Bụi thông minh: Cảm biến vi cơ điện tử để cách mạng hóa các lĩnh vực khác nhau

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 16 Tháng ba, 2022

Tóm tắt thông tin chi tiết

Bụi thông minh, bao gồm các hệ thống vi cơ điện tử không dây cực nhỏ (MEMS), sẵn sàng xác định lại cách chúng ta tương tác với thế giới bằng cách thu thập và xử lý dữ liệu về mọi thứ, từ điều kiện môi trường đến sức khỏe con người. Từ việc cho phép giám sát môi trường chính xác đến chuyển đổi hoạt động chăm sóc sức khỏe bằng các phương pháp điều trị cá nhân hóa và thậm chí định hình lại nền nông nghiệp bằng canh tác chính xác, bụi thông minh cung cấp nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, tiềm năng đột phá của nó cũng mang đến những thách thức, chẳng hạn như nhu cầu về các quy định đạo đức, rủi ro lạm dụng tiềm ẩn và sự thay đổi về nhu cầu lao động.

Bối cảnh bụi thông minh

Bụi thông minh là một thiết bị nhỏ bé thường hoạt động cùng với hàng chục đến hàng trăm đến hàng nghìn thiết bị như vậy và mỗi thiết bị có thể hoạt động như một thành phần riêng lẻ của một hệ thống máy tính lớn hơn. Bụi thông minh bao gồm một loạt các hệ thống vi cơ điện tử không dây nhỏ (MEMS), như rô bốt, máy ảnh, cảm biến và các cơ chế giao tiếp khác. MEMS cuối cùng được kết nối không dây với mạng máy tính để phân tích dữ liệu được mua thông qua công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID). 

MEMS, còn được gọi là motes, thu thập dữ liệu, bao gồm ánh sáng, nhiệt độ, rung động, gia tốc, áp suất, âm thanh, căng thẳng và độ ẩm. Dữ liệu này được chuyển từ hệ thống vi cơ điện tử này sang hệ thống vi cơ điện tử khác cho đến khi nó đến được nút truyền. Các chức năng chính của MEMS bao gồm (1) thu thập dữ liệu, (2) xử lý không dây dữ liệu với hệ thống máy tính, (3) và truyền dữ liệu lên đám mây hoặc các MEMS khác không dây.

Một số nhà nghiên cứu cho rằng bụi thông minh đại diện cho sự phát triển tiếp theo của Internet of Things (IoT). Những thiết bị này đã trở nên tiên tiến hơn và được tích hợp ở mọi nơi, từ công nghệ của khách hàng như bộ điều nhiệt thông minh đến các sản phẩm dành cho doanh nghiệp như cảm biến nhỏ giám sát quá trình sản xuất giếng dầu. Tuy nhiên, theo Hype Cycle của Gartner, các công nghệ bụi thông minh sẽ mất hơn một thập kỷ để đạt được mục đích sử dụng phổ biến và cách mạng hóa IoT ở quy mô thương mại. 

Tác động gián đoạn

Khả năng định vị của công nghệ bụi thông minh trong không gian hẹp và xa đã mở ra cánh cửa cho việc giám sát môi trường chính xác hơn. Bằng cách đặt những thiết bị nhỏ bé này ở những khu vực khó tiếp cận, các nhà khoa học có thể thu thập dữ liệu thời gian thực về mức độ ô nhiễm, biến đổi khí hậu và thậm chí cả các hoạt động địa chấn. Xu hướng này có thể nâng cao hiểu biết của chúng ta về các quá trình tự nhiên của Trái đất và cho phép các chính phủ và tổ chức ứng phó hiệu quả hơn với các thách thức môi trường. Đối với các doanh nghiệp, điều này có nghĩa là cơ hội để điều chỉnh các hoạt động của họ với các mục tiêu phát triển bền vững, đảm bảo cách tiếp cận có trách nhiệm hơn trong quản lý tài nguyên thiên nhiên.

Trong lĩnh vực y tế, ứng dụng của bụi thông minh vượt xa việc theo dõi quá trình phục hồi của các cơ quan bị tổn thương và gãy xương. Hãy tưởng tượng một tương lai nơi những thiết bị cực nhỏ này có thể đưa thuốc nhắm mục tiêu đến các tế bào cụ thể, làm giảm tác dụng phụ của các phương pháp điều trị như hóa trị. Các bệnh viện và nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe cũng có thể sử dụng bụi thông minh để liên tục theo dõi các dấu hiệu sinh tồn của bệnh nhân, mang lại dịch vụ chăm sóc cá nhân hóa hơn và có khả năng cứu sống nhiều người. Các chính phủ có thể hỗ trợ những tiến bộ này bằng cách thúc đẩy nghiên cứu và phát triển.

Như đã đề cập, việc sử dụng bụi thông minh trong nông nghiệp có thể thay đổi cách nông dân giám sát và đáp ứng nhu cầu cây trồng của họ. Nhìn về phía trước, công nghệ này có thể mở ra một kỷ nguyên mới của canh tác chính xác, trong đó mọi cây trồng đều nhận được lượng nước và chất dinh dưỡng chính xác cần thiết để phát triển. Cách tiếp cận này có thể dẫn đến năng suất cây trồng cao hơn, ít lãng phí tài nguyên hơn và giảm các hóa chất độc hại được sử dụng để kiểm soát dịch hại. 

Ý nghĩa của bụi thông minh

Ý nghĩa rộng hơn của bụi thông minh có thể bao gồm:

• Việc tích hợp bụi thông minh vào quy hoạch đô thị và bảo trì cơ sở hạ tầng, giúp phát hiện hiệu quả hơn các điểm yếu về cấu trúc và sửa chữa kịp thời, từ đó nâng cao an toàn công cộng.
• Tạo ra cơ hội việc làm mới trong lĩnh vực phân tích dữ liệu và sản xuất thiết bị chống bụi thông minh.
• Chính phủ đặt ra các quy định để đảm bảo việc sử dụng bụi thông minh một cách có đạo đức trong các vấn đề giám sát và quyền riêng tư.
• Sự thay đổi trong chăm sóc sức khỏe theo hướng giám sát liên tục và cá nhân hóa hơn, dẫn đến phát hiện sớm bệnh tật và phương pháp điều trị phù hợp, từ đó cải thiện sức khỏe cộng đồng nói chung.
• Nguy cơ tiềm ẩn về việc các thực thể độc hại lạm dụng bụi thông minh, dẫn đến lo ngại về hoạt động gián điệp và thu thập dữ liệu trái phép, có thể cần đến sự hợp tác và thỏa thuận quốc tế.
• Khả năng bụi thông minh sẽ thay đổi các phương thức canh tác truyền thống, dẫn đến sự thay đổi về nhu cầu và kỹ năng lao động, tập trung vào trình độ công nghệ và quản lý môi trường.
• Việc sử dụng bụi thông minh trong việc giám sát và bảo tồn các hệ sinh thái có nguy cơ tuyệt chủng, dẫn đến những nỗ lực bảo tồn sáng suốt hơn và tác động tích cực đến đa dạng sinh học toàn cầu.

Các câu hỏi cần xem xét

• Bạn nghĩ công nghệ bụi thông minh sẽ được áp dụng cho những ứng dụng nào khác trong thập kỷ tới?
• Các chính phủ nên điều chỉnh công nghệ này như thế nào để hạn chế việc sử dụng sai mục đích?