تصور کنید در آینده دستگاه‌های بی‌سیم تنها به اندازه‌ی یک ذره‌ی نمک باشند. دستگاه‌های بی‌سیم به طور معمول از اجزایی مانند حسگرها، دوربین و فرستنده‌های مخابراتی تشکیل می‌شوند که داده‌ها را برای پردازش به ایستگاه مخابراتی ارسال می‌کنند. سامانه‌های میکروالکترومکانیکی (MicroElectroMechanical System) در آینده این تصور را به واقعیت تبدیل خواهند کرد. سامانه‌های میکروالکترومکانیکی بسیار کوچک در ابعاد میکرومتر هستند. فناوری MEMS نوید تحول در بسیاری از محصولات را می‌دهد و فناوری “سامانه روی تراشه” را به واقعیت تبدیل می‌کند. MEMS فناوری قدرتمندی است که با درک عملکرد میکروحسگرها و میکرومحرکها و افزودن توانایی محاسباتی دستگاه‌های میکروالکترونیکی باعث پیشرفت در دستگاه‌های هوشمند خواهد شد. یکی از جدیدترین کاربردهای MEMS گرد هوشمند (Smart Dust) است. در این مقاله با فناوری تحول‌آفرین MEMS و گرد هوشمند آشنا می‌شویم. با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

نویسنده : Bernard Marr

گرد هوشمند چیست?

گرد هوشمند به سامانه‌ای شامل تعداد بسیاری از سامانه‌های میکروالکترومکانیکی همانند حسگرهاو ربات‌ها گفته می‌شود. MEMS می‌تواند کمیت‌هایی همچون دما، نور، لرزش و موادشیمیایی را اندازه‌گیری کند. گردهای هوشمند با هم شبکه می‌شوند و در محیط پخش می‌شوند تا به اندازه‌گیری کمیت‌های مورنظر و انتقال داده بپردازند.

سامانه‌های MEMS، حسگرها و منبع تغذیه و توانایی محاسباتی و ارسال بی‌سیم را در فضای بسیار کوچک در حجم تنها یک میلی‌متر ترکیب می‌کنند. درنتیجه چنین دستگاه‌هایی می‌توانند در محیط همانند گرد و غبار معلق باشند. با به‌کارگیری سامانه‌های MEMS می‌توان داده‌ها را با کمک حسگرهای موجود همانند شتاب، رطوبت، صدا و فشار جمع‌آوری کرد. سپس داده‌ها را در یک سامانه‌ی رایانه‌ای که بر MEMS تعبیه شده است پردازش کرد و یا حتی در حافظه ذخیره کرد. همچنین می‌توان داده‌ها را به صورت بی‌سیم به ایستگاه مخابراتی یا شبکه‌ی ابری ارسال کرد.

چاپ سه‌بعدی بر MEMS در مقیاس میکرو : با کمک چاپگر‌های سه‌بعدی که امروزه پیشرفت بسیاری داشته‌اند، قطعاتی که سامانه‌ی MEMS را تشکیل می‌دهند قابل چاپ هستند. بنابراین پیچیدگی ساخت قطعات در ابعاد بسیار کوچک دیگر مانع به شمار نمی‌آید.

کاربردهای گرد هوشمند

پتانسیل گرد هوشمند در جمع‌آوری اطلاعات در هر محیطی تحول بزرگی در عملکرد و بهره‌وری صنایع مختلف ایجاد خواهد کرد. می‌توان گرد هوشمند را فناوری اینترنت اشیا در ابعاد بسیار کوچک و تعداد بسیار زیاد در نظر گرفت. در ادامه چند کاربرد گرد هوشمند را معرفی می‌کنیم:

نظارت بر کشت محصولات کشاورزی در مقیاس بی‌سابقه و بررسی نیازهای آبیاری، رشد و کنترل آفات آن

نظارت بر تجهیزات با هدف کمک به نگهداری و محافظت آن

شناسایی ضعف سامانه‌ها پیش از شکست آن

نظارت امنیتی بر افراد و محیط

اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی در هر محیط

بهبود کنترل کیفیت محصولات از مرحله‌ی تولید در کارخانه تا ارسال محصول و تحویل به فروشگاه‌ها

کاربرد گرد هوشمند در پزشکی و حوزه‌ی سلامت از تشخیص و درمان بیماری بدون نیاز به جراحی تا کمک به افراد ناتوان حرکتی در تعامل با ابزارهای مختلف

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در مقاله‌ای درباره‌ی پتانسیل گرد هوشمند در بررسی عملکرد مغز خبر داده‌اند. با کاشت سامانه‌ای در مغز و انتشار گرد هوشمند بر مغز می‌توان بر عملکرد مغز نظارت داشت.

معایب مفهوم گرد هوشمند

هنوز نگرانی‌های فراوانی درباره‌ی پیشرفت فناوری گرد هوشمند وجود دارد. در این بخش به تعدادی از معایب آن می‌پردازیم :

نگرانی حریم خصوصی : با توجه به اندازه‌ی کوچک گرد هوشمند و دشواری تشخیص آن‌، این قابلیت وجود دارد که گرد هوشمند در هر محیط بتواند حضور داشته باشد و اطلاعات محیط را ذخیره کند. اگر از گرد هوشمند در مسیر نادرست استفاده شود باید منتظر پیامدهای منفی آن بر حریم خصوصی باشیم.

کنترل گرد هوشمند: با انتشار میلیاردها گرد هوشمند در یک محیط، بازیابی و جمع‌آوری آن‌ها دشوار خواهد بود. بنابراین نظارت بر حضور گرد هوشمند در محیط امکان‌پذیر نیست.

هزینه‌ی بالای گرد هوشمند: همانند هر فناوری جدید، پیاده‌سازی سامانه‌ی گرد هوشمند بسیار هزینه‌بر است. بنابراین تا زمانی‌که قیمت این فناوری زیاد است آن را در کاربردهای روزمره نخواهیم دید.

سخن پایانی

افراد و شرکت‌هایی که در زمینه‌ی توسعه‌ی سامانه‌های میکرو الکترومکانیکی MEMS و گرد هوشمند مشغول به فعالیت و پژوهش هستند، این فناوری را یک فناوری تحول‌آفرین در صنایع و در نتیجه اقتصاد جهانی معرفی می‌کنند. از سال ۱۹۹۲ میلادی تاکنون شرکت‌های بسیاری از جمله جنرال‌الکتریک (General Electric)، آی‌بی‌ام (IBM)، سیسکو (Cisco) و کارگیل (Cargill) بر فناوری MEMS و گرد هوشمند سرمایه‌گذاری کرده‌اند. هم‌اکنون بسیاری از کاربردهای گرد هوشمند تنها در مرحله‌ی نظری و فکر باقی مانده‌اند و عملی نشده‌اند.

در همین زمینه بخوانیم:

>>تولید امواج تراهرتز به وسیله یک میکروتراشه
>>ذخیره و پردازش داده‌ها در یک تراشه
>>میکرو ربات‌‌های شناور تحویل دارو به واقعیت نزدیک می‌شوند

منبع: linkedin

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»