Умная пыль повсюду и контролирует всё — здравоохранение, банковское дело, погоду, продукты питания и людей

Умная пыль повсюду и контролирует всё — здравоохранение, банковское дело, погоду, продукты питания, военное применение и людей

Доктор Станингер прислал мне кое-какую информацию о «умной пыли», поэтому я хотел бы написать о том, как эта технология лежит в основе Четвёртой промышленной революции и сети бионаблюдения «Интернет тел». Её можно вдыхать, и она передаёт данные об окружающей среде в вычислительную сеть. Он используется в здравоохранении для доставки лекарств, в банковской биометрической аутентификации, в военном наблюдении за зонами боевых действий (и гражданскими лицами), в «Интернете тел», в продуктах питания, ее распыляют в метеорологических целях, и мы просто вдыхаем ее — это невидимая сеть микродатчиков повсюду.

Вот статья CNN за 2010 год

«Умная пыль» предназначена для отслеживания всего

Эти «умные пылевые» частицы, как он их назвал, будут отслеживать всё вокруг, действуя как электронные нервные окончания для планеты. Оснащённые вычислительными мощностями, датчиками, беспроводными радиоприёмниками и аккумуляторами с длительным сроком службы, «умные пылевые» частицы будут вести наблюдения и передавать горы данных в режиме реального времени о людях, городах и окружающей среде.

В 2010 году на правительственном технологическом сайте была опубликована статья, в которой подробно рассказывается о том, что такое «умная пыль» и как она работает:

Здоровье и социальные услуги — пыль на ветру

В 1997 году, будучи профессором Калифорнийского университета в Беркли, Крис Пистер предложил проект по созданию датчиков, вычислительных устройств и сетей в корпусе размером с миллиметр. Проект под названием Smart Dust был профинансирован DARPA в том же году.

Идея заключалась в том, чтобы создать недорогие беспроводные сенсорные сети, работающие от батареек, которые можно было бы размещать на поле боя или в других интересующих местах, а также быстро и легко устанавливать в различных зданиях и сооружениях для оценки ситуации, — сказал Пистер, президент и генеральный директор Dust Inc.

Вы можете отслеживать движение людей или транспортных средств, вы можете отслеживать объекты, будь то вражеские солдаты или гражданские лица, — есть множество замечательных вещей, которые можно делать, если у вас есть для этого датчики, — сказал он. «Всё это можно сделать сегодня, если потратить время и деньги на то, чтобы всё это подключить, но у вас нет такой роскоши в бою или в чужой стране, где вам предстоит сражаться, — вы просто не сможете туда попасть с проводной системой».

Начало

«Умная пылинка» — это узел обработки данных, представляющий собой точку размером в миллиметр в сети, которая наблюдает и записывает происходящее вокруг. По словам Стивена Глейзера, доцента кафедры гражданского и экологического строительства Калифорнийского университета в Беркли, информация, которую собирают эти «пылинки», варьируется в зависимости от того, что вы хотите наблюдать. 

«У него есть микроконтроллер, двусторонняя радиосвязь, буферная память и так далее, и он динамически перепрограммируется, так что вы можете изменить его возможности в будущем», — сказал он. «Это интеллектуальное устройство; у него есть операционная система, которая позволяет устройствам общаться друг с другом и [передавать] данные без вмешательства извне, так что это одноранговая сеть».

По словам Глейзера, Smart Dust использует одноранговые сети, то есть устройства сами настраивают сеть «на лету», и структура сети меняется со временем.

Сеть также может быть настроена произвольным образом, добавил Глейзер, и, поскольку моты или узлы автономны, они сами собираются в сеть. Промежуточные узлы помогают удалённым узлам связываться с материнским устройством, которое управляет данными датчиков и подключено к ПК, известному как базовая станция. 

Для связи друг с другом датчики используют программу с открытым исходным кодом для беспроводных сетей под названием TinyOS. Дэвид Каллер, профессор компьютерных наук в Калифорнийском университете в Беркли, который руководит исследовательской лабораторией Intel в университете, написал TinyOS.

Когда объявляется о новой технологии, люди склонны сомневаться в ее надежности, пока она не будет доказана, и именно над этим работают Каллер, Глейзер, Пистер и все остальные, чьи руки испачканы в пыли. Изначально тестирование в среде имело наибольший смысл, потому что узлы можно было рассредоточить и собирать данные, никого не затрагивая.

"Как пройти все этапы и завоевать доверие к новой технологии?" Сказал Каллер. "Естественным местом для начала была окружающая среда. Во-первых, она неподвижна". Глейзер и его аспиранты совместно с Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли измеряют влажность в хранилище ядерных отходов, которое планируется построить в Юкка-Маунтин, Невада. По словам Глейзера, устройство, традиционно используемое для измерения влажности в хранилище, является большим и выделяет много тепла, что изменяет влажность.

Благодаря своему небольшому размеру Smart Dust может работать в течение длительного времени без проводов и передавать данные из мест, куда не может добраться большое устройство.Это был идеальный кандидат. У Глейзера также есть проекты, которые он планирует реализовать в Израиле и Китае.

На данный момент наибольшее количество частиц, распределённых по территории, составляет несколько сотен, сказал Каллер, добавив, что разработка, направленная на упрощение создания сетей, продолжается, и сборка сетей всё ещё требует значительных усилий.

По словам Глейзера, «умные пылинки» считаются дешёвыми — по несколько сотен долларов за штуку, но цены будут снижаться, потому что сейчас они всё ещё считаются исследовательскими устройствами. Когда они станут коммерческими, стоимость значительно снизится, потому что большая часть затрат приходится на разработку. 

«Датчики могут стоить — скажем, для вибрации — от 5 до 1000 долларов за штуку, в зависимости от того, насколько чувствительными они должны быть для ваших нужд», — сказал Глейзер. «Если вас интересует очень сильная реакция на землетрясение и вас интересуют не мелкие толчки, а настоящие землетрясения, то модель за 5 долларов отлично подойдёт».

Топ-5 производителей МЭМС-датчиков меняют здравоохранение, каким мы его знаем, и МЭМС-датчики используются повсеместно:

Топ-5 компаний в области технологий MEMS в 2023 году

По данным Mordor Intelligence, рынок MEMS по прогнозам, вырастет с 15,50 млрд долларов США в 2023 году до 23,23 млрд долларов США к 2028 году со среднегодовым темпом роста 8,43%. Этот рост обусловлен повышением спроса на MEMS в различных отраслях, от автомобильной до бытовой электроники. Технология MEMS имеет решающее значение для IoT, которому нужны небольшие и экономичные датчики для мониторинга производства и работы в сложных условиях.

Он играет важную роль в автоматизации благодаря своей чувствительности, надежности и масштабируемости. Проблемы возникают из-за сложного производственного процесса этих устройств. Использование MEMS в полупроводниковой промышленности резко возросло во время борьбы с COVID-19, что позволило внедрить инновации в электронику, в том числе методы быстрого тестирования и обнаружения SARS-CoV-2

Филлипс рассказывает о том, как прецизионное здравоохранение основано на использовании MEMS и как эта технология существует уже несколько десятилетий:

MEMS в здравоохранении в 2023 году и далее: шесть перспективных областей применения Как технологии микроуровня обеспечивают переход на макроуровень в здравоохранении

В ответ на это здравоохранение претерпевает изменения в нескольких направлениях. Пациентов по возможности лечат на дому — эта тенденция ускорилась во время пандемии. Кроме того, благодаря носимым устройствам и онлайн-информации пациенты как никогда раньше могут понимать состояние своего здоровья и улучшать его. 

Персонализация позволяет адаптировать лечение к индивидуальным потребностям пациентов. Наконец, эффективность здравоохранения повышается за счёт перехода к оплате за излечение, а не за сам процесс лечения.[1] Парадоксально, но эти четыре пути решения макросоциальных проблем в здравоохранении технически осуществимы на микроуровне. 

Несколько технологических разработок на субмиллиметровом уровне предлагают план действий, который позволит избежать глобального кризиса в здравоохранении. Некоторые из этих решений реализованы в микроэлектронных механических системах (MEMS), которые существуют уже несколько лет или даже десятилетий. Ожидается, что в некоторых областях применения MEMS оправдают свои ожидания уже в ближайшие годы.

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) для доставки лекарств

МЭМС — это небольшие интегрированные устройства, сочетающие в себе электрические и механические компоненты. Их создание стало возможным благодаря достижениям в области микрофлюидики и миниатюризации электроники. Они варьируются от простых систем без движущихся частей до очень сложных систем. 

МЭМС могут быть изготовлены асептическим способом с использованием биосовместимых материалов и герметично запечатаны. MEMS-устройства доставки лекарств обычно состоят из трёх компонентов: камеры для лекарства, механизма высвобождения лекарства и упаковки, а также могут включать датчики, каналы, насосы, клапаны, иглы, мембраны и один или несколько резервуаров для лекарства.

Устройства MEMS могут быть имплантируемыми или носимыми и применяться при хронических и длительных заболеваниях. Они могут доставлять лекарства в определённые места, а некоторые могут доставлять более одного лекарства. Устройства со встроенными датчиками могут регулировать скорость доставки в соответствии с потребностями пациента на основе определения жизненно важных показателей или биомаркеров.

МЭМС-устройства небольшие и лёгкие, их можно легко интегрировать в электрические и электронные схемы. МЭМС-устройства могут быть как с питанием, так и без него. МЭМС-устройства с питанием потребляют мало энергии и могут работать автономно. Однако у

https://anamihalceamdphd.substack.com/p/smart-dust-the-key-to-4th-industrial