Sumber
"Masa depan diciptakan olehmu, tetapi tidak untukmu."
(The Strugatsky Brothers "Ugly Swans")
Sampai saat ini, konsep Internet of Things (IoT - Internet of Things) tampak aneh bagi banyak orang, tetapi hari ini perwakilan terbaik peradaban sudah mulai berbicara tentang Internet dengan hal baru (IoNT - Internet of NanoThings). Bahkan, jika dimungkinkan untuk mengubah "benda" apa pun dari kulkas menjadi seseorang menjadi elemen jaringan, lalu mengapa tidak pindah jauh ke kulkas atau bahkan seseorang? Dan bagaimana dengan, misalnya, produknya? - Tidak ada yang busuk? Seperti kawan-kawan mereka yang lebih "besar", bisnis nano bersatu dalam jaringan berskala nano, di antaranya tidak hanya elektromagnetik, tetapi juga yang molekuler menonjol.
Dua internet
Ada tanda seperti itu - semakin banyak buah beri pada abu gunung, semakin keras musim dingin. Beberapa tahun yang lalu di kebun kami tidak ada beri sama sekali di abu gunung, dan, misalnya, bawang biasa hampir sepenuhnya tanpa kulit (tanda populer lainnya). Dan praktis tidak ada musim dingin. Tampaknya pertanyaan sederhana seperti itu - bagaimana abu gunung dan bawang tahu ini? Jika Anda merenungkannya, ternyata pertanyaannya tidak begitu sederhana. Ada kemungkinan bahwa teka-teki abu gunung dapat diselesaikan dengan menembus di dalam tanaman ini di skala nano. Dan itu mungkin segera menjadi kenyataan.
Sumber
Kita telah lama berbicara tentang IoT di dunia, dan adalah logis bahwa IoNT muncul ketika "hal-hal" tertentu mulai mencakup mikrosensor murah, mikroprosesor, antena miniatur, dan baterai. Munculnya dan pengembangan IoNT terkait erat dengan kemajuan nanoteknologi, yang sekarang sering tertanam dalam berbagai vertikal industri, termasuk pertahanan, aerospace, kesehatan, biomedis, produksi industri dan lebih jauh ke hiburan dan ritel. Membuat perangkat yang dibuat menggunakan teknologi ini untuk bertukar informasi adalah impian yang dihargai banyak spesialis yang ingin setidaknya tahu tentang aliran berbagai proses teknologi dalam industri apa pun atau tentang semua perubahan dalam tubuh manusia. Perkembangan nanomachines dengan kemampuan komunikasi dan integrasi mereka dengan perangkat mikro dan makro memunculkan paradigma baru dari Internet bagi kita yang dapat mempengaruhi hampir semua bidang kehidupan mulai dari perawatan kesehatan hingga keamanan nasional. Dan bahkan Big Brother jelas akan menerima setidaknya Little Brother untuk membantu.
Bahkan, nanoteknologi adalah industri baru yang terlibat dalam pengembangan perangkat yang sangat kecil yang mampu menghasilkan tindakan sederhana. Menjadi sederhana dan hanya melakukan operasi primitif, nano-nano secara individual tidak dapat bekerja dengan tugas-tugas kompleks. Bagaimanapun, selamat tinggal. Untuk memastikan bekerja dengan aplikasi yang lebih kompleks, seperti pengiriman obat ke organ yang diinginkan dalam tubuh manusia, kemampuan untuk bertukar informasi dan perintah antara objek jaringan dan pengontrol diperlukan, yang mengarah pada kebutuhan untuk menciptakan konsep jaringan nano. Dalam konsep yang sama, perlu untuk melihat hubungan antara IoNT dan IoT, dan penciptaan antarmuka seperti itu, perlu, misalnya, ketika pindah dari tubuh seseorang ke jaringan komunikasi yang akrab dengan kita, akan menjadi tugas menarik yang terpisah.
Secara umum, IoNT adalah seperangkat layanan nano yang terhubung secara nirkabel yang memiliki akses ke jaringan komunikasi dan, terutama, ke Internet. Jika tidak, banyak jaringan komunikasi berskala nano dapat terhubung ke Internet untuk masa yang akan datang, memperluas dunia IoT ke IoNT. Sebenarnya, IoNT adalah pengembangan lokal lebih lanjut dari IoT di mana diperlukan atau di mana mungkin. Dan baik di dalam benda hidup dan tidak hidup, dan di luar.
Mudah untuk mengasumsikan bahwa kemampuan teknologi seperti itu pasti akan meningkat. Ada kemungkinan bahwa suatu hari nanti pengembangan lokal ini akan menjadi global, dan, misalnya, beberapa jenis nanopowder cerdas akan terbang melintasi lautan dan samudera lintas negara dan benua, dan nanosensor akan hadir di hampir setiap produk padat, cair, dan massal untuk menginformasikan pada waktunya apakah formulasi, iklim, viskositas dan sifat-sifat lainnya dilanggar, tidak termasuk informasi tentang apa yang sedang dilakukan Agen 007, pada kerah jaket yang terdapat bintik berteknologi tinggi. Dan, misalnya, dengan penampilan parfum biasa, karena partikel nano cerdas, mereka sendiri akan memberi sinyal tepat waktu tentang kepatuhan dengan aroma yang diberikan, dan obat-obatan - tentang efek nyata mereka pada tubuh.
Sumber
Studi teknologi telekomunikasi yang menjanjikan telah membahas, misalnya, penggunaan zat feromon, yang telah lama dipelajari oleh perwakilan flora dan fauna untuk bertukar informasi. Bagaimana kelihatannya dalam beberapa komunikasi seluler 8G, bahkan lebih sensitif menangkap semua nuansa data pribadi dari basis klien? - Nah, misalnya, seperti ini: pusat pemantauan layanan kepuasan pelanggan mencatat perubahan tajam dalam bau yang berasal dari pelanggan yang terletak di titik tertentu, dan kecerdasan buatan bawaan, mengenai hal ini sebagai ketakutan, yang disebut layanan darurat pada saat itu. Siapa tahu, akankah struktur nano dalam bentuk nanopowders yang meniru feromon akan dibuat dari waktu ke waktu?
Sebuah studi dari Digital Universe yang diterbitkan beberapa tahun lalu oleh EMC mengatakan bahwa ukuran semesta digital berlipat ganda setiap 2 tahun. Dan jika, menurut perkiraan, IoT adalah milyaran benda dan perangkat sehari-hari yang memiliki pengidentifikasi unik dan dapat secara otomatis mendaftarkan, mengumpulkan, dan menerima data, maka IoNT setidaknya sudah triliunan nanodevices.
Diharapkan bahwa perubahan dalam struktur permintaan dan aplikasi inovatif akan menciptakan peningkatan serius dalam permintaan di pasar baru selama beberapa tahun ke depan. Ini terutama diharapkan di mana dimungkinkan untuk menciptakan peluang bisnis yang menarik di pasar ini. Pasar IoNT diperkirakan akan tumbuh hingga $ 10 miliar pada tahun 2020, dengan perkiraan tingkat pertumbuhan tahunan agregat (CAGR) sebesar 22,81%. Menurut para ahli, pengembangan pasar IoNT disebabkan oleh tiga pendorong utama: kelanjutan dari konektivitas jaringan di mana-mana, insentif pemerintah dan keuntungan terkenal dari perangkat yang terhubung. Namun demikian, memastikan kerahasiaan dan keamanan, serta ukuran investasi yang dibutuhkan dalam nanoteknologi, diharapkan menjadi hambatan paling kuat untuk pengembangan pasar IoNT global. Namun, terlepas dari keterbatasan ini, sudah ada permintaan yang meningkat dari berbagai vertikal industri untuk kepentingan memperluas peluang bagi pasar global.
Salah satu pemain terbesar di pasar IoNT sekarang adalah Intel Corporation, Cisco Systems Inc., Qualcomm Incorporated, Juniper Networks dan IBM Corporation di AS, Schneider Electric di Perancis, SAP SE dan Siemens AG di Jerman dan lainnya.
Melewati IoNT
Seperti yang Anda duga, Internet tidak pernah memiliki masa lalu dalam pengertian modern masa lalu. Seperti yang mereka katakan, tidak ada internet, tidak ada hal baru - tidak ada masalah. Namun, mari kita kembali ke sini nanti, tetapi untuk sekarang, mari kita hadapi tantangan kemanusiaan progresif saat ini.
IoNT asli
Paling tidak, orang modern mengerti mengapa IoNT dapat digunakan dan apa manfaatnya. Tapi sementara semuanya masih dalam masa pertumbuhan, mengembangkan konsep dan memilih teknologi. Untungnya, beberapa perusahaan maju memiliki futurologis dan pemimpi pemasaran lainnya. Namun, spesialis lebih tertarik pada bagaimana semua ini akan diatur dan bagaimana cara kerjanya. Dan sementara umat manusia belum menemukan apa pun, mungkin harus ada segalanya "seperti orang dewasa", yaitu, komponen yang biasa dilakukan oleh "nano": kamera, telepon, sensor skalar, prosesor, kartu memori, catu daya, antena dan transceiver. Saat ini, banyak pengembang yang bekerja keras pada mosaik-nano ini sehingga dapat bekerja dalam gambar dan rupa dari makrokosmos, dan hanya dengan begitu ia akan berubah seiring waktu. Itu semua tergantung pada pengembangan teknologi baru dan penetrasi mereka ke dalam kehidupan kita, serta pada minat pengguna akhir di dalamnya. Bergantung pada jumlah hal dan jenisnya, berbagai teknologi dapat digunakan untuk mengumpulkan, memproses, dan bertukar informasi dalam rangka transfer data tanpa batas antar perangkat.
Nanoobjects harus berinteraksi di mana saja, kapan saja, dan mereka sendiri mungkin heterogen, bekerja dengan IoT dan IoNT. Seperti dalam cerita dengan Internet of things, setiap elemen IoNT dalam rantai nilai harus melalui, mungkin, perubahan revolusioner dan optimalisasi fungsinya. Mengingat kesulitan yang bersamaan, faktor-faktor yang merangsang pasar IoNT sering bertemu dengan dukungan pemerintah, tetapi peningkatan konektivitas yang akan datang juga berguna bagi para pemimpin pasar dan industri.
Perkembangan nanoteknologi berjalan seiring dengan munculnya perkembangan baru di Internet dan jaringan sensor. Dalam beberapa tahun terakhir, arah komunikasi nano telah muncul, yang tujuannya adalah untuk menciptakan paradigma baru untuk interaksi nanodevices untuk meningkatkan kemampuan dan metode aplikasi mereka. Namun, nanodevices dapat berkomunikasi tidak hanya dalam mode ad hoc. Menanamkan nanosensor di berbagai objek dan perangkat di sekitar pengguna dapat menambahkan dimensi baru ke konsep IoT dengan menambahkan IoNT. Sensor miniatur nanosized seperti itu dapat mengirimkan data berbutir halus dari dalam objek atau area yang sulit dijangkau. Misalnya, nanosensor tubuh dapat mengumpulkan dan mengirimkan sinyal elektrokardiografi dan vital lainnya. Mikrofon yang dipasang di lingkungan dapat mengumpulkan informasi tentang patogen dan alergen yang ada di lokasi fisik tertentu. Jika Anda menggabungkan kedua sumber data ini berdasarkan IoNT, Anda bisa mendapatkan diagnosis yang akurat dan memantau kondisi pasien.
Sumber
Namun demikian, dalam menghadapi nanoteknologi, komunitas teknik telah menerima seperangkat alat baru untuk mengembangkan komponen skala nano dengan fungsi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Nah, integrasi beberapa nanocomponents ke dalam satu organisme dengan bantuan nanosystems akan berkontribusi pada pengembangan lebih banyak nano nano, yang akan menciptakan banyak aplikasi di bidang biomedis, lingkungan, industri dan militer. Namun, saat ini masih belum sepenuhnya jelas, tidak hanya bagaimana nano-nano akan berkomunikasi satu sama lain, tetapi juga bagaimana mereka akan bertukar informasi dengan "hal-hal" yang lebih besar. Menanggapi tantangan ini dalam beberapa tahun terakhir, arah baru telah muncul di bidang nanoteknologi - kawat nano atau komunikasi antara layanan nano: sirkuit nano, nanorobot, nanodron, nano, dll. Ukuran nanorobot, dengan cara, adalah dari 0,1 hingga 10 mikron.
Sebenarnya, banyak perangkat menjadi semakin mini dan segera benda-benda fisik yang terhubung ke Internet tidak akan mudah dilihat dengan mata telanjang; komputer seukuran sebutir garam akan mencakup baterai surya, baterai film tipis, memori akses acak, sensor tekanan, perangkat radio nirkabel dan antena; camcorder ukuran butiran sudah beroperasi pada resolusi tertinggi; sensor ukuran setitik debu (0,05x0,005 mm) dapat mengukur suhu dan tekanan, mengenali gerakan dan mengirimkan data yang diterima.
Secara umum, suatu hari nanti, dengan munculnya kesuksesan nyata, IoNT akan menjadi lebih baik, hidup akan lebih menyenangkan.
Bagaimana cara melakukannya?
Perlu dicatat bahwa penelitian dalam arah ini sangat penting sehingga bahkan masuk dalam daftar karya prioritas lembaga riset pertahanan canggih Amerika yang terkenal, DARPA. Anda dapat menerapkan semua hal di atas dengan cara yang berbeda.
Interkoneksi antara jaringan nano dan Internet membutuhkan munculnya solusi teknologi baru untuk menciptakan antarmuka antara jaringan nano dan makro, pengembangan metode komunikasi baru, metode untuk memproses dan menyimpan sejumlah besar data yang bersirkulasi dalam jaringan nano, dan model layanan data baru dari sumber-sumber informasi nano. Proses transmisi informasi di skala nano dapat didasarkan pada berbagai prinsip fisik: molekul, yaitu terjadi di lingkungan biologis, foton, akustik, dan, tentu saja, elektromagnetik. Yang terakhir mencakup berbagai jenis komunikasi: femtocell, ZigBee, sinyal ultra-wideband, Li-Fi, dll. Komunikasi itu sendiri dapat dilakukan antara perangkat yang terletak pada chip yang sama, dan antara kristal tersebut, serta untuk mencapai tingkat mikro.
Di sini, misalnya, lampu berkedip, yang biasanya mengganggu kita, ternyata bermanfaat. Visible Light Communication (VLC) atau Li-Fi, demikian juga disebut, menggunakan pulsa cahaya untuk mengirimkan informasi secara nirkabel. Berdasarkan pada Li-Fi LED, secara mengejutkan telah mencapai tingkat transfer data yang tinggi di laboratorium dan sudah dapat bersaing dengan Wi-Fi konvensional. Ngomong-ngomong, pada tahun 2005, menggunakan metode rekayasa genetika, neuron yang merespons cahaya dengan warna tertentu diciptakan, teknologi yang sesuai disebut optogenetika. Sinar cahaya dari berbagai warna memungkinkan Anda menghidupkan dan mematikan neuron tertentu untuk, misalnya, mengobati rasa sakit kronis atau menenangkan pasien. Faktor penting dalam terapi cahaya tersebut adalah waktu, karena sinyal yang sama yang dikirim beberapa milidetik lebih awal atau lebih lambat dapat memiliki arti yang berlawanan untuk otak pasien.
Sumber
Namun, bagi para penyampai sinyal, prinsip-prinsip komunikasi elektromagnetik jauh lebih akrab dan dapat dipahami jangkauannya jauh lebih rendah. Mereka didefinisikan sebagai transmisi dan penerimaan radiasi elektromagnetik dari berbagai komponen berdasarkan nanomaterial baru. Salah satu inkarnasi dari komunikasi nano yang diimplementasikan saat ini adalah paradigma mengembangkan jaringan nirkabel pada sebuah chip (Jaringan Nirkabel pada Chip, WiNoC), termasuk untuk mentransfer data antara nanocircuits yang terletak pada substrat umum. Tentu saja, ini belum IoNT, tetapi sesuatu yang sangat mirip dalam teknologi, yang juga memiliki sejarah kecil. Pada suatu waktu, bekerja pada metodologi untuk mendesain chip multi-core memunculkan ide untuk membuat network-on-chip (Network on Chip, NoC) dan menjadi area penting pengembangan sistem pada sebuah chip (System on chip, SoC). Dan baru-baru ini, mata para ahli beralih ke WiNoC, yang berlaku untuk nanoteknologi dan untuk penciptaan IoNT.
Secara khusus, masalah memastikan kontak listrik dari perangkat atau rangkaian nanoelectronic dan elemen makro tanpa kerugian signifikan dalam kepadatan saat ini yang dapat dicapai di skala nano saat ini relevan. Ternyata metode yang biasa digunakan untuk produksi litograf dari bantalan kontak tidak efektif untuk pemrosesan sinyal paralel skala besar, yang membutuhkan kombinasi banyak nanosystems dalam satu chip tunggal. Masalah ini diselesaikan dengan bantuan komunikasi nirkabel, ketika menggunakan efek kopling kapasitif antara bantalan kontak miniatur atau kopling induktif antara induktor spiral.
Salah satu implementasi WiNoC yang paling umum menyediakan kehadiran dalam satu chip dari kedua jalur sinyal kabel nirkabel dan tradisional. Dalam hal ini, seluruh sistem pada chip secara konvensional dibagi menjadi subnet kelompok nuklei, di mana komunikasi dilakukan oleh jalur kawat.
Setiap subnet tersebut dilengkapi dengan miniature base station (BS), yang menyediakan transmisi dan penerimaan paket data melalui saluran radio dari subnet lainnya. Semua core di subnet terhubung ke BS mereka melalui tautan wireline. Paket data ditransmisikan antara inti dari subnet yang berbeda terlebih dahulu secara lokal ke BS yang sesuai, kemudian melalui udara ke BS dari subkelompok di mana penerima berada dan kemudian pada kabel kawat ke tujuan. Integrasi BS ke dalam jaringan radio dapat dilakukan sesuai dengan topologi bintang, loop, jaringan mesh, dll., Yaitu seperti biasanya dilakukan di tingkat makro. Dalam solusi yang lebih kompleks, bagian-bagian dari transmisi sinyal kabel mungkin sama sekali tidak ada, meskipun implementasi hibrida yang dijelaskan di atas secara teknologi lebih sederhana.
Kemajuan terbaru dalam fisika molekuler dan, khususnya, sifat karbon baru yang berlaku untuk kepentingan elektronik telah membuka pintu bagi generasi baru komponen nano elektronik seperti nano-akumulator, memori nano, sirkuit logika di skala nano dan antena nano. , ( ) , , , .
, ( = 1012 ). , 1 . , . . . , , , , . , , .
โ , , , . : , . , . . , , .
-, . , , . - : , .
, . , - . -, ? , , . , , , , , , . - (surface plasmon polariton, SPP), 0,1โฆ10 . , (, ) . . , , , .
, , , , . , , - . โ , , โ , .
, , . Ericsson Research , 40 / 141,5โ148 , 40 , LTE.
, , , , , . . . (), . , - - . , .
, , . , - -MIMO (Multipoint Input โ Multipoint Output). โ . ( ) I, , , ( 8 ). , - MIMO- . . -MIMO- .
MIMO WiNoC .. . -, , , โ . , . MIMO (-MIMO) WiNoC.
WiNoC MะMO. . ยซ ยป , , โ .. , . , MIMO-, , , . . , , . , ยซ GPSยป ยซ ยป. .
, . , , , , . , , . , . , IoNT .
: , ...* : electronics.ru, vestnik-sviazy.ru, pcweek.ru, rucont.ru, news.bitcoin.com, sut.ru, NanoNewsNet.ru, startup.today, club.esetnod32.ru, internetofthings.ru*