把RFID技术推向新的发展水平。他说:“它将使我们能够赋予任何目标以电子特性。”惠普使这样的未来即将成为现实——照片打印机能够将音频文件、视频剪辑或者印刷品的电子版下载到嵌入在照片纸上的空白芯片里。
惠普希望说服手机和PDA制造商使他们的产品能够读取Memory Spot。麦克唐奈说:“比如你参加一个聚会,想用照相机捕捉当时的氛围,你可以将一段声音剪辑存入memory spot中,并用播放器来还原当时的真实场景。”
电子标签有潜力在如此多的我们熟悉的领域开拓市场,以致RFID的兴起已引起某些机构的注意。他们认为智能标签也可能带来很多麻烦,担心RFID“间谍芯片”可能会侵犯消费者的隐私,如果允许零售商收集商店里活动的大量信息并将这些信息连向数据库的话。
更让人担心的是这种芯片为政府、组织或者窃贼提供了新的技术手段,使他们有可能在人们毫无觉察的情况下监视他人的日常生活。就像一名美国政治家在2003年的参议院听证会上所说的那样:“您会喜欢一件能够随时报告您的行踪的内衣吗?”
然而达斯对将这一技术看作为令人恐慌的事物的论调提出了反驳,他说:“RFID看起来似乎是一种令人恐慌的工具。但在这之前我们就已经可能被我们的手机跟踪了。这一技术被推出是因为它是有价值的,对电子标签来说也同样如此。RFID将会带来一些目前尚无人能预测的利益。
”比如,芝加哥的一家医院将电子标签安置在药瓶上,然后给年纪大的或视力有障碍的病人一套有声阅读器。当病人拿起阅读器靠近药瓶时,电子标签就会播放音频告诉他什么时候该吃药,或者现在不是吃药的时间。这是一项令人难以置信的服务,也是该技术如何革新我们生活的一个例子而已。
无所不适的芯片
智能冰箱
您不确定是否需要购买牛奶了?检查一下您的冰箱记录,看看还剩下什么,什么快要过期了。想知道晚餐吃什么?您的冰箱会给您发邮件,基于现有的原料告诉您可以设计的菜谱。如果有什么东西快要用完了,冰箱会自动在您的购物清单里加上这一项。三星公司的一款安装了RFID读取器的冰箱,能够自动扫描所有购买和消耗的食品。
智能医院
一些美国病人已经在装有芯片的手镯里携带他们的病历记录。柯达公司研制了一种可服用的RFID标签,在遇到胃酸的时候就停止工作,进而提供有关消化系统的详细信息。臀和膝关节替代品里的芯片会在需要更换部件的时候报警。药丸里的芯片可以让护士知道它们是否被吞咽。
智能手臂
巴塞罗纳一家酒吧的贵宾不需要把写有他们名字或登记号的证件作为进入凭证,也不需要卡或现金。Baja海滩俱乐部为客人提供了一种植入在手臂上的RFID标签。这种由VeriChip公司生产的芯片在线与客人和酒吧相连接。这种芯片也在有些医院里用作安全通行证。
智能足球
国际足联很久以来一直在考虑用电子装置来确定足球是否越过门线。阿迪达斯公司发明了一种装有芯片的足球,当球经过球门门柱处的读取器时,裁判员佩带的手表就会蜂鸣。在护胫垫上安置相似的芯片能够准确地判断是否越位。国际足联主席布拉特希望这样的系统在今年12月的世界俱乐部冠军杯上被采用。