人与机器的结合 生物计算下个创世大爆炸

在科幻电影中，生物体和数字技术的混合物种通常以人的形式出现。

未来半个世纪中，在数字技术、生物技术、纳米技术方面的研究将改变我们对计算机和信息，以及我们与它们关系的看法。随着我们不断地开发在人类肌肉中集成高科技材料的新方法，仿生学器官将不会象现在这样不自然。

反之亦然。研究人员正在进行利用细菌、病毒、蛋白质、DNA  等生物材料取代计算机中的机械部件。随着基因工程时代的成熟，科学家已经在借鉴软件开发商的技术建立基因信息库。

所有这些技术趋势被俗称为“BANG”，它代表着数据位（bits）、原子（atoms）、神经（neurons）、基因（genes）。Lux  Research的分析师马克表示，所有这些元素正在融合，因为生物、纳米、有机化学技术正在融合。它们之间的界线正在模糊。

一些新技术正处于研发的最早期阶段，在未来多年内还无法产生实际的成果，但一些产品已经悄悄地存在数年了。例如，全球有6000人安装了人工耳蜗，假肢也越来越成熟了。现在，高科技正在进入人体的其它部分。



意识控制

人-  机结合、生物-  数字技术融合取得成果的一个例子是波士顿南郊的一名青年。马太是一名普通的美国人，在一次械斗中脖子被扎了一刀，这一刀严重伤害到了他的脊柱，使得他脖子以下的身体瘫痪了。

年青、乐观的马太自愿成为布朗大学的第一个试验品。布朗大学花了一年的时间给马太连上了BrainGate  系统，一块小扁豆大小的芯片植入到了马太大脑中，控制其运动神经功能。16平方毫米大小的这块芯片上有100  个管脚，当马太想到运动时，它能够“拾取”马太的脑活动信号。

该芯片被连接到马太头部的一根电缆上，电缆连接着一个与《The  Matrix》电影中相似的装置中。植入马太体内的设备将大脑信号上传给一款能够“翻译”这些信号的软件。

负责BrainGate  试验的Cyberkinetics  Neurotechnology  Systems  的女发言人伊丽莎白阐述了这一系统的工作原理。当你希望将手臂抬起和指向左边时，运动神经皮层的神经元就会触发一个特定的序列。计算机软件能够读懂你的意图，并将它“翻译”为屏幕上的指针运动。

马太迅速学会了如何利用意识控制这一系统。他能够坐在轮椅上，借助呼吸器说话，并玩儿俄罗斯方块游戏，切换电视频道。马太的试验已经结束，他说，这就象我的大脑可以控制鼠标。希望在未来2  、3  年内，这种技术能够得到改进，我愿意再次试验。

Cyberkinetics  还在进行让肌萎缩性侧索硬化症病人试用BrainGate  的试验。



生物计算

尽管没有帮助病人利用意识控制运动这样神奇，但意义同样深远的是计算机本身的未来。多种研究学科都在考虑这么一天：目前的计算机以及它们的零配件都达到了物理极限。

其中一些极限来自原材料本身。随着小型化的进展，硅等半导体材料开始失去了温度控制等关键的属性。但其它限制则来源于人和计算机之间的交互界面。患有腕道综合症以及眼干、眼疼的计算机用户都明白，在人机交互界面方面还有改进的空间。

研究人员正在研究计算“栈”的每一层如何采用生物技术。但是，为了对每个层的技术进展有一个全面的看法，我们采用马克的方法。首先，什么能够取代半导体？数家试验室正在研究自然界本身的计算能力。生命的基本组成━━DNA  、酶、蛋白质，能够完成复杂生物任务的指令。

由于已经具有了处理这些分子级结构的能力，我们能够有效地利用它们完成计算任务吗？加州工学院的教授埃立克说，与活细胞中复杂的分子运动一样，无需外界干预，生物计算就能够自动完成。

麻省理工学院的恩迪和其他人的研究工作已经催生了一个名为BioBricks  的开放源代码项目，该项目的目标是：建立一个能够用来创建人造生物体的生物组件库。

商业性机构也开始看好这一概念。敦促美国政府破译人类基因的温特成立了一家新公司，利用细菌再造基本的基因组件。这与软件编程人员利用软件代码库开发软件有些类似。



内存和存储

据Forrester  称，储存和检索数据的需求正在以每年40%  的速度增长。随着拍照手机等技术的普及，大量的静止图像和视频将加入“数据大军”的行列。

磁盘、磁带等存储技术终将被淘汰，一些最超前的生物研究项目出现在DNA  存储领域。DNA  是最佳的存储设备。DNA  存储的不是0  和1  ，而是腺嘌呤、鸟膘呤、胞核嘧啶、胸腺嘧啶链，每个细胞的存储容量是6GB  ，人体是由数百万亿细胞组成的。

在DNA  中检索家庭录像需要一些基因工程技术，但至少有二家实验室正在开发相关技术：美国国防部下属的高级研究计划局、能源部旗下的西北太平洋国家实验室。