Сенсорные сети: будущее человечества

Сенсорные сети создаются каждый раз заново для решения конкретных задач, и мгновенно после их выполнения распадаются на отдельные элементы, готовые образовать новые сети, как только в том возникнет необходимость. Крошечные, не крупнее пылинки, полупроводниковые устройства, выполняющие одновременно вычислительные и коммуникационные функции и способные наиболее оптимальным образом автоматически конфигурироваться в самоорганизующиеся сети, являются основой таких сетей.

Оснащенная подобными сенсорами, детская кроватка сможет «прислушиваться» к дыханию ребенка и улавливать малейшие изменения температуры его тела; плавательный бассейн будет самостоятельно «следить» за свежестью и чистотой воды, детекторы дыма в зданиях смогут не только регистрировать возгорание, но и сообщать пожарным о степени задымленности в тех или иных помещениях.

Возможности использования сенсорных сетей простираются далеко за пределы дома или офиса - в качестве наиболее очевидных областей их применения эксперты называют защиту окружающей среды и службы спасения: крошечные пылинки-сенсоры, разбросанные с самолетов над большими лесными массивами, в зависимости от заданных параметров могут отслеживать возникновение лесных пожаров либо маршрут заблудившейся туристической группы, передавая в диспетчерский центр по самоорганизованной беспроводной сети полную картину состояния леса. Сенсорные сети могут следить за созреванием урожая, информируя фермеров о необходимости полива всходов, за состоянием климата в производственных и общественных помещениях и т.п.

В концепции сенсорных сетей существенно изменяется роль человека, поскольку их элементы – сенсорные микрокомпьютеры - становятся гораздо более самостоятельными, зачастую угадывающими запросы человека, задолго до их поступления. «Гомоцентрическая» модель сетевых вычислений с человеком в качестве центрального звена в сети уходит в прошлое - человек смещается из центра вычислений на его периферию, концентрируясь на управлении процессом, становясь своеобразным посредником между реальным миром и компьютерами.

Естественно, для того, чтобы воплотить заманчивые мечты о сенсорных беспроводных сетях в жизнь, предстоит еще многое сделать. Сенсорные устройства, или «моты» (от англ. mote – «пылинка») должны представлять собой интегрированную платформу, сочетающую возможности сенсоров (внешних датчиков, регистрирующих определенные параметры или их совокупность), компьютеров и коммуникационных устройств. Крошечные компьютеры должны не только «различать» окружающий мир, но и действовать в зависимости от его состояния. И все они должны быть соединены в единую беспроводную сеть, чтобы иметь возможность передавать регистрируемую информацию «по цепи». Наконец, они должны обладать внушительным запасом энергии для автономной работы и стоить так мало, чтобы их было дешевле выбросить, чем подзарядить.

Исследовательская лаборатория корпорации Intel в Калифорнийском университете в Беркли (США) является своего рода центром исследования сенсорных сетей, координирующим усилия академического сообщества и индустрии. В качестве главной цели лаборатория видит создание упомянутой выше беспроводной интегрированной вычислительной платформы-сенсора с низким энергопотреблением и ведет работы в трех основных направлениях: разработка гибкой и открытой операционной системы; создание сетевых технологий, обеспечивающих самоорганизацию сетей из сенсоров; разработка востребованных приложений для ad hoc сетей.

Специалисты лаборатории уже располагают прототипом такой платформы, однако пока площадь сенсора-прототипа составляет 5-6 см² (примерно рублевая монета), но исследователи из Беркли надеются, что в ближайшем будущем им удастся разместить сенсор в объеме, равном 1 мм³.

Поскольку главное предназначение сенсорных сетей – восприятие и передача полезной информации, специалисты лаборатории Intel в Беркли заняты разработкой методики объединения сенсоров с предметами, мониторинг которых вменяется им в обязанность, а также исследуют возможность создания «актуаторов» - устройств на основе сенсоров, которые позволяют влиять на ситуацию, а не только регистрировать ее состояние.

Не менее активно сотрудники лаборатории работают над прецизионной биологией, созданием биочипов. Кроме сенсорного восприятия мира твердых вещей, исследуется возможность “ощущать” жидкие среды и биологические, развивающиеся объекты. Подобные исследования открывают колоссальные перспективы для медицинских и фармацевтических разработок, осуществления химических процессов и изготовления биологических препаратов.

Источник: по материалам, предоставленным корпорацией Intel в России..