Logotip GadgetARQ
pretraživanje
Zatvorite ovaj okvir za pretragu.

Smart Dust – stvar koju morate znati za ovu inovativnu eru tehnologije!

Facebook
cvrkut
Pinterest
SHARE

Ako ste čuli za najnoviju i novu nanotehnologiju i pametnu prašinu, ali niste sigurni kako funkcioniraju. Pametni senzori za prašinu mogu pratiti kvaliteta zraka, otkrivanje i predviđanje prirodnih katastrofa, pratiti i upravljati lancima snabdijevanja, te pratiti kritičnu infrastrukturu kao što su mostovi, brane i cjevovodi. U zdravstvu, Smart Dust senzori mogu pratiti vitalni znaci i primjena lijekova, praćenje kretanja pacijenata i otkrivanje infekcija u realnom vremenu. U odbrani se mogu koristiti senzori Smart Dust nadzor, izviđanje i praćenje bojnog polja. Ovo funkcionira stvaranjem bežične mesh mreže u kojoj senzori komuniciraju jedni s drugima kako bi prenijeli podatke do centralne procesorske jedinice.

Uz pomoć toga, oni mogu kontinuirano pratiti i analizirati okolinu. Smart Dust senzori su robusni, pouzdani i kompaktni uprkos tome. Oni su takođe jeftini, što ih čini poželjnim izborom za široku primenu. Evo svega što trebate znati o Smart Dust-u i kako će on promijeniti sadašnju tehnologiju.

Šta je Smart Dust?

Šta je Smart Dust?

Smart Dust koristi mikroskopske bežične senzore za izgradnju mreža koje mogu percipirati i prenijeti podatke o okolišu. Ovi mali senzori, motes, mogu stati na vrh prsta, a neki od njih su čak i manji od zrna pijeska. Možete unaprijed programirati algoritme u senzore za obavljanje određenih poslova. Ovo može pomoći u mjerenju temperature, vlažnosti, svjetlosti, zvuka, kretanja i prisutnosti plinova ili kemikalija. Osim toga, izvor napajanja im omogućava da rade samostalno dugo vremena. Stoga su savršeni za udaljena i izazovna mjesta. Mogu se koristiti u odbrani, zdravstvu, industrijskoj kontroli i monitoringu životne sredine.

Smart Dust Working tehnologija

Smart Dust mreže koriste sićušne senzore zvane “Motes” to prikupljati i prenositi informacije o životnoj sredini. Ovi senzori su neverovatno mali, sa zapreminom od samo nekoliko kubnih milimetara ili manje. Unatoč svojoj veličini, imaju sve što im je potrebno za funkcioniranje. Ovo uključuje mogućnosti senzora, računarsku snagu, bežičnu komunikaciju i izvor napajanja.

Za kreiranje ovih senzora, inženjeri koriste MEMS tehnologija. Ovo je skraćenica od mikroelektromehaničkih sistema. Poluge, opruge, membrane i druge mehaničke i električne komponente se kombinuju za proizvodnju senzora i aktuatora. Zajedno, ovi elementi osjećaju i prenose informacije o svom okruženju.

Kako tehnologija napreduje, MEMS komponente postaju sve manje i manje. To je dovelo do razvoja NEMS ili nanoelektromehanički sistemi. Ove još manje komponente omogućavaju stvaranje senzora koji su nevjerovatno mali, baš poput čestica prašine. Pametni senzori prašine mogu plutati u zraku poput čestica prašine. To ih čini savršenim za upotrebu kao što je praćenje kretanja ljudi ili vozila ili za praćenje okoline. Ovi senzori se mogu koristiti za nevidljivo prikupljanje podataka zbog svoje male veličine. Temperatura, pritisak, vibracije i prisustvo otrova su samo neki primeri za to. Lako ih je rasporediti u velikom broju jer su obično veličine 1 mm.

Šta to radi?

Jednom raspoređeni, motovi prikupljaju informacije i bežično ih prenose do većih kompjuterskih sistema. Ovo informacije se zatim mogu obraditi i analizirati kako bi se pružio uvid u okruženje koje se prati. Kombinacija male veličine i mogućnosti bežičnog prijenosa podataka motesa im daje njihovu moć. Ovisno o kapacitetu obrade mote, podaci se tamo mogu obraditi dok se prikupljaju.

Pametni senzori prašine također mogu šalje signale komandnom računaru. Ovo zatim prikuplja informacije kako bi se dale povratne informacije menadžerima postrojenja. Alternativno, informacije koje prikupljaju senzori mogu pokrenuti rutinske radnje.

Američka agencija za napredna istraživanja u oblasti odbrane (DARPA) razvija program pod nazivom SHIELD. Ovo koristi mikrorazmjerna kola za provjeru autentičnosti i praćenje lanca nabavke kompjuterskih čipova za odbrambene aplikacije. Minijaturni senzori mogu detektuju sve, od svjetlosti preko vibracija do temperature. Integriše različite mogućnosti u kompaktnom obliku, MEMS (mikroelektromehanički sistemi). Uprkos svojoj maloj veličini, pametna prašina uključuje senzorne sposobnosti, samodovoljnu proizvodnju energije, računarske mogućnosti i bežičnu komunikaciju unutar volumena od samo nekoliko milimetara.

Ovi uređaji izvrsni su u prikupljanju širokog spektra podataka, uključujući mjerenja koja se odnose na ubrzanje, stres, pritisak, vlažnost, zvuk i druge parametre. Osim toga, imaju sposobnost da bežično prenositi podatke na druge MEM-ove, bazu ili oblak pored pohranjivanja u memoriju. MEMS je efikasan alat za industrije od poljoprivrede do zdravstva, zbog svoje sposobnosti prikupljanja i analize podataka u realnom vremenu.

koncept

Devedesetih godina, dr. Kris Pister, profesor elektrotehnike na Kalifornijskom univerzitetu, predložio je novu metodu za implementaciju inteligentnih bežičnih senzora pod nazivom “Smart Dust”. On je u to vjerovao rasipanje senzora svuda, sve se moglo izmeriti, uključujući provjeru vremena. U početku je razmišljao o ekološkim aplikacijama, ali je vojska dala inspiraciju i finansirala projekat. Pisterov projekat Smart Dust finansirala je DARPA 1992. godine.

Komponente mote

komponente

Pametni uređaji za zaštitu od prašine imaju četiri komponente: senzori, kola, komunikacija ili napajanje. Ovi sićušni uređaji imaju senzore koji mogu detektovati i meriti različite stvari kao što su vibracije, temperatura, pritisak, zvuk, svetlost, magnetno polje, itd. Mikrokontroleri obrađuju i pohranjuju podatke, dok se za komunikaciju koriste predajnik i 3D antena. Ovisno o području rada, niz solarnih ćelija, tankoslojna baterija ili superkondenzator mogu napajati mote. Ovi uređaji postaju sve manji i manji, što dovodi do stvaranja inteligentnih prašina s autonomnim vidom. Istraživači su čak uspješno testirali objektive s više sočiva veličine oko 100 mikrona, otprilike veličine zrna soli.

Ova sočiva imaju izuzetan optički kvalitet i dolaze sa rezolucijama do 500 parova linija po milimetru. Naučnici rade na stvaranju još manjih uređaja za skladištenje energije za napajanje mikroelektronskih komponenti mota. Nanosuperkondenzatori su, na primjer, veličine zrnca prašine, ali imaju napon AAA baterije.

primarne karakteristike mota 

Motes poseduju sposobnost da detektovati i meriti širok spektar parametara. Ovo uključuje lsvjetlost, položaj, stres, ubrzanje, pritisak, vlažnost, vibracije i zvuk. Ovi motovi efikasno razmjenjuju podatke jedni s drugima, prenoseći ih od jednog mota do drugog dok ne stignu do prijenosnog čvora. Opremljeni brojnim minijaturnim senzorima, oni prikupljaju i kombinuju relevantne podatke bitne za njihove određene zadatke. Štaviše, motovi su sposobni da analiziraju prikupljene podatke senzora na osnovu sistemskih kontrola i efikasno saopštavaju rezultate drugim motovima kao i centralnoj baznoj stanici.

3D štampa na mikroskali

Ovi dijelovi ovih uređaja se proizvode u jednom komadu pomoću komercijalno dostupnog 3D štampača. Ovo pomaže u postizanju zapanjujućeg nivoa zamršenosti. Osim toga, određena ranija ograničenja proizvodnje koja ograničavaju veličinu artikala više ne postoje. Najbolji kvalitet slike moguć je uz optička sočiva za ove male senzore.

Neuralna pametna prašina u neuronauci

Neuralna pametna prašina

Smart Dust se odnosi na male bežične senzorske uređaje i može pomoći u praćenju ljudi ili objekata dok se kreću, promatranju vremenskih obrazaca, identifikaciji zagađivača okoliša i još mnogo toga. Tehnologija također ima moć da fundamentalno promijeni način na koji prikupljamo i analiziramo podatke u širokom spektru organizacija. To može donijeti promjene u zdravstvu, proizvodnji i poljoprivredi.

Istraživači aktivno rade na poboljšanju tehnologije Smart Dust i da je učine još manjom i naprednijom. Oni razvijaju nanoelektromehaničke sisteme (NEMS) koji mogu obavljati složene funkcije na submikronskoj skali. Štaviše, oni takođe istražuju upotrebu pametne prašine u polju neuronauke. S ciljem razvoja sićušnih bežičnih uređaja koji se implantiraju u pojedinačne živce za praćenje i stimulaciju nervne aktivnosti. Iako je tehnologija Smart Dust još uvijek u ranoj fazi, njene potencijalne primjene i prednosti su ogromne i uzbudljive.

izazove i ograničenja

Smart dust je sićušna bežična senzorska mreža s mnogo malih autonomnih senzora. Ovi senzori imaju senzorske, računarske i bežične komunikacijske mogućnosti. Ovi senzori su toliko sićušni da se mogu raspršiti po okolini i stoga se u suštini ne mogu otkriti. Postoje brojne moguće upotrebe za pametnu prašinu, od nadzora okoline do vojnog špijuniranja. Kako god, pitanja privatnosti čine upotrebu pametne prašine diskutabilnom. Postoji šansa da se ovi uređaji mogu koristiti za neovlašteno praćenje ili prikupljanje podataka jer su tako mali i teški za otkrivanje.

Osim toga, pametna prašina je ograničena izazovom obezbjeđivanja dovoljno snage za rad ovih sićušnih uređaja. To je navelo istraživače da istraže različite izvore energije, kao što su termalni, vibracijski, svjetlosni ili radio valovi, za napajanje ovih uređaja. Uprkos ovim poteškoćama, napredak u ambalaži i nanoelektronici omogućio je ugradnju različitih nanoelektronski čipleti. Ovo kombinuje fotonapon, memoriju i računare u pristupačne, kompaktne sisteme sa izvanrednim performansama. Pametni sistemi za prašinu napajani solarnom energijom koji su moćniji i kompaktniji nego ikada prije mogli bi se proizvoditi u velikim razmjerima zahvaljujući ovoj tehnologiji.

praktične primjene

Pametna prašina ima potencijal da revolucionira različite industrije pružajući detaljne informacije o okolišu. U poljoprivreda, može nadgledati usjeve u velikom obimu, pomažući poljoprivrednicima da odrede idealne potrebe za zalijevanjem, gnojivom i kontrolom štetočina. Tako se dobijaju kvalitetniji i obilniji usjevi. U industrije, može kontinuirano pratiti opremu, identificirajući slabosti i koroziju prije nego što dođe do kvara. Ovo može omogućiti pravovremeno održavanje kako bi se spriječili kvarovi sistema. Može pomoći u monitoring okoliša za zdravlje i sigurnost upotrebom hemijskih i bioloških metoda. Na primjer, praćenje kvaliteta vode, zraka i tla.

Pametna prašina može pomoći monitoring urbane infrastrukture praćenjem zgrada, puteva, mostova, tunela, vodovodnih i kanalizacionih cjevovoda, električnih i telekomunikacijskih mreža i dr. Može se poboljšati kontrole zaliha koristeći tehnologiju mikroelektromehaničkih sistema (MEMS) i prati proizvode od proizvodnih pogona do kontejnera za otpremu do maloprodajnih polica. U zdravstvene zaštite, može pomoći u dijagnostičkim tretmanima i uređajima za praćenje koji pomažu osobama sa invaliditetom. Pametna prašina može pomoći u praćenju temperature, vlažnosti i prozračivanja prilikom transporta kvarljivih stvari i pomoći u praćenju dobrobiti životinja tokom transport. Uz to, vojni može koristiti pametne senzore prašine za pristup operacijama na zabranjenim ili nepristupačnim lokacijama. Mogu otkriti prisustvo otrovnih plinova ili drugih opasnih spojeva.

In Istraživanje svemira, može pratiti vremensku i seizmičku aktivnost na planetama i mjesecima. Njegova sposobnost prikupljanja podataka i pružanja povratnih informacija u stvarnom vremenu može utjecati na različite industrije, od sigurnosti preko usklađenosti do produktivnosti. U suštini, tehnologija pametne prašine multiplicira tehnologiju Interneta stvari milione ili milijarde puta, a njene potencijalne primjene su gotovo neograničene. Ako se na svaki od vrhova prstiju nanese mrlja, možete kreirati a virtualna tastatura. Cijeli vaš kompjuterski I/O bi bio nevidljiv zbog MEMS heads-up displeja proširene stvarnosti.

nedostaci-Privatnost i cijena

Pametna prašina ima senzore, mikroprocesore i mogućnosti bežične komunikacije. To im omogućava da prikupljaju i prenose podatke o svom okruženju. Sve veća upotreba pametne prašine postavlja brojna pitanja uprkos njenim potencijalnim prednostima. Budući da ovi uređaji mogu snimiti mnogo informacija bez naše svijesti ili saglasnosti, privatnost je velika briga. Budući da je teško garantirati, osjetljive ili lične informacije dobijene ovim korištenjem mogu se iskoristiti u zle namjere. Jednom kada se rašire po regiji, možda će ih biti teško uhvatiti ili vratiti. Ovo bi moglo olakšati kriminalcima da ih uposle za svoje ciljeve. Moglo bi biti izazovno pronaći i zaustaviti ovo.

The trošak implementacije pametne prašine takođe zabrinjava. Budući da je ovo još uvijek relativno nova tehnologija, cijena implementacije pametnog sistema prašine koji uključuje satelite i druge elemente potrebne za potpunu implementaciju je visoka. To ga čini nedostupnim za mnoge ljude i organizacije, ograničavajući njegovu široku upotrebu. Štaviše, pametna prašina izaziva zabrinutost zbog potencijalne kontaminacije. Ako se ne odlože na odgovarajući način, ovi uređaji, koji često imaju jednokratnu upotrebu i nisu biorazgradivi, mogli bi zagaditi okoliš. Pametna prašina također može predstavljati zabrinutost za ljudsko zdravlje zbog mogućnosti štete od udisanja ili jedenja ovih mikroskopskih čestica.

Na kraju, postoje pravne brige oko sigurnosti pametnih mreža za prašinu. Ako ove mreže nisu sigurne, postoji rizik da neovlaštene treće strane pristupe podacima koje prikupljaju uređaji i koriste ih za nezakonite aktivnosti.

zaključak

Velike korporacije kao što su General Electric, Cargill, IBM, Cisco Systems i druge investirale su u istraživanje pametne prašine. Međutim, izvodljive aplikacije smatraju da će ova tehnologija poremetiti ekonomije i svijet. Od 1992. godine ove kompanije su na čelu inovacija u razvoju tehnologije pametne prašine. Mnoge potencijalne upotrebe pametne prašine tek su u fazi koncepta. Iako tehnologija žuri, mnogi problemi moraju biti riješeni prije nego što vidite kako će to uticati na vašu firmu. Međutim, važno je obratiti pažnju na putanju njegovog rasta, jer više nije nešto izmišljeno. Čak i ako možda nismo u stanju da predvidimo tačan trenutak kada će doći do tačke opšteg usvajanja, znamo da je više pitanje kada nego da li.

Šta mislite o Smart Dust-u? Recite nam u odeljku za komentare ispod.

Čitaj više!

SHARE.
Oznake

Komentari

RELATED

OBJAVE

Pretplatite se na Ažuriranja

Dobijajte najnovije vijesti o tehnologijama u svoje poštansko sanduče.

NAŠI IZBOR

NE PROPUSTITE

Pretplatite se na Ažuriranja

Dobijajte najnovije vijesti o tehnologijama u svoje poštansko sanduče.