Что такое "умная пыль" и стоит ли ее бояться, ведь она, похоже, стала реальностью
- "Умная пыль" – это сеть микроскопических сенсоров, способных собирать и передавать данные, что находит применение в различных отраслях, включая военную разведку, экологию и медицину.
- Технология имеет потенциальные угрозы, такие как нарушение приватности, экологическое загрязнение и использование для тотальной слежки, что вызывает необходимость в этическом регулировании.
Идея "умной пыли", когда-то описанная в научной фантастике, превращается в реальную технологию. Это сеть микроскопических сенсоров, которые могут летать в воздухе и собирать различные данные. Проект, который начинался как разработка для военных, теперь находит применение во многих областях, от экологии до медицины.
Концепция "умной пыли" заключается в использовании множества крошечных датчиков, или "мотов", которые способны передавать информацию на центральное устройство. Идея, вдохновленная романом Станислава Лема "Непобедимый", изначально была исследовательским предложением для Агентства передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA), рассказывает 24 Канал.
Смотрите также Стартап Сэма Альтмана тестирует таблетку для омоложения мозга
Как работает эта технология и где ее применяют?
Благодаря десятилетиям исследований и разработок размер этих устройств значительно уменьшился. Если раньше они были размером с рисовое зернышко, то сейчас некоторые из них достигают от 1 до 0,02 кубического миллиметра, что делает их почти невидимыми для невооруженного глаза.
Беспроводные датчики без батарей размером с рисовое зернышко / Фото UC Berkeley
Еще в 2003 году первые микродатчики могли фиксировать изменения влажности, света и температуры. За последние десять лет их возможности расширились до записи звука, а сейчас ведется работа над разработкой мобильных роботов (мотов), способных определять химический состав воздуха.
Интересный факт! Современные моты могут работать как автономно для мониторинга биологических показателей человека, так и в координированных роях для выявления биологических соединений в окружающей среде. Будущие разработки предусматривают создание систем, способных передавать практически неограниченные объемы информации в трехмерном пространстве.
Хотя военные заинтересованы в "умной пыли" для разведки, большинство исследований проводят в университетских и корпоративных лабораториях. Компании, такие как Emerson Process Management и Hewlett-Packard, активно работают в этой сфере.
В 2022 году рынок "умной пыли" оценивался примерно в 115 миллионов долларов, а к 2032 году прогнозируется его рост почти до 400 миллионов долларов.
Архитектура беспроводных сенсорных сетей с узлами, базовой станцией и подключением к Интернету / Фото monolithicpower
Как это можно использовать?
Исследование проведено 2024 году, опубликовано в журнале опубликовано в журнале Scientific Reports, экспериментально подтвердило ключевое преимущество технологии "умной пыли" – способность роя простых сенсоров работать эффективнее одного сложного устройства.
Ученые доказали, что для определения местонахождения объекта в помещении, где GPS не работает, коллектив из нескольких крошечных датчиков значительно превосходит по точности один, хоть и более мощный, стационарный сенсор.
В ходе эксперимента исследователи использовали рой мотов, оснащенных простыми радиочастотными (RF) приемниками. Их задачей было локализовать неподвижную цель, излучающую радиосигнал. Каждый сенсор в рое измерял мощность полученного сигнала (RSS), чтобы определить приблизительное расстояние до цели. Затем, объединив данные от всех членов роя, система рассчитывала точное местонахождение объекта с помощью метода трилатерации.
Кстати, одной из проблем является способность заживить такие сенсоры. Поэтому ученые работают над созданием миниатюрных аккумуляторов.
Миниатюрные аккумуляторы для мотов / Фото Advanced Energy Materials
Результаты показали, что точность позиционирования напрямую зависит от количества сенсоров в рое. С каждым новым датчиком погрешность в определении координат цели существенно уменьшалась. Важнейшим выводом стало то, что рой, который состоял всего из четырех простых мобильных сенсоров, смог достичь более высокой точности, чем один, значительно более сложный и мощный стационарный "якорный узел", который использовался для сравнения.
Исследование доказало важную концепцию – децентрализованная сеть из большого количества недорогих и простых датчиков может эффективно решать сложные задачи. Этот принцип является основой концепции "умной пыли" и открывает новые возможности для его применения в логистике, поисково-спасательных операциях и мониторинге сложных сред и конечно же в военных целях.
Какие проблемы технологии "умной пыли"?
Несмотря на впечатляющий прогресс, технология "умной пыли" все еще сталкивается с определенными ограничениями. Необходимость поддержания связи с централизованным блоком обработки данных означает, что крошечные устройства не могут удаляться слишком далеко от контроллера. Кроме того, их срок службы остается относительно коротким.
Однако эти проблемы активно решаются благодаря инновациям в сфере сбора энергии. Современные разработки включают системы, использующие свет, вибрации и электромагнитные поля для подпитки микроскопических сенсоров, что значительно продлевает их срок эксплуатации и расширяет возможности применения.
Так стоит ли бояться "умной пыли"?
Технология уже вызывает беспокойство. Например, израильская фирма Stardust Solutions объявила о намерении выпустить разновидность "умной пыли" для блокировки солнечного света, что является нарушением международных законов о геоинженерии.
Кроме того, эта технология дает возможность создания почти невидимых систем тотальной слежки несет прямую угрозу приватности и личной свободе. Применение "умной пыли" в военных целях, экологическое загрязнение миллиардами микроскопических частиц и отсутствие четкого правового регулирования создают серьезные вызовы.
Будущее технологии "умной пыли" зависит от того, сможет ли общество найти баланс между ее невероятными возможностями и потенциальным вредом, разработав этические нормы и механизмы контроля, которые бы не позволили "умной пыли" превратиться из инструмента прогресса в оружие или средство тотального контроля.