Inteligentny pył

Inteligentny pył (ang. smartdust) – system wielu mikroukładów elektromechanicznych (MEMS), takich jak czujniki, roboty lub inne urządzenia, które są wrażliwe na czynniki: światło, temperaturę, wibracje, magnetyzm czy chemikalia. Zwykle są obsługiwane w sieci komputerowej bezprzewodowo i są rozmieszczone na pewnym obszarze w celu wykonywania zadań. Zwykle działają w oparciu o rozpoznanie częstotliwości radiowej. Bez anteny o znacznie większych rozmiarach zasięg urządzeń Inteligentnego pyłu mierzony jest w milimetrach, mogą być podatne na zakłócenia elektromagnetyczne i zniszczenie w wyniku ekspozycji na mikrofale.

Początki koncepcji

Pomysły na inteligentny pył pojawiły się na warsztatach w RAND w 1992 roku i wynikły z serii badań DARPA ISAT w połowie lat 90., które prowadzono ze względu na potencjalne zastosowania tej technologii w wojsku. Na prace duży wpływ wywarły badania na UCLA i University of Michigan w tym okresie, a także autorzy science fiction Stanisław Lem (w powieściach Niezwyciężony w 1964 i Pokój na ziemi w 1985), Neal Stephenson i Vernor Vinge. Pierwsza publiczna prezentacja koncepcji o tej nazwie miała miejsce na spotkaniu American Vacuum Society w Anaheim w 1996 roku.

Propozycja badań nad Inteligentnym pyłem została przedstawiona DARPA. Napisali ją Kristofer S. J. Pister, Joe Kahn i Bernhard Boser, wszyscy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, w 1997 roku. Propozycja konstrukcji bezprzewodowych węzłów czujnikowych o objętości jednego milimetra sześciennego została wybrana do sfinansowania w 1998 roku. Projekt doprowadził do powstania działającego węzła czujnikowego mniejszego niż ziarnko ryżu, a większe urządzenia „COTS Dust” zapoczątkowały prace TinyOS w Berkeley.

Koncepcja została później rozszerzona przez Krisa Pistera w 2001 roku. Niedawna recenzja omawia różne techniki przeniesienia Inteligentnego pyłu z wymiarów milimetrowych do poziomu mikrometrów.

Ultra-Fast Systems, będące częścią Centrum Badań Nanoelektroniki na Uniwersytecie w Glasgow, jest założycielem i członkiem dużego międzynarodowego konsorcjum, które opracowuje pokrewną koncepcję: smart specks.

Smart Dust wszedł do Cyklu Popularności Gartnera dotyczącego nowych technologii w 2003 r. i powrócił w 2013 r. jako najbardziej spekulatywny temat.

W 2022 r. artykuł Nature napisany przez Shyamnatha Gollakotę, Vikrama Iyera, Hansa Gaensbauera i Thomasa Daniela, wszystkich z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, przedstawił małe, lekkie, programowalne, bezprzewodowe czujniki bez baterii, które można rozproszyć na wietrze. Urządzenia te zostały zainspirowane nasionami mniszka lekarskiego, które mogą podróżować nawet na kilometr w suchych, wietrznych i ciepłych warunkach.

Przykłady zastosowania

Firma Dust Networks rozpoczęła projekt badający zastosowanie Inteligentnego pyłu, który obejmował:

Sieci czujników związanych z obronnością, z np. obserwacją pola bitwy, monitorowaniem przestrzegania tzw. prawa wojennego, monitorowanie transportu i namierzanie taktycznych pocisków balistycznych.
Czujniki wirtualnej klawiatury: dzięki przymocowaniu miniaturowych pilotów do wszystkich paznokci akcelerometry mogą wykrywać orientację i ruch każdego czubka palca i przekazywać te dane do komputera w zegarku na ręce.
Kontrola zapasów: poprzez umieszczenie miniaturowych czujników na każdym obiekcie w systemie magazynowym (opakowanie produktu, karton, paleta, magazyn samochodów ciężarowych, internet), każdy element może „rozmawiać” z kolejnym elementem w systemie. To przekształciło się w dzisiejsze systemy kontroli zapasów RFID.
Monitorowanie jakości produktów: monitorowanie temperatury i wilgotności łatwo psujących się produktów, takich jak mięso i nabiał.
Monitorowanie uderzeń, wibracji i temperatury elektroniki użytkowej w celu analizy awarii i zdobycia informacji diagnostycznych, np. monitorowanie wibracji łożysk w celu wykrycia częstotliwości, które mogą wskazywać na zbliżanie się awarii.
Eksploracja kosmosu: zdalne badanie warunków atmosferycznych na planetach.

Zobacz też

Otchłań w niebie
szara maź
topologia siatki
nanotechnologia
RFID
przetwarzanie bez granic
bezprzewodowa sieć czujnikowa
Niezwyciężony, powieść science fiction z 1964 roku, której intryga koncentruje się na samokonfigurujących się rojach mikrorobotów.
Diamentowy wiek, powieść science fiction Neala Stephensona z 1995 roku, w której występuje wykorzystanie pyłu do inwigilacji.
Rój, thriller science fiction Michaela Crichtona z 2002 roku o atakujących rojach nanorobotów.

Przypisy

↑ SamiraS. Shackle SamiraS., Traf i fart, AlicjaA. Kitlasz (tłum.), czerwiec 2022, s. 28, ISSN 0033-2488 .
↑ Rosenthal, Marshal M. "Gamebits: Digital Tricks". Games. Nr 160 (Vol 24, #3). Str. 6. maj 2000.
↑ Smart Dust: BAA97-43 Proposal Abstract, POC: Kristofer S.J. Pister. berkeley.edu. [dostęp 2023-02-05].
↑ B.A.B.A. Warneke B.A.B.A. i inni, An autonomous 16 mm/sup 3/ solar-powered node for distributed wireless sensor networks, „Proceedings of IEEE Sensors”, 2, Orlando, FL, USA: IEEE, 2002, s. 1510–1515, DOI: 10.1109/ICSENS.2002.1037346, ISBN 978-0-7803-7454-6 [dostęp 2023-02-05] .
↑ Simon Makin: "Neural Dust" Could Enable a Fitbit for the Nervous System. Scientific American, August 8, 2016. [dostęp 2023-02-05]. (ang.).
↑ 2003 Gartner Hype Cycle on emerging technologies. Gartner. [dostęp 2023-02-05]. (ang.).
↑ 2013 Gartner Hype Cycle on emerging technologies. Gartner. [dostęp 2023-02-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-08-19)]. (ang.).
↑ Vikram Iyer. Wind dispersal of battery-free wireless devices. „Nature”. 603 (7901), s. 427–433, 2022-03-17. DOI: 10.1038/s41586-021-04363-9. ISSN 0028-0836. PMID: 35296847. Bibcode: 2022Natur.603..427I. (ang.).
↑ J.R.J.R. Barker J.R.J.R., F.F. Rodriguez-Salazar F.F., Self-organizing smart dust sensors for planetary exploration [online] [dostęp 2023-02-05] .

[1] SamiraS. Shackle SamiraS., Traf i fart, AlicjaA. Kitlasz (tłum.), czerwiec 2022, s. 28, ISSN 0033-2488 .

[2] Rosenthal, Marshal M. "Gamebits: Digital Tricks". Games. Nr 160 (Vol 24, #3). Str. 6. maj 2000.

[3] Smart Dust: BAA97-43 Proposal Abstract, POC: Kristofer S.J. Pister. berkeley.edu. [dostęp 2023-02-05].

[4] B.A.B.A. Warneke B.A.B.A. i inni, An autonomous 16 mm/sup 3/ solar-powered node for distributed wireless sensor networks, „Proceedings of IEEE Sensors”, 2, Orlando, FL, USA: IEEE, 2002, s. 1510–1515, DOI: 10.1109/ICSENS.2002.1037346, ISBN 978-0-7803-7454-6 [dostęp 2023-02-05] .

[5] Simon Makin: "Neural Dust" Could Enable a Fitbit for the Nervous System. Scientific American, August 8, 2016. [dostęp 2023-02-05]. (ang.).

[6] 2003 Gartner Hype Cycle on emerging technologies. Gartner. [dostęp 2023-02-05]. (ang.).

[7] 2013 Gartner Hype Cycle on emerging technologies. Gartner. [dostęp 2023-02-05]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-08-19)]. (ang.).

[8] Vikram Iyer. Wind dispersal of battery-free wireless devices. „Nature”. 603 (7901), s. 427–433, 2022-03-17. DOI: 10.1038/s41586-021-04363-9. ISSN 0028-0836. PMID: 35296847. Bibcode: 2022Natur.603..427I. (ang.).

[9] J.R.J.R. Barker J.R.J.R., F.F. Rodriguez-Salazar F.F., Self-organizing smart dust sensors for planetary exploration [online] [dostęp 2023-02-05] .