الغبار الذكي: أنظمة الاتصالات وعالم المستقبل

الغبار الذكي
ادخل ايميلك للتوصل بكل جديد رواد الأعمال العرب

عندما تسمع كلمة Smart Dust لأول مرة، قد تفكر في قصة خرافية أو شيء يتضمن سحرًا. يصف Smart Dust في الواقع الأجهزة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) التي تتضمن أجهزة استشعار وقدرة حسابية وغير ذلك. يمكن أن تكون صغيرة مثل جزيئات الغبار ويمكن أن تنتشر في جميع أنحاء المباني وفي الغلاف الجوي لجمع البيانات ومراقبتها. الغبار الذكي ليس مفهومًا جديدًا في الواقع وقد كان موجودًا منذ بداية التسعينيات عندما تم اختراعه من خلال مشروع بحث ودراسة مطول عقدته وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية ومؤسسة البحث والتطوير (RAND) .

يمكن استخدام الغبار الذكي في معظم الصناعات من الزراعة إلى الصناعة الطبية والاتصالات. على وجه الدقة، يمكن قياس العالم بأسره باستخدام هذه المستشعرات المنتشرة في كل مكان. يتكون الغبار الذكي الذي يمكن الوصول إليه من آلة إلى آلة من موتات، وهي عبارة عن مستشعرات صغيرة قادرة على أداء مجموعة متنوعة من الوظائف. يتم تنشيط الغبار الذكي بواسطة MEMS ويحقق تقدمًا في الدوائر الرقمية والاتصالات اللاسلكية. تتكون كل عقدة مستخدمة في شبكة المستشعرات من ثلاثة أنظمة فرعية بما في ذلك الآليات التي تستشعر البيئة، ووسائل المعالجة لإجراء الحسابات المحلية، ونظام الاتصال الفرعي المسؤول عن تبادل الرسائل على أساس عقد الاستشعار المجاورة.

إمكانيات الغبار الذكية

صرح البروفيسور كريس بيستر بجامعة كاليفورنيا في بيركلي، أحد المنفذين الرئيسيين للغبار الذكي، في مؤتمر صحفي أن،

مدمجًا مع كفاءة الحوسبة الفائقة، وأجهزة الراديو اللاسلكية، وتقنية الاستشعار، سيكون الغبار الذكي حلاً شاملاً تمامًا لدراسة البيانات في الوقت الفعلي المتعلقة بالأشخاص والصناعات والمدن وكذلك البيئة الطبيعية.

تشمل المجالات الكبيرة لهذه المستشعرات ما يلي:

  • توفر قوة المعالجة والطاقة والشبكات لحجم من المستشعرات شبكة مستشعر أكثر موثوقية واتساقًا وقوة تغطي قطاعًا أوسع. المستشعرات مدعومة بآلية اهتزاز يمكن استخدامها لتحديد المشاكل في الآليات المثبتة في مصافي النفط.
  • تعمل العقد معًا وتؤدي إلى الاستشعار الصحيح. أهم عمليتين في أي شبكة استشعار هما بث البيانات أو نشر الصوت والاستعلامات والبيانات عبر الشبكة.
  • يمكن استخدام عقد الاستشعار في صناعات مختلفة بما في ذلك الصناعات العسكرية والمعالجة الكيميائية والصحة والإغاثة في حالات الكوارث والبث الإذاعي.
  • تعمل تقنية الاستشعار الذكية على تحسين جودة وكفاءة الاتصالات والمعالجة المضمنة والمحاكاة الافتراضية والأدوات الممكنة للشبكة بصرف النظر عن البنية التحتية للبرامج.
  • من المفترض أن يؤدي تحديث المحطات الطرفية المتنقلة وأنظمة المعلومات وإدماج مجموعة واسعة من أدوات الاستشعار الذكية إلى تحقيق التفوق على المدخلات الحسية وتعزيز معايير الصناعة.
  • مع تطور تقنيات الجيل الثالث في جميع أنحاء العالم، من المتوقع أن تحقق تطبيقات M2M سرعات بيانات أعلى.
  • مع تكامل أدوات الإنترنت المحمولة المتقدمة مثل iPad، من المرجح أن تدفع هذه المدخلات الحسية الميل من عالم آليات 3 و 4.
  • بينما تتأثر تجارة النقل بشكل كبير بالملاحة في الوقت الفعلي وتتطلب نطاقًا تردديًا عالي المستوى، فإن الأنظمة الذكية ستوفر اتصالاً متقدمًا.
اقرأ أيضا:  ما هو معيار تشفير البيانات (DES)؟

مع الغبار الذكي، هناك العديد من الاحتمالات والشركات متعددة الجنسيات تدخل فيه. على سبيل المثال، هدف HP هو نشر أكثر من تريليون مستشعر غبار ذكي في جميع أنحاء الكوكب لإنشاء نظام عصبي مركزي للأرض وتعمل مع Royal Dutch Shell لتركيب مليون شاشة للمساعدة في استكشاف النفط. ستعمل هذه الأجهزة الصغيرة على تقييم صحة النظم البيئية، والتنبؤ بإمكانية حدوث الزلازل بشكل فعال، ومراجعة أنماط حركة المرور، ومراقبة استخدام الطاقة. ومع ذلك، لا تزال هناك قيود وتحديات تأتي مع تقنية الغبار الذكية.

القيود والعوامل الصعبة

  • عُقد المستشعرات معرضة بدرجة كبيرة للانهيار واستنفاد الطاقة، بينما تميل إدارة البطارية إلى أن تكون أضعف لأنها عادة ما تكون غير قابلة لإعادة الشحن أو الاستبدال.
  • من المفترض ألا تكون عُقد الاستشعار مدعومة بمعرفات عالمية ومن الطبيعي أن تكون فرصة العنونة الفريدة غير ممكنة.
  • تعتمد شبكات الاستشعار على البيانات ؛ ومن ثم فإن الأجهزة ستكون فعالة فقط في مواجهة الظروف المرضية للبيانات.
  • يتم نشر عُقد المستشعرات بشكل غير منتظم ولا تتبع أي قواعد قياسية، مما يجعلها غير مناسبة للطوبولوجيا غير العادية. بمجرد التثبيت، لن تتطلب أي مشاركة بشرية. بطبيعة الحال، فإن صيانة الشبكة أو إصلاحها ستكون ذاتيًا تمامًا.
  • شبكات الاستشعار هي في الأساس أقل إطارًا، مما يجعلها مزعجة لكل خوارزمية توجيه أو دعم.
  • نظرًا لأن المستشعرات تعتمد على طاقة البطارية، فقد يكون توفر الطاقة في هذه العقد محدودًا خاصةً إذا كان لا يمكن تغيير البطاريات أو استبدالها.
  • لجعلها موفرة للطاقة، يجب تصميم أحدث تقنيات نظام التشغيل ووحدة التحكم الدقيقة وبرامج التطبيقات.

مستقبل الغبار الذكي

وفقًا للباحثين، فإن فرضية الغبار الذكية لمراقبة كل عنصر من عناصر كوكبنا ستكون مفيدة للغاية للبشرية. قدمت منظمات مثل Streetline بالفعل حوالي 12000 جهاز استشعار في مناطق وقوف السيارات والطرق السريعة المختلفة في سان فرانسيسكو. تم دمج المستشعرات مع مقاييس المغناطيسية لتقييم واستشعار ما إذا كان أي جسم معدني كبير يجلس في مكان معين، وتحديد السيارة.

اقرأ أيضا:  الدليل الكامل لعلوم البيانات

وفقًا للمستقبلي ألفين توفلر في Investor’s Business Daily، من المرجح أن يكون الغبار الذكي هو الصناعات الأساسية لعالم المستقبل. أفادت المجموعة الاستشارية لـ ARC أن صافي المبيعات المحتملة للغبار الذكي يجب أن يصل إلى مستوى 344 مليون دولار بحلول هذا العام.

يحدد عامل الواقع إمكانية استخدام الغبار الذكي في مجالات مثل الأمن والطب واستكشاف الفضاء وما إلى ذلك. الشركات الكبيرة مثل جنرال إلكتريك أو إيمرسون إلكتريك أو كارجيل ملهمة للغاية لاستخدام مستشعرات الغبار هذه في مجالات التكنولوجيا الخاصة بهم. بدأت Tech Giants و Cisco Systems و IBM في استثمار ملايين الدولارات لتوظيف الغبار الذكي في الأنظمة وتكنولوجيا الشبكات. صرح كريس بيستر، مؤسس أجهزة الاستشعار الذكية، في مؤتمر صحفي أن كل عقدة من عناصر الغبار الذكية يمكن أن تتفاعل مع بعضها البعض عن طريق شبكة من مؤشرات الراديو اللاسلكية التي تعمل على تطوير مستوى التكنولوجيا بأكثر الطرق اتساقًا لتتبع الأنظمة الصناعية المنتشرة. .

تستخدم مصانع الورق أو المصانع الكيماوية أو مصافي النفط أجهزة استشعار بطرق مختلفة مثل تحديد معدلات التدفق أو الإجهاد في الصمامات. يؤدي هذا في النهاية إلى إرسال الملاحظات الضرورية إلى وحدة التحكم المركزية في الكمبيوتر. تستخدم مصانع التصنيع عُقد الغبار الذكية في المناطق لتقليل تكلفة تركيب أجهزة الاستشعار السلكية. تدخل مستشعرات الغبار الذكية في وحدات المعالجة الضخمة مثل مصانع الجعة ومصافي التكرير وصانعي الأغذية المعبأة بينما أصبحت شركات التعدين أيضًا العملاء الكرام للغبار الذكي. في هذا السياق، يتمثل الجزء المذهل من الغبار الذكي في استخدام هذه العناصر الروبوتية الدقيقة في واجهات الدماغ والحاسوب مثل BrainGate بواسطة الباحثين في جامعة كاليفورنيا في بيركلي. يقترح باحثو بيركلي رش الدماغ بأجهزة استشعارلرصد الخلايا العصبية والكشف عن طرق علاج اضطرابات الدماغ والوقاية منها وعلاجها. إذا تم تنفيذ هذه التقنية، فهناك احتمال لاكتشافات طبية إضافية يمكن أن تؤدي إلى تحسينات في الرعاية الصحية في المستقبل. يمكننا أن نرى الغبار الذكي كتقنية محتملة يمكن أن تساعد نظرًا لأنه يمكن تطبيق تقنية الغبار الذكية في مختلف الصناعات، فنحن متحمسون لإمكانيات الغبار الذكي وفرصة دمج هذه التقنية في حلول الهواتف المحمولة لتحويل العمليات التجارية في المستقبل .

اقرأ أيضا:  ما هي إدارة الهوية والوصول؟
ادخل ايميلك للتوصل بكل جديد رواد الأعمال العرب