Введение
Система микроэлектромеханических устройств Smartdust – это система, состоящая из множества крошечных микроэлектромеханических систем (MEMS), таких как датчики, роботы или другие устройства, способные обнаруживать, например, свет, температуру, вибрацию, магнетизм или химические вещества. Они обычно работают в компьютерной сети по беспроводной связи и распределяются на определенной территории для выполнения задач, как правило, посредством радиочастотной идентификации. Без антенны значительно большего размера дальность связи крошечных устройств "умной пыли" измеряется лишь несколькими миллиметрами, и они могут быть уязвимы к электромагнитному воздействию, приводящему к отключению и разрушению под воздействием микроволн.
Smartdust is a system of many tiny microelectromechanical systems (MEMS) such as sensors, robots, or other devices, that can detect, for example, light, temperature, vibration, magnetism, or chemicals. They are usually operated on a computer network wirelessly and are distributed over some area to perform tasks, usually sensing through radio frequency identification. Without an antenna of much greater size the range of tiny smart dust communication devices is measured in a few millimeters and they may be vulnerable to electromagnetic disablement and destruction by microwave exposure.
Конструкция и проектирование
Концепции Smart Dust возникли на семинаре в RAND в 1992 году и в серии исследований DARPA ISAT в середине 1990-х годов благодаря потенциальным военным применениям технологии. На работу оказали сильное влияние исследования, проводившиеся в UCLA и Мичиганском университете в тот период, а также произведения писателей-фантастов Станислава Лема (в романах «Непобедимый» в 1964 году и «Мир на Земле» в 1985 году), Нила Стивенсона и Вернора Винге. Первая публичная презентация концепции под этим названием состоялась на собрании Американского вакуумного общества в Анахайме в 1996 году. В 1997 году в DARPA было представлено исследовательское предложение по Smart Dust, написанное Кристофером С. Дж. Пистером, Джо Каном и Бернардом Бозером, все из Калифорнийского университета в Беркли. Предложение о создании беспроводных сенсорных узлов объемом в один кубический миллиметр было выбрано для финансирования в 1998 году. Проект привёл к созданию рабочего мота, меньшего, чем зерно риса, а более крупные устройства "COTS Dust" послужили началом разработки TinyOS в Беркли. Концепция была впоследствии расширена Крисом Пистером в 2001 году. Недавний обзор рассматривает различные методы, позволяющие вывести Smart Dust в сенсорных сетях за пределы миллиметровых размеров до микрометрового уровня. Компонент Ultra Fast Systems исследовательского центра наноэлектроники Университета Глазго является одним из основателей крупного международного консорциума, разрабатывающего связанную концепцию: умные частицы. Smart Dust вошла в цикл Gartner Hype Cycle по новым технологиям в 2003 году и вновь появилась в нём в 2013 году как наиболее спекулятивный элемент. В 2022 году в журнале Nature была опубликована статья, написанная Шьямнатом Голлакотой, Викрамом Айером, Хансом Гейнсбауэром и Томасом Дэниелом, все из Университета Вашингтона, в которой были представлены крошечные, лёгкие, программируемые беспроводные датчики, работающие без батарей и способные рассеиваться ветром. Вдохновением для этих устройств послужили семена одуванчика, которые могут преодолевать до километра в сухих, ветреных и тёплых условиях.