Человеческая мысль всегда опережала науку. Сначала мы читаем о чудесах техники в книгах, написанных фантастами, а через некоторое время в действительности пользуемся ими. Последним достижением наукистало открытие наномира. Сегодня учёные всерьёз озабочены разработкой так называемой «умной пыли».
От фантастики к реальности
В начале 2000-х годов появились крошечные устройства, позволяющие контролировать изменение параметров окружающей среды. Они состояли из нескольких датчиков, процессора, который мог обрабатывать полученные данные, и передатчика для отправки нужной информации на станцию.
Это изобретение было названо мотом (от слова mote − пылинка), но в те времена до габаритов настоящей пылинки было далеко. Первые устройства получались размером с маленькую спичечную коробочку.
Изначально такие мини-боты создавались для применения военных целях (например, в качестве разведчиков). Затем оказалось, что в повседневной жизни их применение во многом также необходимо. С помощью правильно организованной системы подобных «пылинок» можно предусмотреть множество важных вещей: от влияния погодных условий на деградацию моста до создания улучшенной версии Smart Home.
Насколько моты приблизились к прообразу?
С каждым годом возможности разработок увеличиваются, а их размеры, наоборот, уменьшаются. Одними из новейших микрокомпьютеров стали:
- Michigan Micro Mote, изобретённый в 2015 году в Мичиганском университете. Его главной особенностью стала независимость от электрического источника энергии. Это крохотное чудо техники обладает специальными сенсорами, способными преобразовывать и использовать для питания солнечную энергию. По объёму он сравним с рисовым зернышком, а, между тем, включает в себя процессор, внутреннюю память, температурный датчик и слоты для установки ещё восьми любых контроллеров. Его уже сегодня широко применяют в медицине для измерения глазного давления и прочих подобных приёмов.
- В середине 2018 года миру был представлен ещё меньший бот от корпорации IBM. Конечно, пока он ещё далёк от реального внедрения в жизнь, но задумки у учёных большие – весь функционал планируется уместить на частице, меньшей, чем кристаллик соли.
Но основная проблема учёных заключается даже не в том, как минимизировать размеры составляющих, а в том, как организовать большое облако таких устройств. Ведь использовать для решения задачи сотню тысяч способных к вычислению единиц намного продуктивнее, чем один мот.
Основная линия развития
Предполагается, что вскоре удастся построить максимально успешную передачу данных от «пылинки» к «пылинке». Пока что моты могут транслировать биты информации друг другу на расстоянии нескольких километров с достаточно низкой скоростью.
Естественно, что для более быстрого взаимодействия они должны быть расположены ближе. При этом важно, чтобы на линии видимости устройств не располагались мешающие объекты. Но разработчики вдохновляются общением между собой организованных насекомых.
СПРАВКА: муравьи и пчёлы имеют чёткое распределение обязанностей в общем установленном порядке. Благодаря этому каждый занимается своим делом и вносит в «дом» только нужный вклад. Чтобы передать какие-то сообщения сородичам, первые используют запахи, а вторые − характерные для той или иной ситуации движения.
Примерно так же взаимодействует облако умной пыли: каждый мот выполняет чётко поставленную задачу, а полученную извне информацию сообщает другому с помощью волн определённой частоты, излучаемых передатчиком.
Перспективы
В будущем, когда Smart Dust будет доступна на рынке, она найдёт себе применение буквально во всех сферах человеческой жизни:
- производство – соберёт данные об используемых станках и их состоянии, позволив вовремя устранять неисправности и значительно экономить на замене оборудования;
- обеспечение безопасности – компенсирует все недостатки обычных видеокамер и даст возможность динамичного незаметного обзора помещения;
- сельское хозяйство – быстро проверит большие посевные площади и вычислит местонахождение вредителей или участки с неблагоприятной почвой;
- медицина – поможет совершать исследования в труднодоступных местах;
- военное дело – предупредит об опасности (например, о нахождении в воздухе вредных веществ).
Конечно, это далеко не все возможные области применения «умной пыли». Такой научный прорыв открывает перед человечеством новые горизонты. И не исключено, что уже завтра наша жизнь станет совершенно другой.
