por Dan Rowinski14 Noviembre 2013
- Aire Conectado -
El Polvo inteligente es el futuro del mundo cuantificado.
Lo llaman Polvo Inteligente,
pero estos sensores microscópicos
podrían cambiar la forma en la que
nos relacionamos con el mundo.
El año es 2035, y el sargento Bill Traverse y su equipo de comandos está realizando una operación de "barrer y limpiar" a través de una parte de la devastada por la guerra ciudad de México.
Su trabajo consiste en encontrar bolsos ocultos de resistencia y empujarlos a través de la zona neutral o eliminarlos.
Los drones que proporcionan vigilancia no pueden ofrecer mucho apoyo en los estrechos y torcidos callejones y pasadizos de la metrópolis, y los sistemas HUD basados en cascos con los que los soldados están equipados no sirven para nada en una ciudad donde toda la infraestructura técnica fue destruida hace años.
El Sargento Traverse no está navegando a ciegas, sin embargo.
Él y su equipo utilizan Polvo, paquetes portátiles de sensores que flotan en el aire por toda la ciudad y rastrean el movimiento, indicadores biométricos, cambios de temperatura y la composición química de todo en su ciudad.
Los sensores de polvo envían información a sus pantallas HUD a través de un receptor de comunicaciones realizadas por un miembro del equipo. Traverse puede decir, a partir de las lecturas que el polvo le da, si hay gente alrededor de la esquina y si ellos tienen armas.
Su equipo puede entonces actuar en consecuencia...
Esta escena del sargento Traverse y sus hombres son una ficción.
El concepto de polvo no lo es.
Polvo Inteligente - Los sensores que rastrean cada cosa, en todas partes
La idea de la 'Internet de las Cosas' ya es pasado.
El concepto general de la Internet de las Cosas es que podemos poner un sensor en cualquier cosa y envía los datos a una base de datos a través de Internet. De esta manera podemos controlar todo, en todas partes y construir sistemas más inteligentes que son más interactivos que nunca.
¿Poner sensores en las cosas? Que aburrido.
¿Qué pasa si los sensores estuvieran en el aire, en todas partes? Podían controlar todo - la temperatura, la humedad, las firmas químicas, movimiento, ondas cerebrales - todo.
La tecnología se llama Polvo Inteligente y no es tan loca (o tan nueva) como se podría pensar.
El polvo Inteligente como concepto se originó de un proyecto de investigación de la Agencia de Defensa de Proyectos de Investigación Avanzada (DARPA) y la Investigación y Desarrollo Corporación (RAND) de los Estados Unidos a principios de 1990.
DARPA es un conductor de tecnocracia en el siglo 21.
Su creación de sensores microscópicos computarizados no más grandes que un rastro de polvo superará la Internet de las Cosas (IoT) en órdenes de magnitud.
Conocido como "Polvo Inteligente", un área puede ser cubierta para lograr el 100% de monitoreo en tiempo real de todo, y en todos los rincones.
También, el Polvo Inteligente puede ser incorporado en telas, materiales de construcción, pintura o cualquier otro uso de sustancias en la construcción, decoración o de vestir.
Utilizamos la anécdota militar anterior, porque fueron estos grupos de investigación militar los que primero conceptualizaron el Polvo Inteligente pero la aplicación práctica de la tecnología se puede aplicar a casi cualquier industria.
Polvo en los campos de vigilancia de los cultivos.
Polvo en las fábricas de vigilancia en la salida de las máquinas.
Polvo en su cuerpo monitoreando todo su estado de bienestar.
Polvo en los bosques rastreando los patrones de migración de los animales, el viento y la humedad.
El mundo entero podría ser cuantificado con este tipo de tecnología ubicua de sensores.
Pero, ¿cómo funciona realmente?
¿Qué es el Polvo Inteligente?
El polvo inteligente está hecho de "motas", que son pequeños sensores que pueden realizar una variedad de funciones. Están hechos de "sistemas micro-eletro-mecánicos" conocidos como MEMS.
Una sola mota de polvo inteligente contiene típicamente,
un diodo láser semiconductor y un haz MEMS para la transmisión óptica activa
un reflector MEMS esquinado y retro de cubo para la transmisión óptica pasiva
un circuito receptor óptico, procesamiento de señales y control
una fuente de energía basada en baterías de película gruesa y células solares
El polvo inteligente es habilitado por estos MEMS, así como por los avances en los circuitos digitales y la comunicación inalámbrica.
Los avances en los circuitos digitales son los que permiten que las motas sean tan pequeñas sin dejar de tener la capacidad de tener una batería, una cantidad nominal de RAM y un transmisor inalámbrico, probablemente impulsado por RFID (pero quizás Bluetooth o alguna todavía-a-ser-identificada futura tecnología de comunicación inalámbrica).
El objetivo es hacer que todo el paquete lo más pequeño posible y que dure el mayor tiempo posible, y al mismo tiempo siendo capaz de soportar un sistema operativo microscópico que permite a todo correr.
Los retos para el Polvo Inteligente son crear un paquete que incluye todos los elementos necesarios para llevar a cabo mediciones sensoriales, además de ser capaz de comunicarse de nuevo a una estación base para recopilar datos.
Soluciones para la transmisión óptica de datos o el uso de frecuencias de radio han sido discutidos por los investigadores como Kristofer Pister, Joe Kahn y Bernhard Boser en la Universidad de California en Berkeley.
Figura 1.
Mota de Polvo Inteligente, conteniendo sensores micro-fabricados,
un receptor óptico, transmisores ópticos pasivos y activos,
procesamiento de señales y circuito de control y fuentes de energía
Pister ha sido uno de los principales investigadores y defensores del polvo inteligente y fue el co-fundador y CTO de Dust Networks, una empresa fundada en 2004 para traer el concepto de Polvo Inteligente a la realidad.
Linear Technology - una empresa que se centra en los circuitos integrados - adquirió Dust Networks en 2011.
Controlando el Polvo Con Diminutos OS (TinyOS)
Si un desarrollador está trabajando con una mezcla de hardware de código abierto y software, hay una buena probabilidad de que esté trabajando dentro de una de dos plataformas operativas:
La principal diferencia entre Arduino y TinyOS es que el último está diseñado para sensores de baja potencia que soportan estándares de comunicaciones inalámbricas.
Arduino es mucho más fácil para un desarrollador de aprender y usar, pero TinyOS ofrece un conjunto más completo de características. Por lo tanto, TinyOS está casi perfectamente diseñado para manejar las motas de polvo inteligente.
Stanford ofrece mucho del desarrollo de TinyOS. Su Wiki sobre el sistema operativo describe sus propiedades.
TinyOS es un sistema operativo de código abierto diseñado para dispositivos de baja potencia sin cables, tales como redes de sensores, computación ubicua, redes de área personal, edificios inteligentes y contadores inteligentes.
TinyOS proporciona útiles abstracciones de software del subyacente dispositivo del hardware:
por ejemplo, TinyOS puede presentar un chip de almacenamiento flash, que tiene bloques y sectores con ciertas propiedades de borrado/escritura, como una simple abstracción de un registro circular.
Proporcionar útiles, bien diseñadas y fuertemente probadas abstracciones en gran medida simplifica en gran medida el trabajo de los desarrolladores de aplicaciones y del sistema.
Los inconvenientes principales de TinyOS son que no pueden ejecutar funciones del procesador que son muy intensivas. Mientras TinyOS es un sistema operativo con todas las funciones, su propósito está muy definido. Ejecuta código en fragmentos muy cortos para realizar una función singular en lugar de correr largas cadenas para realizar acciones más complejas.
Esto hace que sea muy bueno para el propósito de las capacidades de una mota de polvo inteligente de recolectar y pasar datos en ráfagas de alta frecuencia, pero no alimenta un objeto como la estación base que recoge los datos.
Mundos de Polvo
La Creación de formas más avanzadas de la conducir la guerra le ha dado a la humanidad algunos de sus mayores avances tecnológicos.
La energía nuclear, los motores a reacción, el radar e incluso la fundación de la Internet han sido investigados, desarrollados e inspirados por grupos militarmente enfocados. El Polvo Inteligente surgió de esto también. Pero no está de ninguna manera limitado a las acciones militares.
Con respecto al futuro sargento Traverse, el escenario en el que él y sus hombres usan Polvo "ojalá" nunca llegue a suceder.
Es mucho más fascinante imaginar una exploración planetaria: usando polvo,
Pister y Kahn elaboran algunos de los usos potenciales en su trabajo de investigación sobre el potencial del polvo inteligente.
El Polvo Inteligente puede ser desplegado sobre una región para registrar los datos para la investigación meteorológica, geofísica o planetaria. Se pueden emplear para realizar mediciones en entornos donde los sensores cableados son inutilizables o conducen a errores de mediciones.
Los ejemplos incluyen,
En la investigación biológica, el Polvo Inteligente puede ser usado para monitorear los movimientos y procesos internos de insectos u otros animales pequeños.
Pister y Kahn sólo pueden estar golpeando la parte superior del iceberg con el uso potencial del polvo inteligente. El mundo pronto será cuantificado por sensores, flotando en los vientos a todas partes.
