Юный техник, 2014 № 02

Вообще-то, как подсказывает нам жизненный опыт, от пыли трудно ждать что-нибудь хорошее. Лишь знаменитый польский фантаст Станислав Лем однажды догадался, что и от крошечной крупинки может быть толк, если наделить ее, эту крупинку, толикой разума. Повесть «Непобедимый», где была высказана эта мысль, увидела свет в 1964 году. Тогда даже сам автор полагал, что его идея воплотится в реальность еще очень нескоро. Но прошло полвека, и вот что пишет по поводу «умной пыли» журнал New Scientist.

В науку понятие «умная пыль» (Smartdust) было введено американским исследователем Кристофером Пистером из Университета Калифорнии в 2001 году. Исходил он вот из каких соображений. В Национальной лаборатории Сандиа еще в середине 90-х годов прошлого века была создана модель автономного робота MARV (Miniature Autonomous Robotic Vehicle), объем которого составлял около 1 кубического дюйма.

К 2000 году его размеры удалось уменьшить более чем в четыре раза. Эта крошечная машина имела процессор с памятью в 8 Кбайт, датчик температуры, микрофон, видеокамеру, химический сенсор. В дальнейшем планировалось оборудовать MARV системой беспроводной связи, чтобы группа микророботов смогла объединяться для совместного решения задач под управлением центрального компьютера.

А если исходить из закона Мура, согласно которому электронные чипы, продолжая совершенствоваться, тем не менее, уменьшаются вдвое каждые 18 месяцев, то вскоре должны наступить такие времена, когда размеры микророботов должны достигнуть размеров пылинки.

По замыслу разработчиков, основной областью применения таких роботов может стать военное дело. Рассыпал беспилотный летательный аппарат с воздуха какое-то количество «умной пыли» на территории противника, и невидимые разведчики будут исправно передавать информацию о каждом танке, бронемашине и даже об одиночном солдате, прошедшем поблизости, с указанием времени и точных координат.

Более того, такая пыль может не только вести разведку, но и при необходимости уничтожать боевую технику противника. По замыслу американских военных, облако пыли может окружить, скажем, танк, проникнуть сквозь щели внутрь машины. А потом вся эта пыль по команде может взорваться…

Впрочем, по мнению профессора Прабала Датты и его коллег из Мичиганского университета в Энн Арбор (США), «умной пыли» вполне по силам и решение сугубо мирных задач.

Если добавить такие пылинки в краску, которой затем покрасят стены здания, фермы моста или фюзеляж авиалайнера, то крошечные датчики будут снабжать специалистов информацией о техническом состоянии данного объекта.

Группа Датты уже работает над первыми прототипами таких микроуйстройств под названием Michigan Micro Motes. Каждый чип объемом в 1 кубический миллиметр, оборудованный сенсором температуры, движения и других характеристик окружающего мира, будет передавать информацию в виде радиоволн.

«Мичиганские микропылинки» — так прозвали первые прототипы своего изобретения создатели во главе с Даттой — способны определить наличие внутри жилых помещений угарного газа в опасной концентрации. Пригодятся компьютерные микродатчики и в медицине. Например, их можно будет имплантировать во внутренние органы пациентов. В этом случае «умная пыль» в режиме онлайн будет сообщать об их состоянии.

«Покрыть все вокруг крошечными датчиками — весьма заманчивая идея, — полагает Джошуа Смит, руководитель Лаборатории сенсорных систем при Вашингтонском университете в Сиэтле. — Однако, пытаясь реализовать ее, многие мои коллеги заходили в тупик перед проблемой: «А как обеспечить энергией для работы такие крупинки?»

«Мичиганские микропылинки» под микроскопом выглядят большими. На самом деле они меньше снежинки.

Производство «умной пыли».

Сам Смит полагает, что единственный выход — это сделать так, чтобы «пылинки» работали за счет энергии, добываемой ими из окружающей среды. Для этого могут использоваться крохотные солнечные панели или термоэлектрогенераторы, преобразующие тепло в ток.

Еще Джошуа Смит работает над проектом микрокомпьютеров — платформ беспроводного распознавания и восприятия (WISP). Эти устройства чуть крупнее и для коммуникации используют систему радиочастотной идентификации, аналогичную той, что встроена в кредитные карты нового поколения. Так же, как и Micro Motes, WISP не нуждаются в батарейках и питаются «остатками» энергии — например, сигналами близлежащих телебашен.