«Умная пыль»: миникомпьютеры-датчики позволят «гуглить» реальный мир

Вы думаете, что ваш смартфон или планшетник очень круто работает для своего небольшого размера? Это вообще ничто. Компьютеры следующего поколения, способные на сложные вычисления, будут величиной со снежинку, сообщает New Scientist. Крохотные вычислительные машины – они получили прозвище «умная пыль» — работают по тем же принципам, что и их большие «братья», рассказывает Прабал Датта (Prabal Dutta), сотрудник Мичиганского университета в Энн-Арбор. Они будут оснащены миниатюрным центральным процессором, который будет запускать программы в базовой операционной системе и иметь доступ к ОЗУ и флэш-памяти. Идея разработчиков – покрывать тысячами таких компьютеров здания и другие крупные объекты, чтобы «умная пыль» снабжала нас информацией об окружающем мире.

Первые прототипы группа Датты называет «Мичиганские микропылинки». Эти устройства величиной в один кубический миллиметр оборудованы датчиками температуры и движения, и могут отправлять данные по радиоволнам.

Но как заряжать такие крохотные устройства? «Покрыть весь мир крохотными датчиками – это очень притягательная идея. Но немало ученых, разрабатывающих сети датчиков, в итоге заваливало горами разряженных батарей и мертвых сенсорных узлов», — рассказывает Джошуа Смит (Joshua Smith), руководитель лаборатории сенсорных систем Вашингтонского университета в Сиэтле.

Поэтому, как миниатюрным Робинзонам Крузо, пылинкам придется работать за счет энергии, которую они добудут из окружающей среды. Если «пылинка» расположена около источника освещения, она может воспользоваться миниатюрной солнечной батареей. Другая – конвертирует в электричество тепловую энергию, возникающую за счет перепада температур.

А что будет «главным приложением» для ОС пылевых компьютеров? Мичиганские ученые полагают, что микропылинки смогут фиксировать мельчайшие движения архитектурных сооружений (мостов или небоскребов). В «умном доме» эти устройства могут докладывать об освещении, температуре, степени заполненности помещения, предупреждать об опасной концентрации угарного газа. Если микропылинки поставить на все ваши вещи, что Google-поиск можно будет осуществлять по объектам физического мира – например, набрать в строке поиска «Где мои ключи?».

«Умная пыль» также пригодится в сфере медицинских имплантатов. Компьютеры могут сообщать об изменении состоянии жизненно важных органов пациента. Мичиганские ученые уже провели такой эксперимент – микропылинка имплантирована в раковую опухоль на теле мыши и сообщает о ее росте.

Джошуа Смит разрабатывает свой проект микрокомпьютеров – платформы беспроводного опознавания и восприятия (wireless identification and sensing platforms, WISPs). Эти устройства крупнее, но и ближе к практической реализации, чем мичиганские «микропылинки». Они пользуются системой радиочастотной идентификации, на том же компьютерном языке, что и кредитные карточки нового поколения. Им так же не требуются батареи – WISP’ы потребляют только «отбросы» энергии, например, случайные сигналы с ближайшей телебашни.

Но главным препятствием на пути новой волны миниатюризации является коммуникация, утверждает Датта. Одной единицы энергии, достаточной для выполнения 100,000 операций на своем ЦП, микропылинке хватает на передачу лишь одного бита информации во внешний мир.

{youtube}gqXRwqmg-Do&feature{/youtube}

На видео — профессор Датта рассказывает о своих проектах.

http://nauka21vek.ru