حسگرهایی که هرگز خاموش نمی‌شوند

وب سایت سایبربان - مرتضی خاک پور: سازمان دارپا قصد دارد حسگرهایی تولید کند که مصرف انرژی آن‌ها نزدیک به صفر بوده و تنها در مواقع ضروری فعال می‌شوند.


به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات؛ فناوری حسگرها روز به روز در حال پیشرفت است و نمونه‌های ارتشی آن از الکترون‌ها برای شناسایی لرزش، نور، گرما و بسیاری عوامل دیگر بهره می‌برند. این ابزارها معمولاً به صورت پیوسته در حال مصرف انرژی هستند و حتی در اغلب موارد توان خود را برای کسب اطلاعات نامناسب می‌گذراند. به همین دلیل حتی کم‌مصرف‌ترین و قوی‌ترین حسگرها نیز عمری در حد چند هفته یا ماه دارند سپس باید تعمیر شده یا جایگزین گردند که هزینه‌هایی بالایی را نیز به دنبال دارد.

سازمان دارپا برای برطرف سازی مشکل یاد شده پروژه‌ای به نام «اِن-زیرو» (Near Zero/N-ZERO) را برای ایجاد حسگری که همواره فعال بوده؛ اما سطح مصرف آن نزدیک به صفر است ایجاد کند. این حسگر تا زمانی که عاملی خارجی آن را تحریک نکند، عکس‌العملی نشان نداده و در نتیجه مدت‌زمان بیشتری عمر خواهد کرد.

اِن-زیرو دو هدف کلی را دنبال می‌کند. اول این که با مصرف انرژی نزدیک به صفر رویدادهای نادر را جستجو کرده، اما حسگرهایی دیگر را برای جمع‌آوری و پردازش داده‌های رخدادها و تأیید آن‌ها مورد استفاده قرار می‌دهد. هدف دوم تمرکز روی گیرنده‌های رادیویی است که هشدارهای بی‌شماری را در زمان انتقالات رادیویی دوستانه دریافت می‌کنند که این کار نیز با مصرف انرژی بسیار پایین انجام می‌شود.

برای نمونه حسگر کوچکی که ساخته می‌شود باید طول‌موج‌های مختلف رَد فروسروخ را برای شناسایی نقاط گرم، آتش چوب و حتی انسان ایجاد کند. این حسگر می‌تواند برای چندین سال بدون مصرف بالای باتری به فعالیت خود ادامه بدهد. این ابزار می‌تواند به صورت مستقل عمل کرده و هشدارهای لازم را به آتش‌نشان‌ها، سربازان یا اپراتورهای مربوطه در هر زمینه‌ی دیگری ارسال بکنند. این محصولات بخشی از فناوری «اطلاعات، شناسایی و نظارت» (ISR) به حساب آمده و آگاهی موقعیتی را افزایش می‌دهد.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه نورت‌ایسترن آمریکا (Northeastern University)، به رهبری ماتئو رینالدی (Matteo Rinaldi)، دانشیار مهندسی برق و رایانه، از طریق فناوری «عکس‌برداری میکرو مکانیکی تقویت شده با پلاسمونیکی» (plasmonically-enhanced micromechanical photoswitch) در حال کار روی ان-زیرو هستند. حسگر یاد شده دارای شبکه‌هایی از بخش‌هایی با اندازه‌ی نانو تا فقط طول موج‌های خاصی جذب گردند.

ترای السن (Troy Olsson)، مدیر برنامه‌ی ان-زیرو در دفتر فناوری‌های میکرو سیستم دارپا توضیح داد موضوع هیجان‌انگیز در مورد حسگرهای نورت‌ایسترن، مصرف نزدیک به صفر انرژی آن در زمان موجود نبودن امواجی برای شناسایی است؛ اما زمانی که سیگنال‌های مورد نظر در محیط وجود داشته باشند، منبع انرژی آن گرم شده و فعالیت خود را آغاز می‌کند.
هدف اصلی پروژه‌ی اِن-زیرو توسعه‌ی یک فناوری پایه‌ای است که راه را برای ایجاد حسگرهای جدید با قابلیت‌هایی بیشتر، برای امنیت ملی باز می‌کند.

محققان دانشگاه نورت‌ایسترن با انتشار گزارشی به نام «فناوری نانو طبیعی» (Nature Nanotechnology) توضیح دادند دست‌یابی به فناوری مذکور از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا میلیاردها ابزار اینترنت اشیا مانند خودرو، لوازم‌خانگی و ابزارهای پوشیدنی به وجود می‌آیند که از حسگرها استفاده می‌کنند.

در گزارش یاد شده آمده است، قابلیت مصرف انرژی آن هم تنها در زمانی که اطلاعات مفیدی برای گردآوری وجود دارند تأثیر بزرگی در گسترش اینترنت اشیا خواهد گذاشت.