В романе известного фантаста Станислава Лема «Непобедимый» грозным оружием будущего были не громоздкие космические крейсеры или танки, а маленткие металлические кристаллы.
По отдельности эти песчинки представляли собой безобидный кварцевый песок, но, объединяясь в пылевые тучи, превращались в мощное оружие. Эти тучи образовывали мощные вихри, с гигантской напряжённостью магнитного поля, способной вывести любую электронную аппаратуру или "обнулить память" человека. После этой процедуры взрослый 🧑 человек разучался говорить, читать, а его интеллект 🧠 низводился до годовалого ребёнка.
В романе Станислава Лемма учёные попытались защититься от "щупальцев" чёрной тучи, сканирующей нейроимпульсы головного мозга, с помощью сетки проводов , имитирующей работу уже повреждённого мозга. (Чем это закончилось - лучше прочитать , чтобы не лишать себя удовольствия:-)
Не всё в замысле Станислава Лема имеет под собой научное подкрепление, однако для организации связи умная пыль, действительно, пригодна и похоже, трудно уязвима - её не поразишь с помощью Задиры либо высокоточного оружия.
Благодаря развитию МЭМС предсказания фантаста стано
вятся реальностью. В 1998 году американские ученые из военного агентства DARPA выдвинули концепцию “умной пыли” (smart dust). Суть ее заключается в том, чтобы разбрасывать с самолетов над зоной боевых действий тысячи крошечных сенсороврадиопередатчиков, которые незаметно для противника станут отслеживать все его перемещения и действия. Предполагалось также, что простые по отдельности сенсоры будут самоорганизовываться в сложную, наделенную искусственным интеллектом сеть, которая сможет производить фильтрацию и первичную обработку собранных данных, чтобы переправлять командованию уже обработанную информацию.
Одной из самых плодотворных разработок в этом направлении стал совместный проект Калифорнийского университета в Беркли и корпорации Intel, в рамках которого созданы умные
сенсоры Motes (в переводе с англ. – “пылинки”).
Что же представляют собой эти “пылинки”?
Это миниатюрные чувствительные приборы размером с таблетку аспирина, способные автономно работать в любых условиях и с помощью радиоволн объединяться в локальные сети для передачи собранной информации центральному компьютеру.
Исследователи изготовили несколько сотен экспериментальных “умных пылинок”. Все “пылинки” снабжены сенсорами и радиопередатчиками, передающими сигнал по цепочке от
одного робота к другому. Поскольку объем памяти “пылинки” составляет лишь несколько килобайт, то для их совместной работы разработали специфическую “крошечную” операционную систему TinyOS, оперирующую файлами размером порядка 200 байт, и соответствующую систему баз данных TinyDB, проводящую внутрисетевую обработку данных.
Стоит отметить, что при этом они отличаются достаточно долгим сроком службы – их батареек хватает на несколько лет! Секрет такой долговременной работы “пылинок” заключается в том, что они включаются лишь на короткое время: делают замеры, передают сигнал – и снова “засыпают”.
Что же касается принципов самоорганизации сети, то в ее
основу положена логическая система простых “локальных правил”. Когда на местности развернуты тысячи сенсоров и шлюзовмаршрутизаторов, то простое правило для каждого сенсора гласит: “Установить связь с ближайшим шлюзом”. Следовательно, все сенсоры автоматически группируются вокруг ближайших шлюзов.
Первые испытания “умной пыли” проводились в марте 2001 года на военной базе в Калифорнии. Тогда с самолета было сброшено шесть “умных пылинок”. Попадав на землю, они тут же объединились в беспроводную сеть и приступили к измерению напряженности магнитного поля вокруг себя. А после того как мимо проехала машина, принялись рассчитывать ее скорость и определять направление движения, сообщая эти данные переносному компьютеру, находящемуся в ближайшем командном пункте.
Понятие умной пыли было введено профессором Калифорнийского университета в Беркли Кристофером Пистером в 2001 году.
Ссылки
Michael J. Sailor and Jamie R. Link. Smart dust: nanostructured devices in a grain of sand. — Chemical Communications[en], vol. 11, p. 1375, 2005.