Smart Dust의 미래 Microelectromechanical 시스템 (메시)

스마트 먼지 및 MEMS 이해

마이크로전자시스템(MEMS)과 스마트먼지는 산업 전반에 걸쳐 데이터 수집을 재구성하는 소형화, 감지, 무선 통신의 융합을 나타냅니다. MEMS 장치는 기계적 요소, 센서, 액추에이터 및 통합 회로 제조에서 파생되는 미세화 기술로 일반적인 실리콘 기판에 전자를 결합합니다. 이 구성 요소는 몇 마이크로미터에서 여러 밀리미터까지 크기로 다양하며, 소형 폼 요인에 대한 통합을 가능하게 합니다. 스마트먼드는 수천 개의 무선 환경에서 이 개념을 확장하거나, MEMS 기반 센서와 함께 높은 수준의 환경적 안정성을 보장할 수 있습니다.

"스마트 먼지"는 캘리포니아 대학의 연구원에 의해 1990 년대 후반에 동전을 썼다, 버클리, 먼지처럼 분산 될 수있는 자율 센서의 mote를 감독했다. 각 mote는 전원, 센서, 프로세서 및 라디오 송신기를 포함 할 것입니다, 모든 1 입방 밀리미터 미만의 볼륨에 포장. 초기 프로토 타입이 더 커졌지만, MEMS 제조, 에너지 수확 및 저전력 전자는 이미 많은 분야에서 수십억 명의 현대 기술 분야에서 상업적 비전을 가지고있다. 오늘날 MEMS의 현대 기술이 더 넓어졌습니다.

현재 신청

MEMS 기술은 일상적인 장치 및 산업 체계에서 이미 깊이 끼워넣었습니다. MEMS 감지기의 다양성은 가속, angular 비율, 압력, 온도, 자기장, 화학 및 생물학 대리인을 검출하는 능력에서 줄기를, 그리고 소리 검출합니다. 중요한 신청 영역은 다음을 포함합니다:

자동차 시스템: MEMS 가속도계 및 자이로스코프 트리거 에어백 배포, 전자 안정성 제어를 가능하게하고 차량 내비게이션을 지원합니다. MEMS 압력 센서에 타이어 압력 모니터링 센서 (TPMS)는 안전과 연료 효율성을 향상시키기 위해 의존합니다.
Consumer Electronics: 스마트폰 및 착용 가능 MEMS 가속도계, 자이로스코프, 및 화면 방향, 단계 계산, 그리고 제스처 인식을 위한 자기계를 사용합니다. MEMS 마이크와 스피커는 이제 오디오 장치에서 표준이며, 디지털 조명 프로세서(DLP)는 프로젝터에서 MEMS 미러 어레이를 사용합니다.
의료기기:] MEMS 압력 센서는 혈압과 내열압을 모니터링합니다. Lab-on-a-chip 시스템은 포인트-보수 진단을 위한 미생물과 센서를 통합합니다. 정확한 투약을 위한 MEMS 펌프를 사용하는 약물 전달 시스템입니다.
산업 자동화: MEMS 가속도계 및 온도 센서는 예측 유지 보수를 위한 장비 진동 및 열 조건을 모니터링합니다. Inertial 측정 단위 (IMUs)는 자율 로봇과 무인 항공기를 안내합니다.
환경 모니터링:] MEMS 가스 센서, 습도 센서, 압력 센서를 통합하는 무선 센서 네트워크는 대기 질, 날씨 패턴 및 실시간 오염 수준을 추적합니다.

이 응용 프로그램은 MEMS 제작과 마이크로센서 기술의 광범위한 채택의 성숙을 보여줍니다. 그러나 스마트 먼지가 멀어지는 전체 잠재력은 수년간 자율적으로 작동하며 광대 한 네트워크에 대한 통합을 통해 전력, 통신 및 인텔리전스에 더 많은 혁신이 필요합니다.

스마트 먼지 및 MEMS의 미래

에너지 수확 및 전력 관리의 발전

수많은 산업 분야의 선두 주자인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원인 연구원은 연구원의 연구원으로 연구원을 역임하고 있습니다. 연구원은 연구원을 연구원으로 연구원을 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원을 연구원으로 연구원을 연구원으로 연구원을 연구원으로 연구원을 연구원으로 연구원으로 연구원을 연구원으로 연구원으로 연구원을 연구원을 연구원을 연구원을 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원을 연구원을 연구원을 연구원을 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원으로 연구원

통신 프로토콜 및 네트워킹

이 웹 사이트는 귀하가 웹 사이트를 탐색하는 동안 귀하의 경험을 향상시키기 위해 쿠키를 사용합니다. 이 쿠키들 중에서 필요에 따라 분류 된 쿠키는 웹 사이트의 기본적인 기능을 수행하는 데 필수적이므로 브라우저에 저장됩니다. 또한이 웹 사이트의 사용 방식을 분석하고 이해하는 데 도움이되는 제 3 자 쿠키를 사용합니다. 이 쿠키는 귀하의 동의하에 만 브라우저에 저장됩니다. 이러한 쿠키를 거부 할 수도 있습니다. 이러한 쿠키 중 일부를 선택 해제하면 검색 환경에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 쿠키는 이러한 쿠키를 거부 할 수도 있습니다. 이러한 쿠키 중 일부를 선택 해제하면 검색 환경에 영향을 미칠 수 있습니다.

인공지능과의 통합

스마트 먼지는 많은 양의 원시 센서 데이터를 생성합니다. 중앙 서버로 모든 데이터를 전송하는 것은 네트워크 용량과 배수 전력을 압도 할 것입니다. 센서 mote-edge AI에서 직접 기계 학습을 통합함으로써 장치는 데이터, 패턴을 감지하고 관련 정보를 전달할 수 있습니다. TensorFlow Lite Micro와 같은 TinyML 프레임 워크는 쌀의 곡물보다 작은 마이크로 컨트롤러에 실행할 수 있습니다. 이 스마트 먼지는 인체의 건강 상태, 환경적 인 환경적 인 환경적 인 환경에서의 검사를 수행 할 수 있습니다.

생명의학 및 의료

MEMS 기술은 생리적 매개 변수의 연속, 최소 침습 모니터링을 가능하게하여 약을 혁명화하는 것입니다. 몸 안쪽에 배치되는 무선 MEMS 센서는 포도당 수준, pH, 온도, 압력 및 생물역학적 힘을 추적 할 수 있습니다. Ingestible 스마트 먼지 캡슐은 위장 상태를 진단 할 수 있으며, subdermal 임플란트는 만성 질환을 모니터링 할 수 있습니다. Johns Hopkins University는 이러한 데이터가 보호되는 MEMS 센서를 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 데이터는 이러한 데이터가 보호되는 MEMS의 핵심 요소입니다.

대형 환경 및 인프라 모니터링

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

군과 방위 혁신

Overcome에 도전

힘 제약 및 신뢰성

에너지 수확과 더불어, 정비 없이 믿을 수 있는 가동을 유지하는 것은 수요가 없는. Motes는 힘 복각, 성분 drift, 또는 육체적인 손상을 경험할지도 모릅니다. 중복과 각자 치유 네트워크 의정서는 몇몇 문제점을 기인할 수 있고, 그러나 제조 견실함 및 장기 물자 안정성은 열려있는 연구 질문 남아 있습니다. 고밀도 먼 배치에 있는 열 분산은 또한 주의깊은 열 디자인을 요구합니다.

데이터 보안 및 개인 정보

스마트 먼지 네트워크는 eavesdropping, spoofing 및 denial-of-service 공격에 취약합니다. 저전력 라디오에 전송을 암호화하면 상당히 비싸다. 경량 암호화 알고리즘 및 하드웨어 보안 모듈은 MEMS 패키지에 통합되어 있지만 광범위한 채택 지연이 있습니다. 개인 정보 보호 문제는 대중 또는 개인 공간에서 배포 될 때 급성입니다. 이러한 준거법과 유사한 규제 프레임 워크에 대한 권리가없는 개인 공간.

제조 확장성 및 비용

MEMS 제조는 고형외 신청을 위해 성숙하, 진정한 싼 똑똑한 먼지 리모트 (전반적으로 비용 센트) 생성은 포장, 테스트 및 집합에 있는 전진을 요구합니다. 단일 첨가물로 제조한 단위에 있는 논리, 기억 및 전력 근원을 가진 의독한 통합 결합 MEMS 감지기는 연구의 활동적인 지역입니다. 먼의 억으로 확장해서는 또한 전자 폐기물과 물자 회복에 관하여 환경 질문을 올립니다.

윤리 및 사회적인 징후

ubiquity of smart dust can enable pervasive monitoring, raise asked questions about civil liberties. Policies shoulddefined allowed use, 소유권 of data, and right to opt out. 또한, 에너지 사용 및 화학 폐기물을 포함한 실리콘 기반 원격 제조의 환경 발자국은 최소화되어야한다. 생체 분해성 또는 재활용을 포함한 책임있는 디자인 원칙은 학술 실험실 및 기업 지속 가능성 프로그램에 탐구되고있다.