گرد و غبار هوشمند: حسگرهای میکروالکترومکانیکی برای متحول کردن بخش های مختلف

اعتبار تصویر:
تصویر های اعتباری
iStock

گرد و غبار هوشمند: حسگرهای میکروالکترومکانیکی برای متحول کردن بخش های مختلف

گرد و غبار هوشمند: حسگرهای میکروالکترومکانیکی برای متحول کردن بخش های مختلف

متن زیر عنوان
شبکه‌های گرد و غبار هوشمند قرار است نحوه عملکرد اینترنت اشیا را تغییر دهند و در نتیجه طیف وسیعی از صنایع را متحول کنند.
    • نویسنده:
    • نام نویسنده
      آینده نگاری کوانتوم ران
    • مارس 16، 2022

    خلاصه بینش

    گرد و غبار هوشمند، متشکل از سیستم‌های میکروالکترومکانیکی بی‌سیم کوچک (MEMS)، با جمع‌آوری و پردازش داده‌ها در مورد همه چیز، از شرایط محیطی گرفته تا سلامت انسان، آماده است تا نحوه تعامل ما با جهان را دوباره تعریف کند. گرد و غبار هوشمند از فعال کردن نظارت دقیق محیطی گرفته تا تغییر مراقبت های بهداشتی با درمان های شخصی و حتی تغییر شکل کشاورزی با کشاورزی دقیق، طیف گسترده ای از کاربردها را ارائه می دهد. با این حال، پتانسیل مخرب آن نیز چالش هایی مانند نیاز به مقررات اخلاقی، خطرات احتمالی سوء استفاده و تغییر در نیازهای نیروی کار را به همراه دارد.

    زمینه گرد و غبار هوشمند

    گرد و غبار هوشمند دستگاه کوچکی است که اغلب در کنار ده‌ها تا صدها تا هزاران دستگاه دیگر کار می‌کند و هر یک می‌تواند به عنوان یک جزء مجزا از یک سیستم محاسباتی بزرگ‌تر عمل کند. گرد و غبار هوشمند شامل طیف وسیعی از سیستم‌های میکروالکترومکانیکی بی‌سیم کوچک (MEMS) مانند ربات‌ها، دوربین‌ها، حسگرها و سایر مکانیسم‌های ارتباطی است. MEMS در نهایت به صورت بی سیم به یک شبکه کامپیوتری متصل می شود تا داده های تهیه شده از طریق فناوری شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) را تجزیه و تحلیل کند. 

    MEMS که موت نیز نامیده می شود، داده هایی از جمله نور، دما، ارتعاشات، شتاب، فشار، صدا، استرس و رطوبت را جمع آوری می کند. این داده ها از یک سیستم میکروالکترومکانیکی به سیستم دیگر منتقل می شود تا زمانی که به گره انتقال برسد. توابع اصلی MEMS شامل (1) جمع آوری داده ها، (2) پردازش داده ها با یک سیستم کامپیوتری به صورت بی سیم، (3) و ارتباط داده ها به ابر یا سایر MEMS ها به صورت بی سیم است.

    برخی از محققان استدلال می کنند که گرد و غبار هوشمند نشان دهنده تکامل بعدی اینترنت اشیا (IoT) است. این دستگاه‌ها پیشرفته‌تر شده‌اند و در همه جا از فناوری‌های مشتری مانند ترموستات‌های هوشمند گرفته تا محصولات بخش شرکتی مانند حسگرهای کوچک که بر تولید چاه‌های نفت نظارت می‌کنند، ادغام می‌شوند. با این حال، طبق چرخه هایپ گارتنر، فناوری‌های گرد و غبار هوشمند بیش از یک دهه طول می‌کشد تا به استفاده اصلی دست یابند و اینترنت اشیا را در مقیاس تجاری متحول کنند. 

    تاثیر مخرب

    توانایی فناوری گرد و غبار هوشمند برای قرار گرفتن در فضاهای باریک و دورافتاده، درهایی را برای نظارت دقیق‌تر محیطی باز کرده است. با قرار دادن این دستگاه های کوچک در مناطق صعب العبور، دانشمندان می توانند داده های لحظه ای در مورد سطوح آلودگی، تغییرات آب و هوا و حتی فعالیت های لرزه ای جمع آوری کنند. این روند می‌تواند درک ما را از فرآیندهای طبیعی زمین افزایش دهد و دولت‌ها و سازمان‌ها را قادر می‌سازد تا به چالش‌های زیست‌محیطی به طور مؤثرتری پاسخ دهند. برای کسب‌وکارها، این به معنای فرصتی برای همسو کردن شیوه‌های خود با اهداف توسعه پایدار است و رویکرد مسئولانه‌تری به مدیریت منابع طبیعی تضمین می‌کند.

    در زمینه پزشکی، استفاده از گرد و غبار هوشمند فراتر از نظارت بر بازیابی اندام های آسیب دیده و استخوان های شکسته است. آینده ای را تصور کنید که در آن این دستگاه های کوچک می توانند داروی هدفمند را به سلول های خاص برسانند و عوارض جانبی درمان هایی مانند شیمی درمانی را کاهش دهند. بیمارستان ها و ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی همچنین می توانند از گرد و غبار هوشمند برای نظارت مستمر علائم حیاتی بیماران استفاده کنند که منجر به مراقبت شخصی تر و به طور بالقوه نجات جان افراد می شود. دولت ها می توانند با تقویت تحقیق و توسعه از این پیشرفت ها حمایت کنند.

    همانطور که گفته شد استفاده از گرد و غبار هوشمند در کشاورزی می تواند نحوه نظارت کشاورزان و پاسخگویی به نیازهای محصولات خود را تغییر دهد. با نگاهی به آینده، این فناوری می‌تواند عصر جدیدی از کشاورزی دقیق را ایجاد کند، جایی که هر گیاه مقدار دقیق آب و مواد مغذی مورد نیاز خود را برای رشد دریافت می‌کند. این رویکرد می تواند منجر به بازده محصول بالاتر، اتلاف کمتر منابع و کاهش مواد شیمیایی مضر مورد استفاده برای کنترل آفات شود. 

    پیامدهای گرد و غبار هوشمند

    پیامدهای گسترده تر گرد و غبار هوشمند ممکن است شامل موارد زیر باشد:

    • ادغام گرد و غبار هوشمند در برنامه ریزی شهری و نگهداری زیرساخت ها، منجر به شناسایی کارآمدتر ضعف های سازه ای و تعمیرات به موقع و در نتیجه افزایش ایمنی عمومی می شود.
    • ایجاد فرصت های شغلی جدید در تجزیه و تحلیل داده ها و ساخت دستگاه های گرد و غبار هوشمند.
    • دولت مقرراتی را برای اطمینان از استفاده اخلاقی از گرد و غبار هوشمند در امور نظارت و حفظ حریم خصوصی تنظیم می کند.
    • تغییر در مراقبت‌های بهداشتی به سمت نظارت شخصی‌تر و مستمر، که منجر به تشخیص زودهنگام بیماری‌ها و درمان‌های مناسب می‌شود و در نتیجه سلامت عمومی را بهبود می‌بخشد.
    • خطر بالقوه سوء استفاده از گرد و غبار هوشمند توسط نهادهای مخرب، منجر به نگرانی در مورد جاسوسی و جمع‌آوری غیرمجاز داده‌ها می‌شود که ممکن است به همکاری و توافق‌های بین‌المللی نیاز داشته باشد.
    • پتانسیل گرد و غبار هوشمند برای تغییر شیوه‌های کشاورزی سنتی، منجر به تغییر در نیازها و مهارت‌های نیروی کار، با تأکید بر مهارت‌های فناوری و نظارت بر محیط‌زیست می‌شود.
    • استفاده از گرد و غبار هوشمند در پایش و حفظ اکوسیستم‌های در معرض خطر، منجر به تلاش‌های آگاهانه‌تر حفاظتی و تأثیر مثبت بر تنوع زیستی جهانی می‌شود.

    سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

    • به نظر شما فناوری گرد و غبار هوشمند در دهه آینده برای چه کاربردهای دیگری اعمال خواهد شد؟
    • چگونه دولت ها باید این فناوری را تنظیم کنند تا استفاده نادرست از آن را محدود کنند؟

    مراجع بینش

    پیوندهای محبوب و نهادی زیر برای این بینش ارجاع داده شد: