Dr. Staninger hat mir einige Informationen zu Smart Dust geschickt, deshalb wollte ich ein Update darüber schreiben, wie diese Technologie die Grundlage für die vierte industrielle Revolution und das Bioüberwachungsnetz des Internet of Bodies bildet. Es kann eingeatmet werden und Umweltdaten an ein Computernetzwerk übermitteln. Es wird im Gesundheitswesen zur Verabreichung von Medikamenten, zur biometrischen Authentifizierung durch Banken, zur militärischen Überwachung von Kampfgebieten (und Zivilisten), für das Internet of Bodies verwendet, es ist in Lebensmitteln enthalten, es wird zu meteorologischen Zwecken versprüht und wir atmen es einfach ein – es ist das unsichtbare Mikrosensornetz, das überall vorhanden ist.
Hier ist ein Artikel von CNN aus dem Jahr 2010
„Smart Dust“ soll alles überwachen
Diese „intelligenten Staubpartikel“, wie er sie nannte, würden alles überwachen und wie elektronische Nervenenden für den Planeten wirken. Ausgestattet mit Rechenleistung, Sensorausrüstung, drahtlosen Funkgeräten und einer langen Batterielaufzeit würde der intelligente Staub Beobachtungen machen und Berge von Echtzeitdaten über Menschen, Städte und die natürliche Umwelt übermitteln.
Auf der Technologie-Website der Regierung wurde 2010 dieser Artikel veröffentlicht, der einen guten Überblick darüber gibt, was Smart Dust ist und wie es funktioniert:
Gesundheits- und Sozialdienste Staub im Wind
Als Professor an der University of California in Berkeley schlug Kris Pister 1997 ein Projekt vor, bei dem Sensorik, Computertechnik und Netzwerktechnik in einem millimetergroßen Paket untergebracht werden sollten. Das Projekt mit dem Namen Smart Dust wurde im selben Jahr von der DARPA finanziert.
Die Idee war, kostengünstige, batteriebetriebene drahtlose Sensornetzwerke zu entwickeln, die man über einem Schlachtfeld oder anderen interessanten Gebieten abwerfen oder schnell und einfach in verschiedenen Gebäuden und Strukturen platzieren konnte, um die Situation zu bewerten, sagte Pister, der Präsident und CEO von Dust Inc. „ Man kann überwachen, wann Menschen oder Fahrzeuge vorbeifahren, man kann Dinge verfolgen, egal ob es sich um feindliche Kämpfer oder Zivilisten handelt – man kann alle möglichen tollen Dinge tun, wenn man die entsprechenden Sensoren hat“, sagte er. „Das alles kann man heute tun, wenn man Zeit und Geld investiert, um alles zu verkabeln, aber diesen Luxus hat man in einer Schlacht oder in einem fremden Land, in dem man kurz vor einer Schlacht steht, nicht – mit einem verkabelten System kommt man dort einfach nicht hin.“ Anfänge Ein Smart Dust-„Mote“ ist ein Sensorverarbeitungsknoten – ein millimetergroßer Punkt in einem Netzwerk, das seine Umgebung beobachtet und aufzeichnet. Die von diesen Motes gesammelten Informationen variieren je nachdem, was Sie beobachten möchten, sagt Steven Glaser, außerordentlicher Professor der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen an der UC Berkeley. „Es verfügt über einen Mikrocontroller, ein Funkgerät, einen Pufferspeicher und so weiter und so fort, und es ist dynamisch umprogrammierbar, sodass Sie seine Funktionen zu einem späteren Zeitpunkt ändern können“, sagte er. „Es ist ein intelligentes Gerät; es verfügt über ein Betriebssystem, mit dem die Geräte miteinander kommunizieren und Daten ohne Einmischung von außen übertragen können, es handelt sich also um ein Peer-to-Peer-Netzwerk.“ Smart Dust verwendet Ad-hoc-Netzwerke, sagte Glaser, was bedeutet, dass die Geräte das Netzwerk spontan selbst einrichten und die Netzwerkstruktur sich im Laufe der Zeit ändert. Das Netzwerk kann auch beliebig eingerichtet werden, fügte Glaser hinzu, und da die Motes oder Knoten autonom sind, bilden sie selbst ein Netzwerk. Zwischenknoten helfen entfernten Knoten, die Muttereinheit zu erreichen, die die Sensordaten steuert und mit einem PC verbunden ist, der als Basisstation bezeichnet wird. Die Sensoren verwenden ein Open-Source-Softwareprogramm für drahtlose Netzwerke namens TinyOS, um miteinander zu kommunizieren. David Culler, Professor für Informatik an der UC Berkeley, der das Intel-Forschungslabor an der Universität leitet, hat TinyOS geschrieben. Wenn eine neue Technologie angekündigt wird, neigen die Leute dazu, an ihrer Zuverlässigkeit zu zweifeln, bis sie bewiesen ist, und genau daran arbeiten Culler, Glaser, Pister und alle anderen, die ihre Finger im Staub haben. Zunächst machte es am meisten Sinn, in der Umgebung zu testen, da die Knoten verteilt sein und Daten sammeln konnten, ohne jemanden zu beeinträchtigen.
„Wie geht man die einzelnen Schritte durch und entwickelt Vertrauen in neue Technologien?“, fragte Culler. „Der natürliche Ausgangspunkt war die Umgebung. Erstens bewegt sie sich nicht.“ Glaser und seine Doktoranden messen in Zusammenarbeit mit dem Lawrence Berkeley National Laboratory die Luftfeuchtigkeit in dem geplanten Endlager für Atommüll in Yucca Mountain, Nevada. Das Gerät, das traditionell zur Messung der Luftfeuchtigkeit im Endlager verwendet wird, ist groß und gibt viel Wärme ab, sagte Glaser, was die Luftfeuchtigkeit verändert.
Da Smart Dust so klein ist, kann es lange Zeit ohne Kabel betrieben werden und Daten von Orten senden, an die ein großes Gerät nicht gelangen würde. Es war der perfekte Kandidat. Glaser hat auch bevorstehende Projekte in Israel und China.
Bisher beträgt die größte Anzahl von Staubkörnern, die in einem Gebiet verteilt sind, mehrere Hundert, sagte Culler und fügte hinzu, dass die Entwicklung zur Vereinfachung der Vernetzung noch im Gange sei und die Zusammenstellung der Netzwerke noch eine Menge Arbeit sei.
Smart Dust-Staubkörnchen gelten als billig – einige Hundert Dollar pro Stück, sagte Glaser, aber die Preise werden sinken, da sie derzeit noch als Forschungsgeräte gelten. Sobald sie kommerziell verfügbar sind, werden die Kosten erheblich sinken, da ein Großteil der Kosten auf die Entwicklung entfällt. „Die Sensoren können – sagen wir für Vibrationen – zwischen 5 und 1.000 Dollar pro Stück kosten, je nachdem, wie empfindlich sie für Ihre Anforderungen sein sollen“, sagte Glaser. „Wenn Sie eine sehr starke Erdbebenreaktion beobachten und nicht an kleinen Erschütterungen, sondern an echten Erdbeben interessiert sind, dann reicht das 5-Dollar-Stück vollkommen aus.“
Die fünf größten MEMS-Hersteller haben das Gesundheitswesen, wie wir es kennen, verändert und die MEMS-Sensoren wurden überall implementiert:
Top 5 MEMS-Technologieunternehmen im Jahr 2023
Laut Mordor Intelligence soll der MEMS- Markt von 15,50 Milliarden USD im Jahr 2023 auf 23,23 Milliarden USD im Jahr 2028 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 8,43 % entspricht. Diese Expansion wird durch die steigende Nachfrage nach MEMS in verschiedenen Sektoren, von der Automobilindustrie bis zur Unterhaltungselektronik, vorangetrieben. Die MEMS-Technologie ist entscheidend für den Bedarf des IoT an kleinen, kostengünstigen Sensoren, die die Produktion überwachen und harten Bedingungen standhalten.
Aufgrund ihrer Empfindlichkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit spielen sie eine wichtige Rolle in der Automatisierung . Herausforderungen ergeben sich aus dem komplexen Herstellungsprozess dieser Geräte. Der Einsatz von MEMS in der Chipindustrie nahm während des Kampfes gegen COVID-19 stark zu und ermöglichte Innovationen in der Elektronik, darunter Schnelltests und SARS-CoV-2-Erkennungstechniken.
Phillips erläutert, wie die Präzisionsmedizin auf der Nutzung von MEMS basiert und dass es diese Technologie bereits seit Jahrzehnten gibt:
Als Antwort darauf verändert sich das Gesundheitswesen in mehreren Bereichen. Patienten werden so weit wie möglich in ihrer häuslichen Umgebung behandelt – ein Trend, der sich während der Pandemie noch beschleunigt hat. Zudem sind Patienten dank tragbarer Geräte und Online-Informationen mehr denn je in der Lage, ihren eigenen Gesundheitszustand zu verstehen und zu verbessern. Die Personalisierung bietet Möglichkeiten, Therapien auf einzelne Patienten zuzuschneiden. Und schließlich wird die Effizienz des Gesundheitswesens durch den Übergang zur Bezahlung für Heilung statt für Behandlung gefördert. [1] Paradoxerweise werden diese vier Lösungswege zur Bewältigung der makrogesellschaftlichen Herausforderungen im Gesundheitswesen technisch auf Mikroebene ermöglicht. Mehrere technologische Entwicklungen auf Submillimeterebene bieten einen Fahrplan aus einem globalen Gesundheitsinfarkt. Einige dieser Lösungen sind in mikroelektronischen mechanischen Systemen (MEMS) implementiert, die es schon seit einigen Jahren oder sogar Jahrzehnten gibt. In einigen Anwendungsbereichen wird erwartet, dass MEMS ihr Versprechen bereits in den kommenden Jahren erfüllen.
MEMS sind kleine, integrierte Geräte, die elektrische und mechanische Komponenten kombinieren und durch die Fortschritte in der Mikrofluidik und der Miniaturisierung der Elektronik möglich wurden. Diese reichen von einfachen Systemen ohne bewegliche Teile bis hin zu hochkomplexen Systemen. MEMS können unter Verwendung biokompatibler Materialien aseptisch hergestellt und hermetisch versiegelt werden. MEMS-Geräte zur Arzneimittelverabreichung bestehen im Allgemeinen aus drei Komponenten: Arzneimittelkammer, Arzneimittelfreisetzungsmechanismus und Verpackung und können Sensoren, Kanäle, Pumpen, Ventile, Nadeln, Membranen und einzelne oder mehrere Arzneimittelbehälter enthalten.
MEMS-Geräte können implantierbar oder tragbar sein und finden Anwendung bei chronischen und langwierigen Erkrankungen. Sie können Medikamente an bestimmte Stellen verabreichen, manche sogar mehr als ein Medikament. Geräte mit integrierten Sensoren können die Abgaberate auf Grundlage der Erkennung von Vitalzeichen oder Biomarkern an die Bedürfnisse des Patienten anpassen.
MEMS sind klein und leicht und können problemlos in elektrische und elektronische Schaltkreise integriert werden. MEMS-Geräte können mit oder ohne Strom versorgt werden. MEMS mit Strom haben einen geringen Stromverbrauch und können selbst mit Strom versorgt werden. MEMS-Geräte haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Sie können zerbrechlich sein und aufgrund von Verschmutzung, Ermüdung, Reibung oder Verschleiß versagen.
MEMS werden zur Beurteilung der Frische von Lebensmitteln eingesetzt und haben weitere Anwendungen in der Lebensmittelindustrie:
Nahinfrarot-Spektral-MEMS-Gassensor zur Mehrkomponenten-Lebensmittelgaserkennung
Smart Dust Motes waren Teil der implantierten Technologie, die Dr. Staninger bei ausgewählten Personen fand:
Was ist Smart Dust und wie wird es verwendet?
Ich habe hier die für 2025 prognostizierten Top-Smart-Dust-Auftragnehmer für das Militär gezeigt:
„ Das zukünftige GNR-Zeitalter (Genetik, Nanotechnologie, Robotik) wird nicht allein durch die exponentielle Explosion der Computertechnik entstehen, sondern vielmehr durch das Zusammenspiel und die unzähligen Synergien, die sich aus zahlreichen miteinander verflochtenen technologischen Fortschritten ergeben.“ 4 In dieser komplexen System-of-Systems-Welt entstehen durch Kombinationen von Schlüsseltechnologien leistungsstarke und effektive technologische Anwendungen. Eine Anwendung aus der Fusion von Nanotechnologie, drahtlosen Sensornetzwerken und mikroelektronischen mechanischen Systemen (MEMS) ist Smart Dust, vernetzte Molekülpartikel, die in der Lage sind, Informationen aus der Ferne zu messen, zu sammeln und zu senden.
Hier ist das Patent von Wells Fargo, bei dem Smart Dust zur Authentifizierung von Kreditkartennutzern verwendet wird:
Systeme und Methoden, die die Authentifizierung eines Benutzers erleichtern, der eine Zahlung unter Verwendung von Geräten mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMs) (d. h. Smart Dust) tätigt. Die MEMs-Geräte können Sensoren haben, die Daten erfassen und an ein Basisstationsgerät übertragen. Die MEMs-Geräte können Sensordaten, einschließlich biometrischer Daten, erfassen und/oder Bilder der Person aufnehmen. Die MEMs können auch Sensordaten wie Audiodaten, optische Daten, Temperaturdaten, Blutdruckdaten und Bewegungsdaten erfassen und sie mit Daten vergleichen, die einem Benutzerprofil zugeordnet sind, um festzustellen, ob die Person, die die Zahlung tätigt, dieselbe Person ist, die dem Benutzerprofil zugeordnet ist. Sobald die Identität der Person bestätigt und somit authentifiziert wurde, kann die Zahlungsanforderung bestätigt und die Zahlung entweder über das Mobilgerät oder per Kreditkarte vorgenommen werden.
MEMS werden auch für Wettervorhersagen verwendet. Beachten Sie, dass wir die versprühten MEMS einatmen.
Es handelt sich dabei um dieselbe mikroelektronische Technologie zur totalen Überwachung, die ich schon oft gezeigt habe, sogar im Blut von COVID19-Ungeimpften. Nennen Sie sie Nano- oder Mikroroboter, es handelt sich um dieselbe Technologie mit unterschiedlichen Anwendungen.
Klaus Schwab sagte uns, dass sich der Smart Dust in unserem Körper organisiert. Er wird das Menschsein verändern.
