还记得上世纪80年代的科幻喜剧《内太空》(Innerspace)吗?尽管我们距离在体内发射潜艇还有很多年的距离，但工程技术的进步已经使得制造出如此微小的计算机成为可能，以至于将它们植入活体组织已不再是科幻作家想象中的虚构。事实上，英国科学家凯文·沃里克(Kevin Warwick)首次将一个硅RFID发射器植入他的手臂，远程控制门、灯和其他设备中的电脑已经20年了。随后，他又进一步将该装置与自己的神经系统连接起来，以控制机械手臂，从而为自己赢得了“半机械人队长”的绰号。
虽然它不是每天的头条新闻，但微型计算机技术的发展步伐并没有放慢，我仍然不时被一些新发展的独创性所震惊。
例如，今年早些时候，由电气和计算机工程教授David Blaauw领导的密歇根大学(University of Michigan)团队使用了由我工作的Arm公司生产的节能处理器来建造世界上最小的电脑。
这台设备的直径只有0.3毫米，仅是前一个世界纪录保持者的十分之一。前一个纪录保持者是一台太阳能电脑，大小只有一粒盐那么大。因为温度和压力传感器可以被植入这种新设备，布劳的团队设想，除了其他用途外，它还可以被植入肿瘤，以确定化疗后肿瘤是否缩小。(研究表明，肿瘤的温度可能略高于健康组织。)
尽管微型计算机的发展令人兴奋，但仍有一些障碍阻碍它们在卫生和其他部门的广泛应用。最大的问题之一是制造足够小的电池来驱动这些设备。随着电池体积的减小，它们储存的能量也急剧减少。用于微型计算机的电池比用于给起搏器和耳蜗植入器等其他设备供电的传统小型电池要小得多，布劳说，它们的容量可能要小1000倍。
一种可能的解决方案是找到让设备频繁充电的方法。例如，红外光光束可以远程给植入实验鼠体内的传感器充电。科学家们还在研究如何利用一种称为热电能量收集的技术为微型计算机发电，不过他们还没有在这么小的规模上取得成功。要使后一种方法起作用，需要在设备的两个表面之间存在温差，但这种新型微型计算机太小了，很难使任何一个部件比其他部件暖和得多。其他仍在研究的方法包括利用葡萄糖分子作为动力源。
一个有效的解决方案是简单地节约少量的电能，这些电能可以储存在一个小电池上。布劳和他的团队已经了解到，他们只需要周期性地唤醒计算机进行计算，然后让它们再次进入睡眠状态，就可以大大降低能耗。
除了最大限度地延长微型电脑的休眠时间外，工程师还可以减少电脑在清醒状态下的耗电量，从而减少用电量。布劳和他的团队通过修改他们使用的晶体管，将计算机的静态功耗降低到无穷小的30皮瓦——300万亿分之一瓦;减小一些电路的尺寸;做一些电路优化。
小型计算机的体积小，功耗低，当然，如果它们所收集的数据不能正确地进行通信，这些都毫无意义。这个过程，也必须由布劳和他的团队修改，以消耗尽可能少的电力。通过打开无线电天线进行持续时间仅为十亿分之一秒的传输脉冲，计算机就可以在不消耗太多能量的情况下使自己为人所知。布劳说:“为了让收音机被听到，它必须尖叫得非常大声。”“我们基本上所做的，不是一直尖叫，我们只是尖叫了一小段时间。”
如果像布劳这样的团队能够克服技术上的障碍，微型计算机有一天可能会带来革命性的变化，而不仅仅是肿瘤检测。例如,CubeWorks公司剥离从密歇根州密歇根大学微观微粒(M3)倡议,已经开发出一种微型系统的网络化传感器,可以嵌入到对象我们每天使用如智能家居系统、风力发电厂,和设备监测血糖水平,然后与物联网(物联网)。这些电脑由太阳提供动力，可以收集环境温度和压力的信息，还可以在给定区域内拍摄数字图像和跟踪运动。总有一天，像这样的系统可能会改变我们与万物互动的方式我们住的楼房取决于我们穿的衣服。
虽然我们仍然无法在体内发射潜艇，但是毫米大小的计算机很可能在未来十年进入市场，并开始对世界产生重大影响。
