Išmaniosios dulkės: mikroelektromechaniniai jutikliai, galintys pakeisti skirtingus sektorius

• Autorius:
• autoriaus vardas

  Quantumrun Foresight
• Kovo 16, 2022

Įžvalgos santrauka

Išmaniosios dulkės, sudarytos iš mažyčių belaidžių mikroelektromechaninių sistemų (MEMS), yra pasirengusios iš naujo apibrėžti, kaip mes bendraujame su pasauliu, renkant ir apdorojant duomenis apie viską, nuo aplinkos sąlygų iki žmonių sveikatos. Nuo tikslaus aplinkos stebėjimo įgalinimo iki sveikatos priežiūros pakeitimo individualizuotu gydymu ir netgi žemės ūkio pertvarkymo tiksliuoju ūkininkavimu, išmaniosios dulkės siūlo platų pritaikymo spektrą. Tačiau jo potencialas taip pat kelia iššūkių, tokių kaip etikos taisyklių poreikis, galima netinkamo naudojimo rizika ir darbo jėgos poreikių pokyčiai.

Išmanusis dulkių kontekstas

Išmaniosios dulkės yra mažas įrenginys, kuris dažnai veikia kartu su dešimtimis ar šimtais iki tūkstančių kitų tokių įrenginių, ir kiekvienas iš jų gali veikti kaip atskiras didesnės skaičiavimo sistemos komponentas. Išmaniąsias dulkes sudaro daugybė mažų belaidžių mikroelektromechaninių sistemų (MEMS), tokių kaip robotai, kameros, jutikliai ir kiti ryšio mechanizmai. MEMS galiausiai belaidžiu būdu prijungiami prie kompiuterių tinklo, kad būtų galima analizuoti duomenis, gautus naudojant radijo dažnio identifikavimo (RFID) technologiją. 

MEMS, dar vadinama motais, renka duomenis, įskaitant šviesą, temperatūrą, vibracijas, pagreitį, slėgį, garsą, stresą ir drėgmę. Šie duomenys perduodami iš vienos mikroelektromechaninės sistemos į kitą, kol pasiekia perdavimo mazgą. Pagrindinės MEMS funkcijos apima (1) duomenų rinkimą, (2) duomenų apdorojimą kompiuterine sistema belaidžiu būdu, (3) ir duomenų perdavimą į debesį ar kitas MEMS belaidžiu būdu.

Kai kurie tyrinėtojai teigia, kad išmaniosios dulkės yra kita daiktų interneto (IoT) raida. Šie įrenginiai tapo pažangesni ir integruojami visur – nuo ​​klientų technologijų, tokių kaip išmanieji termostatai, iki įmonių sektoriaus produktų, tokių kaip maži jutikliai, stebintys naftos gręžinių gamybą. Tačiau, remiantis Gartner Hype Cycle, išmaniosioms dulkių technologijoms prireiks daugiau nei dešimties metų, kad jos būtų pradėtos naudoti ir pakeistų daiktų internetą komerciniu mastu. 

Trikdantis poveikis

Išmaniosios dulkių technologijos galimybė būti išdėstyta siaurose ir atokiose erdvėse atvėrė duris tikslesniam aplinkos stebėjimui. Pastatę šiuos mažyčius įrenginius sunkiai pasiekiamose vietose, mokslininkai gali rinkti duomenis apie taršos lygį, klimato pokyčius ir net seisminę veiklą realiuoju laiku. Ši tendencija gali pagerinti mūsų supratimą apie natūralius Žemės procesus ir padėti vyriausybėms bei organizacijoms veiksmingiau reaguoti į aplinkos iššūkius. Verslui tai reiškia galimybę derinti savo praktiką su darnaus vystymosi tikslais, užtikrinant atsakingesnį požiūrį į gamtos išteklių valdymą.

Medicinos srityje išmaniųjų dulkių taikymas neapsiriboja pažeistų organų ir kaulų lūžių atsistatymo stebėjimu. Įsivaizduokite ateitį, kurioje šie nedideli prietaisai gali tiekti tikslinius vaistus į konkrečias ląsteles, sumažindami šalutinį gydymo, pvz., chemoterapijos, poveikį. Ligoninės ir sveikatos priežiūros paslaugų teikėjai taip pat galėtų naudoti išmaniąsias dulkes, kad nuolat stebėtų pacientų gyvybinius požymius, todėl būtų teikiama labiau individualizuota priežiūra ir galima išgelbėti gyvybes. Vyriausybės galėtų paremti šią pažangą skatindamos mokslinius tyrimus ir plėtrą.

Kaip minėta, išmaniųjų dulkių naudojimas žemės ūkyje gali pakeisti būdą, kaip ūkininkai stebi savo pasėlių poreikius ir reaguoja į juos. Žvelgiant į ateitį, ši technologija gali įgalinti naują tiksliojo ūkininkavimo erą, kai kiekvienas augalas gauna tikslų vandens ir maistinių medžiagų kiekį, kurio reikia klestėti. Šis metodas gali lemti didesnį pasėlių derlių, mažiau eikvoti išteklius ir sumažinti kenkėjų kontrolei naudojamų kenksmingų cheminių medžiagų kiekį. 

Išmaniųjų dulkių pasekmės

Platesnės išmaniųjų dulkių pasekmės gali būti:

• Išmaniųjų dulkių integravimas į miestų planavimą ir infrastruktūros priežiūrą, leidžiantis efektyviau aptikti struktūrinius trūkumus ir laiku atlikti remontą, taip padidinant visuomenės saugumą.
• Naujų darbo galimybių kūrimas duomenų analizės ir išmaniųjų dulkių įrenginių gamyboje.
• Vyriausybė nustato taisykles, užtikrinančias etišką išmaniųjų dulkių naudojimą stebėjimo ir privatumo klausimais.
• Sveikatos priežiūros perkėlimas į labiau individualizuotą ir nuolatinę stebėseną, leidžiančią anksti nustatyti ligas ir pritaikyti individualų gydymą, taip pagerinant bendrą visuomenės sveikatą.
• Galima rizika, kad piktavališki subjektai piktnaudžiaus išmaniosiomis dulkėmis, o tai kelia susirūpinimą dėl šnipinėjimo ir neteisėto duomenų rinkimo, dėl kurio gali prireikti tarptautinio bendradarbiavimo ir susitarimų.
• Išmaniosios dulkės gali pakeisti tradicinę ūkininkavimo praktiką, todėl pasikeis darbo jėgos poreikiai ir įgūdžiai, pabrėžiant technologinius įgūdžius ir aplinkosauginį priežiūrą.
• Išmaniųjų dulkių naudojimas stebint ir išsaugant nykstančias ekosistemas, o tai lemia labiau informuotas išsaugojimo pastangas ir teigiamą poveikį pasaulio biologinei įvairovei.

Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

• Kokiose kitose programose, jūsų manymu, per ateinantį dešimtmetį bus pritaikyta išmaniųjų dulkių technologija?
• Kaip vyriausybės turėtų reguliuoti šią technologiją, kad apribotų piktnaudžiavimą ja?