スマートダスト: さまざまな分野に革命を起こす微小電気機械センサー

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  クォンタムラン・フォーサイト
• 2022 年 3 月 16 日

洞察の要約

小型の無線微小電気機械システム (MEMS) で構成されるスマート ダストは、環境条件から人間の健康に至るまであらゆるデータを収集および処理することで、世界との関わり方を再定義しようとしています。 正確な環境モニタリングの実現から、個別化された治療法による医療の変革、さらには精密農業による農業の再構築まで、スマート ダストは幅広いアプリケーションを提供します。 しかし、その破壊的な可能性は、倫理規制の必要性、潜在的な誤用リスク、労働ニーズの変化などの課題ももたらします。

スマート ダスト コンテキスト

スマート ダストは小さなデバイスで、多くの場合、数十から数百、数千の他の同様のデバイスと一緒に動作し、それぞれがより大きなコンピューティング システムの個々のコンポーネントとして機能します。 スマート ダストは、ロボット、カメラ、センサー、その他の通信メカニズムなど、さまざまな小型ワイヤレス MEMS (微小電気機械システム) で構成されています。 MEMS は、最終的にコンピュータ ネットワークにワイヤレスで接続され、無線周波数識別 (RFID) テクノロジによって取得されたデータを分析します。 

モートとも呼ばれる MEMS は、光、温度、振動、加速度、圧力、音、応力、湿度などのデータを収集します。 このデータは、伝送ノードに到達するまで、ある微小電気機械システムから別のシステムに転送されます。 MEMSの主な機能には、(1)データを収集する、(2)コンピュータシステムで無線でデータを処理する、(3)データをクラウドや他のMEMSと無線で通信する、が含まれます。

一部の研究者は、スマート ダストはモノのインターネット (IoT) の次の進化を表していると主張しています。 これらのデバイスはより高度になり、スマート サーモスタットなどの顧客テクノロジーから油井の生産を監視する小型センサーなどの企業部門の製品に至るまで、あらゆる場所に統合されています。 ただし、Gartner のハイプ サイクルによれば、スマート ダスト テクノロジが主流で使用され、商業規模で IoT に革命をもたらすまでには XNUMX 年以上かかります。 

破壊的な影響

スマートダストテクノロジーは狭くて離れた場所に設置できるため、より正確な環境モニタリングへの扉が開かれました。 これらの小さな装置を手の届きにくい場所に設置することで、科学者は汚染レベル、気候変動、さらには地震活動に関するリアルタイムのデータを収集できます。 この傾向により、地球の自然プロセスに対する私たちの理解が深まり、政府や組織が環境上の課題により効果的に対応できるようになります。 企業にとって、これは自社の実践を持続可能な開発目標と整合させ、天然資源管理に対するより責任あるアプローチを確保する機会を意味します。

医療分野におけるスマートダストの応用は、損傷した臓器や骨折の回復を監視するだけにとどまりません。 これらの極小のデバイスが標的薬剤を特定の細胞に送達し、化学療法などの治療の副作用を軽減できる未来を想像してみてください。 病院や医療提供者は、スマートダストを使用して患者のバイタルサインを継続的に監視することもでき、より個別化されたケアにつながり、命を救う可能性もあります。 政府は研究開発を促進することでこれらの進歩を支援することができます。

前述したように、農業におけるスマートダストの使用は、農家が作物のニーズを監視し対応する方法を変える可能性があります。 将来的には、この技術により、すべての植物が成長するために必要な正確な量の水と栄養素を受け取る精密農業の新時代が可能になる可能性があります。 このアプローチは、作物の収量の増加、資源の無駄の削減、害虫駆除に使用される有害な化学物質の削減につながる可能性があります。 

スマートダストの影響

スマートダストの広範な影響には次のものが含まれる可能性があります。

• スマートダストを都市計画やインフラ整備に統合することで、構造上の脆弱性をより効率的に検出し、適時に修復できるようになり、公共の安全が強化されます。
• データ分析とスマートダストデバイスの製造における新たな雇用機会の創出。
• 政府は、監視とプライバシー問題におけるスマートダストの倫理的使用を確保するための規制を定めています。
• より個別化された継続的なモニタリングへの医療の移行により、病気の早期発見と個別の治療が可能になり、それによって公衆衛生全体が改善されます。
• 悪意のある組織によるスマートダストの悪用の潜在的なリスクがあり、スパイ行為や不正なデータ収集の懸念が生じ、国際的な協力や協定が必要になる可能性があります。
• スマートダストが伝統的な農業慣行を変え、技術熟練度と環境管理を重視した労働力のニーズとスキルの変化につながる可能性。
• 絶滅の危機に瀕している生態系の監視と保全にスマートダストを使用することで、より多くの情報に基づいた保全活動が実現され、地球規模の生物多様性にプラスの影響がもたらされます。

考慮すべき質問

• 今後 XNUMX 年間で、スマート ダスト技術は他にどのような用途に適用されると思いますか?
• 政府は、この技術の悪用を制限するためにどのように規制すべきでしょうか?