Умная пыль: тысячи невидимых шпионов везде

Быстрое развитие нанотехнологий меняет все. И интеллектуальная пыль является следующим шагом в разработке миниатюрных микросхем.

Этот умный порошок представляет собой беспроводную сеть небольших электрических цепей, которая может автономно читать, собирать и передавать данные окружающей среды. Технология была разработана с конца 1990 -х годов.

Термин «умная пыль» был впервые введен Кристофером Пистером, профессором Калифорнийского университета в Беркли, в 1997 году Pister первоначально описал беспроводную сеть сенсорных узлов. Сегодня эти самилиметровые датчики уже работают, регистрируя температуру окружающей среды, влажность, свет, звук и даже химический состав веществ.

Кроме того, эти небольшие устройства способны вычислять, передавать и сообщать об экологической информации. Эти датчики работают без внешнего источника питания, используя свет, вибрации или электромагнитные поля.

Умные порошковые устройства могут быть реализованы в больших количествах и масштабируют Интернет вещей (IoT) даже при уменьшенном размере. Они объединяют электрические и механические компоненты, а последние версии собирают энергию из вибрации или воздуха.

Эти устройства работают по тому же принципу, что и дверные колокольчики, умные термостаты или ношение фитнес -трекеров, подключенные к сети для сбора данных и передачи их на коротких расстояниях в центральный центр. Но эти небольшие технологии уже производятся в больших количествах — от тысяч до миллиардов единиц.

Каждая пыль представляет собой отдельную единицу в сети, размером менее одного кубического миллиметра и содержит встроенные чипы для измерения и обработки данных. В определенных средах эти устройства используют радиочастотные передатчики связи.

Они используют встроенные источники энергии, такие как батареи или источники толстых слоев для сбора солнечной энергии, термической стабилизации или вибрации окружающей среды. Они обычно покрыты защитными полимерами, чтобы предотвратить агрессивные воздействия окружающей среды.

По словам Рэнди Каца, инженера по коммуникациям в Калифорнийском университете, который является одним из ранних разработчиков технологий, эти устройства особенно многообещают для обнаружения химического оружия или приведенных в космосе, инженера по коммуникациям Калифорнийского университета, который является одним из ранних разработчиков технологий. Сегодня они используются в растущем числе областей, включая мониторинг окружающей среды, городскую инфраструктуру, промышленную автоматизацию, здравоохранение, военную оборону и сельское хозяйство.

Одним из ключевых преимуществ этой технологии является ее масштаб и гибкость. Небольшой размер датчиков позволяет им плавно интегрировать их практически в любую среду. Беспроводная модульная конструкция позволяет добавлять или удалять небольшие датчики по мере необходимости, в зависимости от приложения.

Это может включать в себя мониторинг жизненно важных показателей в организме человека, отслеживание оборудования в глобальных сетях подачи или выявление ранних признаков стихийных бедствий. «Smart Dust» обеспечивает реальную сбору данных в местах, где традиционные датчики не работают.

Адаптивность делает эти датчики перспективным инструментом для повышения эффективности, повышения безопасности, автоматизации повторяющихся задач и снижения стоимости громоздкой и энергоемкости инфраструктуры. Однако эта система также имеет значительные недостатки. Эти небольшие датчики постоянно собирают информацию без знаний или разрешения пользователей. Они также не обеспечивают надежного шифрования и несут риски конфиденциальных расстройств.

Возможности этих датчиков также ограничены источником питания. Это, в свою очередь, значительно снижает их срок службы и затрудняет поддержание недоступных мест.

Кроме того, управление большими объемами данных, хранящиеся этими датчиками, требует сложной инфраструктуры, а ремонт самих устройств в жестких условиях является очень большой проблемой. Поскольку эти устройства трудно обнаружить и контролировать, они уязвимы для кибератак и требуют постоянных обновлений безопасности для предотвращения несанкционированного использования.

В 2022 году мировой рынок интеллектуальной пыли оценивался в 114,64 млн. Долл. США и, как ожидается, достигнет 392,5 млн. Долл. США к 2032 году. Использование этих технологий в городской среде улучшает управление движением, контролирует статус структур, оптимизирует использование ресурсов и поддерживает инициативы по устойчивости.

По мнению экспертов, для того, чтобы эти технологии были более широко приняты, есть все еще проблемы, которые необходимо преодолеть, такие как ограниченная мощность и энергоэффективность. После реализации микроскопические датчики трудно отслеживать или исключить, что увеличивает риск повреждения, злоупотребления или несанкционированного мониторинга, если они используются вне их предполагаемой цели, или попадают в неподходящие руки.