惠普实验室正在开发一种由微小、廉价、坚韧和精密敏感的探测器构成的网络，使今天的生活更方便、更安全，同时为世界的明天奠定基础。
    天文学家Carl Sagan 曾问：“谁为地球而言？”
    很快，地球可能就会为自己说话。
    这是惠普实验室地球中枢神经系统（CeNSE)的研究目标。这个研究和开发项目计划利用数以百万计的微小、廉价、坚韧和灵敏的探测器，建立一个全球范围的传感网络。
    “我们被失聪、失明、不能品尝、不能闻、不能感觉的技术资产所包围，”惠普公司高级研究员暨信息与量子系统实验室（IQSL）负责人Stan Williams说。“CeNSE就是要让这个计算能力意识到它周围环境所发生的事情。”高级研究员和项目组领导Peter Hartwell说。
    Hartwell设想将图书钉大小的传感节点放置在桥梁和建筑物上，对结构的张力和天气状况作出预告，他们可能分散在路旁用来监控交通流量、天气和路面状况。CeNSE节点被嵌入到日常电器中，可以跟踪医院设备、察觉食物中的农药和病毒，甚至“认出”正在使用的人。
    这些节点结合起来可以“彻底变革人类与地球的交互，就如同当今的互联网已经改变了个人与商业之间的交互一样。”威廉姆斯预测说。

硅神经

    为了让CeNSE工作，“我们需要传感器的灵敏度对以往任何时候都大很多，同时，价格要绝对便宜，这样我们才可以大量部署，”威廉姆斯说。
    Hartwell正在为首个传感器而工作，这是一个运动和振动检测器，更准确地称为加速计。它的灵敏度足以“感觉”到心跳。该敏感源是一个5平方微米的三层硅芯片。通过易弯曲的硅柱，晶片的中心部分悬浮在两个外围晶片之间。当芯片移动时，悬浮的中心由于惯性而落在后面。一种与运动相关的量度被用于计算芯片已经移动的速度/方向和距离。
    这个精巧敏感的加速计可以检测到芯片中心10费米范围内的变化，这是不到一个人类头发10亿分之一的宽度。因此，它可以衡量在微重力范围内的加速变化。其灵敏度大约是用于Wii、iPhone或汽车安全气囊系统中使用的加速计的1000倍。
    IQSL实验室的研究人员还计划增加用于光照，温度，气压，气流及湿度的传感器。
    HArtwell的加速计给了CeNSE“感觉”，该系统的“味觉和嗅觉”也指日可待。研究人员正在利用纳米材料将标准的化学和生物检测技术（Raman光谱）的灵敏度提高1亿倍。灵敏度的提高会使传感器的尺寸缩小。这使得探测器可以小到放在移动电话内。“随着从产品上挥过，传感器可以警告消费者菠菜上的沙门氏菌或者“有机”产品上的杀虫剂。”Hartwell说。

数字中的力量

    今天，敏感的探测器很昂贵。其中少数往往返回大量的假警报。大量部署传感器有助于辨别背景噪音。
要监测像旧金山金门大桥一样的桥梁可能要一万个节点，Hartwell说。一个大型商业应用，例如货运，则需要1百万个左右的节点。而要探测地球，则需要约1万亿个传感器。按照这个水平，传感器节点的成本必须微乎其微，并且可以对所有项目进行测量。
   “该传感器节点是对整合问题的挑战”，Hartwell说。“你必须将传感器芯片与无线电、太阳能电池捆绑在一起，不能太贵，但需要足够坚固，因为它将会被放在路边。”他说。事实上，惠普公司已经生产出数以亿计同样复杂、坚固耐用和廉价的设备：喷墨打印机墨盒。
    这一经验可以应用于CeNSE节点：“在这两种情况下你有一个复杂的芯片，其必须被暴露在环境中——衡量或喷滴上墨水——并被包装在一个集成的单元内。”Hartwell说。
    惠普实验室的忆阻器技术在将集成传感器节点放入一个微小封装内发挥关键作用：“忆阻器是在一个很小和很低功耗的技术中实现存储和逻辑，这样图书钉大小的传感器开始看起来像一些你可以真正构建的东西了。”

海量数据

    传感器节点，只是CeNSE所面临的挑战中的一部分。
   “你如何获得和使用所有这些数据呢？”Hartwell问道。在典型的数据传输速率中，100万个传感器，每天24小时运行，需要50个硬盘同时运行在6个月时间内生成20PB字节的数据。“我们谈论的数据数量可谓来势凶猛，”Williams说。
    然后，它必须被处理以提取出有意义的信息。例如，无论一条智能高速公路可以提供多少字节的数据，“你只感兴趣当你走路时的一个比特，”Hartwell说，“只要一个比特：走哪条州际公路将最快到家？如果您能在路上节省20分钟，那这一个比特就很有价值了。”
    惠普正在采用的遥感网络不只是辨别，或是移动、处理数据，而是从整体角度进行判断，Hartwell说，“我们的ProCurve部门具备网络方面的技术，我们通过企业服务部门（原EDS）提供咨询和集成，更不用说商业智能、存储和数据中心技术。”Williams说：“我们是唯一一家可以提供一应俱全的解决方案的公司。”

倾听地球

    CeNSE的第一个应用将使人们在地球上生活得更安全，更便利。但是，随着网络的发展，广泛和详细的信息搜集是地球生存的关键，Hartwell说。
    “如果我们要拯救地球，我们就必须把它置于监视之下。”Hartwell说道，“我们必须要了解我们在如何影响地球。”Hartwell指出我们并不了解风力发电场会如何影响降雨，或冷海水如何改变风向。Hartwell想象人们自告奋勇提供他们传感器为天气变化模型提供数据，就如同目前闲置的计算机被用于探索蛋白质和基因破解。
    就个人层面而言，这些系统可以帮助人们改变日常生活方式：“我们必须使用这些功能找出如何改变我们做事的方式：你可以告诉孩子关灯，但如果电灯可以自己熄灭将会更有效。”