Smartdust

Smartdust ^{[ 1 ]} ist ein System aus vielen winzigen mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) wie Sensoren, Robotern oder anderen Geräten, die beispielsweise Licht , Temperatur , Vibrationen , Magnetismus oder Chemikalien detektieren können . Sie werden üblicherweise drahtlos über ein Computernetzwerk betrieben und sind über ein bestimmtes Gebiet verteilt, um Aufgaben auszuführen, meist die Erfassung mittels Radiofrequenzidentifikation (RFID) . Ohne eine deutlich größere Antenne beträgt die Reichweite dieser winzigen Smartdust-Kommunikationsgeräte nur wenige Millimeter , und sie können durch Mikrowellenstrahlung elektromagnetisch gestört und zerstört werden.

Die Konzepte für Smart Dust entstanden 1992 im Rahmen eines Workshops bei RAND und einer Reihe von ISAT-Studien der DARPA Mitte der 1990er-Jahre aufgrund der potenziellen militärischen Anwendungen der Technologie. ^{[ 2 ]} Die Arbeit wurde maßgeblich von Forschungen an der UCLA und der University of Michigan in dieser Zeit sowie von den Science-Fiction-Autoren Stanislaw Lem (in den Romanen „Der Unbesiegbare“ von 1964 und „Frieden auf Erden “ von 1985), Neal Stephenson und Vernor Vinge beeinflusst . Die erste öffentliche Präsentation des Konzepts unter diesem Namen fand 1996 auf der Tagung der American Vacuum Society in Anaheim statt.

Ein Forschungsantrag zum Thema „Smart Dust“ ^{[ 3 ]} wurde 1997 von Kristofer SJ Pister , Joe Kahn und Bernhard Boser, alle von der University of California, Berkeley , bei DARPA eingereicht. Der Antrag, drahtlose Sensorknoten mit einem Volumen von einem Kubikmillimeter zu entwickeln, wurde 1998 zur Förderung ausgewählt. Das Projekt führte zu einem funktionsfähigen Mote, der kleiner als ein Reiskorn war ^{[ 4 ]} , und größere „COTS Dust“-Geräte bildeten den Ausgangspunkt für die TinyOS- Entwicklung in Berkeley .

Das Konzept wurde später von Kris Pister im Jahr 2001 weiterentwickelt. ^{[ 5 ]} Ein aktueller Übersichtsartikel diskutiert verschiedene Techniken, um Smart Dust in Sensornetzwerken über Millimeter-Dimensionen hinaus auf die Mikrometer- Ebene zu bringen. ^{[ 6 ]}

Die Abteilung für ultraschnelle Systeme des Nanoelektronik-Forschungszentrums der Universität Glasgow ist Gründungsmitglied eines großen internationalen Konsortiums, das ein verwandtes Konzept entwickelt: intelligente Pixel. ^{[ 7 ]}

Smart Dust wurde 2003 in den Gartner Hype Cycle für neue Technologien aufgenommen ^{[ 8 ]} und kehrte 2013 als spekulativster Neueinsteiger zurück. ^{[ 9 ]}

Im Jahr 2022 präsentierten Shyamnath Gollakota, Vikram Iyer, Hans Gaensbauer und Thomas Daniel von der University of Washington in der Fachzeitschrift Nature winzige, leichte, programmierbare und batterielose Funksensoren, die sich vom Wind verbreiten lassen. ^{[ 10 ]} Inspiriert wurden diese Sensoren von Löwenzahnsamen, die unter trockenen, windigen und warmen Bedingungen bis zu einem Kilometer weit fliegen können.

Smartdust tauchte in Verschwörungstheorien auf, die behaupten, mikroskopisch kleine Geräte würden von Flugzeugen („ Chemtrails “) versprüht oder über Impfstoffe injiziert, um Überwachung oder Gedankenkontrolle zu ermöglichen. Eine von Fachkollegen begutachtete Studie unter Atmosphärenwissenschaftlern fand keine Beweise für ein geheimes, groß angelegtes Sprühprogramm und kam zu dem Schluss, dass die vermeintlichen „Chemtrail“-Beweise mit gewöhnlichen Kondensstreifen und atmosphärischen Ablagerungen übereinstimmen. ^{[ 11 ]} Faktencheck-Organisationen fanden ebenfalls keine Beweise für verwandte Behauptungen, darunter die, dass Hitachis sogenannter „Smart Dust“-RFID-Chip über GPS-Funktionalität verfüge oder nach Einnahme funktionieren könnte ^{[ 12 ]} und dass COVID-19-Impfstoffe Mikrochips oder „Nanobots“ enthielten; die Lipid-Nanopartikel in mRNA-Impfstoffen seien Transportvehikel für RNA, keine Ortungsgeräte. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Analysen des Social-Media-Diskurses zeigen zudem, dass die Chemtrail-Theorie trotz ihrer wissenschaftlichen Ablehnung einen Großteil der Online-Diskussion über Geoengineering dominiert. ^{[ 15 ]}

Die Auswirkungen von intelligentem Staub auf die Gesellschaft könnten Tausende bis Millionen von Sensoren umfassen, die in der Luft schweben und eingeatmet werden können. Die langfristigen gesundheitlichen Folgen dieser Exposition sind unbekannt, was Unsicherheit und Besorgnis hervorruft. Mögliche Risiken sind Atemwegserkrankungen oder Auswirkungen auf das Nervensystem, obwohl bisher nichts bestätigt wurde. Da diese Sensoren weitgehend unsichtbar sind, können sie das Gefühl erzeugen, von einer unsichtbaren Präsenz überwacht zu werden ^{[ 16 ]} (d. h. das Risiko unbefugter Überwachung und Datenerfassung ^{[ 17 ]} ). Die Technologie des intelligenten Staubs könnte für unethische Zwecke missbraucht werden, was potenziell zu einem Vertrauensverlust in der Öffentlichkeit führen kann. Daher sind klare ethische Richtlinien der Regierung erforderlich, um sicherzustellen, dass intelligenter Staub auf eine Weise eingesetzt wird, die die Menschen und das humanitäre Völkerrecht respektiert. Intelligenter Staub könnte soziale Ungleichheiten verschärfen und nicht nur Länder, sondern auch verschiedene soziale Gruppen und Einzelpersonen betreffen. ^{[ 18 ]}

Der Einsatz von intelligentem Staub hat aufgrund der extrem geringen Größe (unsichtbare Augen) ^{[ 19 ]} der Geräte, die deren Erkennung erschwert, Diskussionen über potenzielle Datenschutzbedenken ausgelöst. ^{[ 20 ]} Da die Sensoren des intelligenten Staubs so konzipiert sind, dass sie in ihre Umgebung eingebettet werden und unbemerkt funktionieren, wird diese fehlende physische Sichtbarkeit als Faktor angeführt, der es schwierig macht, festzustellen, wann und wo Überwachung stattfindet. ^{[ 21 ]} Dies hat Bedenken hervorgerufen, dass diese Geräte Informationen von Personen sammeln könnten, die nicht ausdrücklich ihre Einwilligung dazu gegeben haben. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Die Integration von Smart Dust in bestehende Systeme ist sehr kostspielig, insbesondere bei der Integration in große Systeme oder Satelliten. Aufgrund der hohen Kosten können sich viele Organisationen dies nicht leisten. Ein weiteres Problem ist die Kontrolle. Da Smart-Dust-Geräte extrem klein sind, lassen sie sich schwer erkennen und bei Funktionsstörungen nur schwer entfernen. Im Fehlerfall sind die Behörden möglicherweise nicht in der Lage, die Geräte zu kontrollieren, und sie könnten bestehende Systeme stören und zu Ausfällen führen. ^{[ 24 ]}

Die Menge an intelligentem Staub, die von Einzelpersonen, Unternehmen oder Regierungen missbräuchlich eingesetzt werden könnte, erschwert die Vorhersage der Umweltauswirkungen ^{[ 25 ]} , insbesondere wenn die Sensoren ausfallen. Intelligenter Staub kann Schadstoffe enthalten, die das Ökosystem schädigen können. Die Geräte können zu erhöhten CO₂-Emissionen beitragen, was ein weiteres Umweltproblem darstellt ^{[ 24 ]} . Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen könnten auch bei Sensoren bestehen, die radioaktive Energiequellen nutzen ^{[ 26 ]} . Die unsachgemäße Entsorgung dieser Miniaturgeräte kann zu Umweltverschmutzung führen, ähnlich wie Mikroplastik sich in Ökosystemen anreichert und dort verbleibt ^{[ 27 ] .}

• Claytronics  – Materie, deren physikalische Eigenschaften sich programmierbar verändern lassen.Seiten mit Kurzbeschreibungen der Weiterleitungsziele
• Eine Tiefe im Himmel  – Roman von Vernor Vinge aus dem Jahr 1999
• Das Diamantenzeitalter  – Roman von Neal Stephenson aus dem Jahr 1995
• Dust Networks  – Amerikanischer HalbleiterherstellerSeiten mit Kurzbeschreibungen der Weiterleitungsziele
• Grauer Schleim  – Hypothetisches WeltuntergangsszenarioSeiten mit Kurzbeschreibungen der Weiterleitungsziele
• Der Unbesiegbare  – Roman von Stanisław Lem aus dem Jahr 1964
• Mesh-Netzwerk  – Netzwerk mit mehreren Verbindungen zwischen den Knoten
• Nanotechnologie  – Technologie mit Strukturen im Nanometerbereich
• Neuraler Staub  – Nervensensoren für Gehirn-Computer-Schnittstellen
• Prey (Roman)  – Roman von Michael Crichton aus dem Jahr 2002
• Programmierbare Materie  – Materie, deren physikalische Eigenschaften sich auf programmierbare Weise verändern lassen.
• RFID  – Elektronische Ortungstechnologie
• Selbstkonfigurierender modularer Roboter  – Roboter, der seine eigenen Teile neu anordnen kann
• Intelligente Kamera  – Bildverarbeitungssystem
• Intelligentes Kameranetzwerk
• TinyOS
• Ubiquitäres Computing  – Konzept in der Softwareentwicklung und Informatik
• Unkonventionelles Rechnen  – Rechnen mit neuen oder ungewöhnlichen Methoden
• Utility Fog  – Konzept eines Schwarms winziger Roboter
• Drahtloses Sensornetzwerk  – Gruppe von räumlich verteilten und dedizierten Sensoren

• Motes bei How Stuff Works
• Open-Source-Mote-Designs und das Betriebssystem TinyOS der UC Berkeley
• Das Internet der Dinge neu denken – Eine naturnahe Sichtweise auf M2M-Cloud-Kommunikation basierend auf leichten Chirp-Geräten.
• UC Berkeley Smart Dust Projekt
• Informationen zur Kommunikation von Smart Dust ( Archiviert am 19.03.2012 in der Wayback Machine )
• Seemannsforschungsgruppe an der UCSD
• SpeckNet-Forschungsgruppen mit Sitz in Schottland
• Netz aus Sensoren : „In der Wildnis der San Jacinto Mountains, entlang einer steilen Schlucht, verwandeln Wissenschaftler 12 Hektar Kiefern- und Laubwald in Kalifornien in ein futuristisches Forschungsgebiet. Sie vernetzen über 100 winzige Sensoren, Roboter, Kameras und Computer, die ein ungewöhnlich detailliertes Bild dieser üppigen Welt zeichnen, die Heimat von mehr als 30 seltenen und bedrohten Arten ist. Ein Großteil der Instrumente funktioniert drahtlos. Geräte von der Größe eines Kartenspiels – sogenannte Motes, benannt nach Staubpartikeln …“
• Technologien, die man im Auge behalten sollte: Motes
• Molekulare Shuttle-Energie : Intelligente Staub-Biosensoren sind zwar kleiner als ein Sandkorn, bergen aber großes Potenzial – Ein kurzer Einblick der Royal Society of Chemistry
• Betavoltaische Batterien ab 2,5 Mikrometern Kubikmeter aufwärts, Lebensdauer 10 bis 30 Jahre.