«Умная пыль»

Работу выполнил: Алюшин А.В.

ВВЕДЕНИЕ

• Нанотехнология - высокотехнологичная отрасль, направленная на изучение и работу с атомами и молекулами. Разработки в этой области ведут к революционным успехам в медицине, электронике, машиностроении и создании искусственного интеллекта. Если 10 лет назад единицы людей представляли себе, что такое нанотехнологии, то, через 5 лет, по оценкам экспертов, вся промышленность будет развиваться, используя технологии работы с атомами и молекулами. С помощью нанотехнологий можно очищать нефть и победить многие вирусные заболевания, можно создать микроскопических роботов и продлить человеческую жизнь, можно победить СПИД и контролировать экологическую обстановку на планете, можно построить в миллион раз более быстрые компьютеры и освоить Солнечную систему. А представьте себе ноутбук с нанотехнологическими топливными ячейками вместо батареек. Такая машина, созданная японской компанией, может работать сутками без подзарядки. Область науки и техники, именуемая нанотехнологией, как исоответствующая терминология, появились сравнительно недавно. Однако её перспективы настолько грандиозны для нашей цивилизации, что необходимо широкое распространение основных идей нанотехнологии, "Нано" означает одну миллиардную (10-9) долю чего-либо.Например, нанометр - одна миллиардная доля метра. Примерно таковы размеры молекул (поэтому часто нанотехнологию называют также молекулярной технологией). Для сравнения, человеческий волос приблизительно в шестьдесят тысяч раз толще одной молекулы. Наноразмерный масштаб используют для характеристики самых маленьких объектов, например, атомов и молекул. Размер атома кремния составляет 0,24 нм, а молекулы фуллерена С60 («футбольного мяча», состоящего из шестидесяти атомов углерода) — 0,75 нм

Умная пыль• К сожалению, есть стратегически важные отрасли технологического прогресса, в которых Россия в периоды перестройки, хаоса 90-х и становления

политической стабильности начала XXI века безнадежно отстала от Запада и стремительно набирающих потенциал азиатских тигров. Среди таких областей науки микроэлектроника, техническая кибернетика, робототехника и многие другие сферы, являющиеся основой перехода экономики стран на индустрию 5-го технологического порядка. Особенно можно выделить развитие технологий телекоммуникаций и связи, от которых наиболее остро зависит эффективность управления и качество контроля над важнейшими объектами производства, а также всем комплексом т.н. народного хозяйства. Стоит признать, что стандарты Wi-Fi и Bluetooth, которые мы воспринимаем как передовые и наиболее эффективные средства коммуникаций, далеко не самые современные и надежные. Все больше в массовое практическое применение в мире внедряются распределенные сенсорные сети (РСС), готовые работать как «умная пыль» – самостоятельно организовываться в единую интеллектуальную сеть и контролировать по тысячам целевых параметров квартиры, жилые дома, целые города и даже континенты. Они в десятки раз надежнее существующих беспроводных сетей, позволяют формировать системы автоматического решения огромного комплекса жизненно важных задач практически без вмешательства человека. Особенностей и преимуществ у сенсорных сетей множество. Основные, пожалуй, две – произвольно расположенные модули сенсорной сети мгновенно самостоятельно организуются в единую сеть. И вторая – то, что Wi-Fi и Bluetooth строятся по технологии «звезда» – это когда одна точка раздает всем сетевые настройки и к ней прицепляются другие «дочерние» устройства, а сеть по стандарту ZigBee способна стать смешанной сетью, которая сама формируется в структуру со случайными связями. Визуально она представляет собой не звезду, а рыболовную сеть – т.е. каждый элемент такой сети взаимодействует с множеством соседних элементов, образуя необходимое соединение. Это и обеспечивает в разы большую надежность передачи данных. Уже сейчас есть примеры применения «умной пыли», например большое внимание уделяется применению сенсорных сетей в системе ЖКХ. Ведутся разработки уже в нескольких городах и коттеджных поселках Подмосковья. Очевидно, с использованием РСС может осуществляться лифтовой и инженерный мониторинг всех городских систем ЖКХ, организация управления всеми техническими устройствами жилых и административных зданий, сбор данных приборов учета, необходимых для выставления счетов, реализованы все виды систем сигнализаций (охранная, пожарная ) и безопасности (тревожные кнопки, брелки) и т.п. Очень важно, что внутридомовая инженерная система, основанная на РСС, помогает в случаи аварии или протечек в автоматическом режиме перекрывать трехходовой кран с одновременным информированием дежурного диспетчера о месте протечки, пресекая тем самым аварийную утечку воды из трубопровода. Также возможно управление вентиляцией – влажностью и температурой в помещениях. Если эти системы отлажены – потери минимальны, гибкость настроек под каждого пользователя – все это приведет к снижению тарифов, интересу страховых компаний и т.п. Пригодятся они и в области медицины. Например, их можно будет имплантировать во внутренние органы пациентов. В этом случае «умная пыль» в режиме онлайн будет сообщать об их состоянии. Возможно, что когда-нибудь в будущем каждый квадратный сантиметр будет наполнен интеллектом, все здания и улицы будут снабжены сетью встроенных микрокомпьютеров. Большое количество этой пыли создаст огромную невидимую сеть, которая сможет управлять инфраструктурой городов, независимо от их размера. Миникомпьютеры будут записывать информацию абсолютно обо всем и даже смогут отправлять ее на другие компьютеры в других городах. Пыль на дорогах будет оповещать вас о том, какой дорогой лучше ехать, о различных повреждениях, трещинах на мостах, о возможностях аварии. крошечные датчики смогут сообщить о степени освещённости помещения и температуре в нём, насколько оно заполнено. Также малютки будут способны определить наличие внутри жилых помещений угарного газа в опасной концентрации. А обитающие на поверхности ваших вещей высокотехнологичные «малыши» помогут осуществить поиск физических объектов, то есть «погуглить» окружающую реальность и отыскать ключи, набрав в поиске Googl: «Где ключи от дома?»