Проект “Умная пыль”

        В романе известного фантаста Станислава Лема «Непобедимый» грозным оружием будущего были не громоздкие космические крейсеры или танки, а микроскопические частички кремния. По отдельности эти песчинки представляли собой безобидный кварцевый песок, но, объединяясь в пылевые тучи, превращались в мощное оружие.

        Благодаря развитию МЭМС предсказания фантаста становятся реальностью. В 1998 году американские ученые из военного агентства DARPA выдвинули концепцию “умной пыли” (smart dust). Суть ее заключается в том, чтобы разбрасывать с самолетов над зоной боевых действий тысячи крошечных сенсоров-радиопередатчиков, которые незаметно для противника станут отслеживать все его перемещения и действия. Предполагалось также, что простые по отдельности сенсоры будут самоорганизовываться в сложную, наделенную искусственным ин-теллектом сеть, которая сможет производить фильтрацию и первичную обработку собранных данных, дабы переправлять командованию лишь существенную информацию.

        Одной из самых плодотворных разработок в этом направлении стал совместный проект Калифорнийского университета в Беркли и корпорации Intel, в рамках которого созданы умные

сенсоры Motes (в переводе с англ. – “пылинки”). Что же представляют собой эти “пылинки”? Это миниатюрные чувствительные приборы размером с таблетку аспирина, способные автономно работать в любых условиях и с помощью радиоволн объединяться в локальные сети для передачи собранной информации центральному компьютеру.

        Исследователи изготовили несколько сотен экспериментальных “умных пылинок”. Все “пылинки” снабжены сенсорами и радиопередатчиками, передающими сигнал по цепочке от

одного робота к другому. Поскольку объем памяти “пылинки” составляет лишь несколько килобайт, то для их совместной работы разработали специфическую “крошечную” операцион-ную систему TinyOS, оперирующую файлами размером порядка 200 байт, и соответствующую систему баз данных TinyDB, проводящую внутрисетевую обработку данных. Стоит отметить, что при этом они отличаются достаточно долгим сроком службы – их батареек хватает на несколько лет! Секрет такой долговременной работы “пылинок” заключается в том, что они включаются лишь на короткое время: делают замеры, передают сигнал – и снова “засыпают”.

        Что же касается принципов самоорганизации сети, то в ее основу положена логическая система простых “локальных правил”. Когда на местности развернуты тысячи сенсоров и шлю-зов_маршрутизаторов, то простое правило для каждого сенсора гласит: “Установить связь с ближайшим шлюзом”. Следовательно, все сенсоры автоматически группируются вокруг бли-жайших шлюзов.

        Первые испытания “умной пыли” проводились в марте 2001 года на военной базе в Калифорнии. Тогда с самолета было сброшено шесть “умных пылинок”. Попадав на землю, они

тут же объединились в беспроводную сеть и приступили к измерению напряженности магнитного поля вокруг себя. А после того как мимо проехала машина, принялись рассчитывать ее скорость и определять направление движения, сообщая эти данные переносному компьютеру, находящемуся в ближайшем лагере.