传感器之锅：无时无刻被偷窥？你已经没有隐私可言

未来的世界，传感器越来越多，遍布我们生活的每一个角落，这已经成为大家的共识。

物联网、元宇宙、机器人、人工智能、大数据……这些未来世界的主流技术都要求无处不在的传感器进行赋能，这些传感器无时无刻监测着我们每个人的心跳、呼吸、位置，甚至每辆车、每栋建筑、每个商店。在这些传感器下，我们每个人的轨迹都是透明的。

使用网络摄像头进行偷窥的新闻时不时见诸报端，然而无处不在的传感器暴露的隐私信息更多，充满传感器的世界真的美好吗？

本文作者是Peter H. Diamandis，XPRIZE基金会创始人、硅谷传奇学校奇点大学创始人，主要阐述了他对未来传感器和物联网对人们生活改变的设想，以及对隐私暴露问题的忧虑。

避免错过传感器行业深度资讯、报告，以及传感器技术、传感器与测试技术、物联网传感器技术……等传感器知识，请关注传感器专家网公众号，设为星标，查看往期内容。

“嘿 Google，我今天早上的健康状况如何？”

“等一下，”你的Google助理说。

运行完整诊断需要 30 秒，因为系统部署了数十个传感器来捕获千兆字节的数据。

牙刷和马桶中的智能传感器、床上用品和衣服中的可穿戴设备、身体内的可植入设备——可 360 度全方位系统监测身体健康状况的移动套件。

“你的微生物数据看起来很完美，”Google助理告诉你。“此外，血糖水平良好，维生素水平良好，但核心温度和 IgE 水平升高……”

“Google——可以说人话吗？”

“你感染了病毒。”

“什么？”

“我检查了你最后四十八小时的活动记录，看起来你是周一在小编的生日聚会上感染的。我想运行额外的诊断程序，你介意使用……？”

随着物联网发展到新的高度，谷歌正在开发全方位的内部和外部传感器，监测从血糖到血液化学的一切。

曾经价值数百万美元的医疗器械，现在被从物理设备到数字形态转变，价格大幅降低，大众化，远程化，最终打造成便携式甚至可穿戴的传感器设备，这些例子堆叠起来跟大学里最厚的教科书一样多。

传感器的迅猛发展

未来传感器将改变我们现今的医疗保健和诊断体系。任何测量物理值、定量值（光、加速度、温度等）的电子元件，然后将测量信息发送到网络上的其他设备，都属于传感器。

传感器为我们的设备增加了智能感知。但更重要的是，它们大大方便了我们的生活。

设想在未来十年，当你的咖啡用完时，你的厨柜将检测到短缺信息（将传感器数据与你的咖啡饮用习惯进行大数据分析）并订购更多咖啡。由区块链驱动的智能合约随后将自动下订单，触发亚马逊无人机直接送货上门。

当然，你自己的管家机器人很快就会将这些新鲜研磨的咖啡豆子从送货箱运送到柜子，省去你整理的麻烦。

如果说算力、人工智能和网络化代表了数字革命的核心，那么今天传感器的崛起就站在了这场浪潮之巅。

传感器是未来智能环境信息处理管道的第一部分，它是数据收集装置，为我们的计算机提供执行操作所需的信息。

案例研究：OURA 戒指

Oura 戒指只不过是一条黑不溜秋的带子，凭借其先进的 TK 传感器，成为市场上最准确的睡眠监测器。

该产品于 2014 年在芬兰的一个传染病实验室开始使用。健康研究员 Petteri Lahtela 注意到，他一直在研究的许多疾病，包括莱姆病、心脏病和糖尿病，都有一个奇怪的交叉之处：这些疾病都对睡眠产生负面影响。

Lahtela 开始怀疑所有这些疾病是否都会导致失眠，或者是否反过来起作用。通过提高睡眠质量，这些情况能否得到缓解或至少改善？

为了解决这个难题，Lahtela 认为他需要获取数据，所以他转向传感器获得帮助。2015 年，在智能手机进步的推动下，我们看到了令人难以置信的小而强大的电池与令人难以置信的小而强大的传感器的融合。

事实上，传感器如此小而强大，用来构建一种全新的睡眠追踪器是可能的。

引起 Lahtela 兴趣的智能传感器是一种新型心率监测器，特别是考虑到心率和变化是睡眠质量指标的关键数据。然而，当时市场上的所有此类传感器都存在许多问题。

例如，Fitbit 和 Apple Watch 通过光学传感器测量手腕的血流量。然而，手腕的动脉离表面太远，无法进行完美的测量，而且人们并不经常在睡觉时戴手表——因为智能手表可能会打断他们的睡眠。

于是，Lahtela推出了新款设备——Oura戒指。

佩戴位置和采样率是它的优越之处。由于手指的动脉比手腕的动脉更靠近表面，因此Oura 可以获得更精确的数据。此外，虽然 Apple 和 Garamond 每秒测量两次血流量，Fitbit 甚至将这个数字提高到每秒12次，但 Oura 环却以每秒250 次的速度捕获数据。

在独立实验室进行的研究中，与医疗级心率追踪器相比，该戒指的准确率为 99%，心率变化的准确率为 98%。

二十年前，具有这种精度水平的传感器的成本达到数百万美元，而且需要一定规模的数据中心，以及相应数据处理中心。

今天，Oura 的价格仅为约 300 美元，可以戴在手指上——这是传感器呈指数级增长的完美例子。

连接设备和物联网

我们正在经历一场浩大的传感器革命。这场革命的大环境名字叫做“物联网”，即将遍布全球的智能设备互联的巨大数据网络。

回顾这场革命的演变，以了解我们已经走了多远是值得的：

1989 年，传输控制协议 (TCP/IP) 的发明者之一John Romkey 将 Sunbeam 烤面包机连接到互联网，使其成为第一台物联网设备。

十年后，社会学家 Neil Gross 看到了互联网上的这条信息，并在《商业周刊》上做出了著名的预测：“在下个世纪，地球将披上一层带电的皮肤。它将使用互联网作为支架来获取和传播它的感知…… 这些将监控城市和濒危物种、大气、船只、公路和卡车。我们的谈话、我们的身体——甚至我们的梦境。”

十年后的 2009 年，Neil Gross 的预测应验了：连接到互联网的设备数量超过了地球上的人口数量（125 亿设备、68 亿人，每人 1.84 台连接设备）。

一年后，受益于智能手机发展的推动，规模效应下，传感器价格开始暴跌。到 2015 年，全球物联网设备增加了 150 亿台， 2020 年已达到 500 亿台。

由于这些设备中的大多数都包含多个传感器——平均智能手机有大约 20 个——这也意味着 2020 年我们已经进入了“万亿传感器世界”。

我们的步伐不会就此止步，到 2030 年，斯坦福大学的研究人员估计全球将有 5000 亿台联网设备。根据埃森哲的数据显示，这意味着一个14.2 万亿美元的庞大市场。

隐藏在这些数字背后的正是 Neil Gross 的想法——一种能获取地球上几乎所有感知的电子皮肤。

让我们回顾一下光学传感器。第一台数码相机由柯达工程师 Steven Sasson 于 1976 年制造，有一个烤箱那么大，可以拍摄十二张黑白图像，成本超过一万美元。今天，智能手机随附的普通摄像头在重量、成本和分辨率方面都显示出千倍万倍的改进。

这些摄像头无处不在：在汽车、无人机、电话、卫星中——以惊人的图像分辨率运行。

卫星已经可以拍摄到半米精度的地球图像，无人机将精度提高到一厘米。自动驾驶汽车顶部的激光雷达传感器有望捕获几乎所有内容——每秒收集130 万个数据点，甚至能记录到单光子级别的变化。

对我们生活的影响

我们看到了这三重趋势——尺寸和成本直线下降，同时性能大幅提升。

第一个商用 GPS 于 1981 年上架，重 53 磅，售价 119,900 美元。到 2010 年，它已经缩小为一个 5 美元硬币大小的芯片，小到可以放在你的手指上。

在 60 年代中期，引导我们早期火箭方向的“惯性测量单元（IMU）”是一个重 50 磅、价值 2000 万美元的装置。今天，你手机中的加速度计和陀螺仪可以完成同样的工作，但成本约为 4 美元，重量还不到一粒米。

而这些趋势将会愈演愈烈，我们正在从微观世界转向纳米世界。

因此，我们已经看到即将到来的智能服装、珠宝、眼镜浪潮——Oura 戒指只是一个例子。很快，这些传感器将植入到我们的体内。Alphabet（Google母公司）的 Verily 子公司正在开发一种微型连续血糖监测仪，可以帮助糖尿病患者进行日常治疗。

智能微尘是一种可以感知、存储和传输数据的尘埃大小的智能系统，其研究已经进行了多年。今天，一个“微尘”指一个苹果种子的大小。明天，在纳米尺度上，它们将漂浮在我们的血液中，探索最后一个伟大的未知领域之一——人体内部。

我们需要学习更多，不仅仅是关于身体，也关于一切。来自这些传感器的数据传输能力令人难以置信！

一辆自动驾驶汽车每天产生 4 TB 的信息，相当于一千部标准电影的信息容量。一架商业客机：40 TB。智能工厂：PB字节级别。那么这个数据传输给我们带来了什么变化呢？很多很多。

医生不再需要依靠年度检查来跟踪患者的健康状况，因为他们现在可以7X24小时收集大量的监测量化数据流。

农民可以获取土壤和空气中的水分含量，从而可以精确地浇水以获得更健康的作物、更高的产量，以及——气候变化之后的一个关键因素——更少的水资源浪费。

在业务中，灵活性一直是最大的优势。在瞬息万变的时代，每一次，轻盈灵活都胜过缓慢笨拙。虽然了解客户的每一个有用细节是公认的隐私问题，但它确实为组织和企业提供了令人难以置信的灵活性，这可能是在未来加速发展的时代促进业务发展的唯一途径。

最后的想法

十年之内，我们将生活在一个万物都被测量的世界。知识不再是最重要的东西，拓展思路与创新才是关键。

这是一个极度透明的世界，隐私问题将需要被重新定义。

从太空边缘到海洋底部再到血液内部，我们这个世界上新兴的传感器正在产生无限可用的感知信息。随着人工智能的快速发展，它拥有分析这些信息所需的机器学习能力。

而我们，虽然穿着衣服，但只是一个个透明的数据源，这些数据可能大大方便了我们的生活，但也可能将你的生活拖入深渊。

无论如何，传感器世界已经到来！

分析 | 压缩机噪声故障诊断经验位移法与力法区别是什么？