編者注：本文是2016年十大新興技術特別報告的一部分，該報告由世界經濟論壇製作。該列表由論壇的新興技術元理事會編制，重點介紹了包括《大眾科學》主編瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜在內的其成員認為有能力改善生活、變革行業和保護地球的技術進步。它還提供了機會，在技術廣泛應用之前，討論這些技術可能造成的任何人類、社會、經濟或環境風險和擔憂。
物聯網 (IoT) 由廉價的微型感測器和微處理器與微型電源和無線天線配對而成，正在迅速擴充套件線上宇宙，從計算機和移動裝置擴充套件到物理世界的普通物品：恆溫器、汽車、門鎖，甚至寵物追蹤器。新的物聯網裝置幾乎每天都在釋出，分析師預計到 2020 年將有多達 300 億個裝置線上。
互聯物品的爆炸式增長，尤其是那些由人工智慧系統監控和控制的物品，可以賦予普通事物驚人的能力——例如，一座房子在識別出主人下班回家時會自動解鎖前門，或者一個植入式心臟監護儀在器官出現衰竭跡象時會呼叫醫生。但是，線上宇宙中真正的“大爆炸”可能就在前方。
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科學家們已開始將感測器從毫米或微米尺寸縮小到奈米尺寸，小到足以在生物體內迴圈並直接混合到建築材料中。這是邁向奈米物聯網 (IoNT) 的關鍵第一步，奈米物聯網可以將醫藥、能源效率和許多其他領域帶入一個全新的維度。
迄今為止，一些最先進的奈米感測器是透過使用合成生物學工具改造單細胞生物（如細菌）製造出來的。這裡的目標是製造簡單的生物計算機，它們使用 DNA 和蛋白質來識別特定的化學目標，儲存少量資訊，然後透過改變顏色或發出其他易於檢測的訊號來報告其狀態。Synlogic 是一家位於馬薩諸塞州劍橋市的初創公司，致力於將具有計算能力的益生菌菌株商業化，以治療罕見的代謝紊亂。除了醫藥之外，這種細胞奈米感測器還可以在農業和藥物製造中找到許多用途。
許多奈米感測器也是由非生物材料製成的，例如碳奈米管，它們既可以感應也可以發出訊號，充當無線奈米天線。由於它們非常小，奈米感測器可以從數百萬個不同的點收集資訊。然後，外部裝置可以整合資料，生成令人難以置信的詳細地圖，顯示光、振動、電流、磁場、化學濃度和其他環境條件的最輕微變化。
從智慧奈米感測器到 IoNT 的過渡似乎是不可避免的，但必須克服巨大的挑戰。一個技術障礙是整合自供電奈米裝置檢測變化並將訊號傳輸到網路所需的所有元件。其他障礙包括棘手的隱私和安全問題。任何有意或無意引入體內的奈米裝置都可能具有毒性或引起免疫反應。該技術還可能實現不受歡迎的監視。最初的應用可能能夠透過將奈米感測器嵌入更簡單、風險更低的生物體（例如植物和工業加工中使用的非感染性微生物）中來避免最棘手的問題。
當 IoNT 到來時，它可以提供更詳細、廉價和最新的城市、家庭、工廠甚至我們身體的圖片。今天，交通訊號燈、可穿戴裝置或監控攝像頭正在連線到網際網路。接下來：數十億個奈米感測器收集大量即時資訊並將其傳輸到雲端。