Идея подключить к интернету всё на свете витает в воздухе в далеком прошлом. Уже много лет обсуждаются проекты умных домов, неспециализированного информационного другие варианты и пространства объединения разрозненных электронных компонентов в единую совокупность. С внедрением RFID и NFC несложная возможность оставлять собственный цифровой след показалась не только у электронных устройств, но и фактически у любых вторых предметов. В 2008 году количество подключённых к интернету устройств превысило число людей на планете. Предстоящее развитие идеи стало причиной формированию концепции “интернета вещей”, благодаря которой каждые материальные тела (от пилюль до одежды) смогут наладить между собой активное беспроводное сотрудничество. Оказать помощь исследователям воплотить грезы в действительность берётся пионер полупроводниковой индустрии – компания Freescale Semiconductor.
Современная концепция интернета вещей отличается от ранних попыток интегрировать в цифровой мир физические предметы собственной уровнем и глобальностью готовности. на данный момент она выглядит в полной мере реалистично, потому, что нужный технический базис уже создан. Конкретные замыслы по формированию этого направления прекрасно представлены в ролике компании Symplio.
По окончании перехода на IPv6 личный сетевой адрес возможно присвоить хоть каждому атому – была бы в этом необходимость. Беспроводные сети имеется фактически везде, а Wi-Fi-модули так мелки, что их размещают кроме того прямо в картах памяти. Само собой разумеется, кроме приёмопередатчика остаётся много других компонентов, требующих миниатюризации. Практически нужно создать универсальную микросхему, которая бы собирала эти от всевозможных сенсоров, передавала их по мере необходимости и имела возможность бы генерировать управляющие сигналы.
Иными словами, концепция значительно ближе к разработке “умной пыли”, разрабатываемой при участии DARPA, чем к правилам “умного дома”. Агентство перспективных оборонных изучений США упомянуто не просто так. Компания Freescale в далеком прошлом создаёт своеобразные высокоинтегрированные решения для армейского применения. Таковой подход разрешает повысить надёжность узлов, обеспечить резервирование главных компонентов и снизить их энергопотребление.
Один во всех и всё в одном
Сравнительно не так давно компания Freescale представила самый миниатюрный из серийно производимых чипов “всё в одном”. При размере 2,0х2,0?0,4 мм микросхема Kinetis KL02 занимает на 25 процентов меньше места на печатной плате и имеет на 60 процентов больше выводов, чем ближайшие аналоги.
Сравнение размеров чипа Freescale Kinetis KL02 (изображение: freescale.com)
Чип складывается из 32-разрядного процессора ARM Cortex серии M0+, трудящегося на частоте 48 МГц, ячеек флэш-памяти общим объёмом 32 Кб и 4 Кб ОЗУ. Постоянная и оперативная память имеют защиту для предотвращения несанкционированного доступа. Кроме этого в микросхему интегрированы два двухканальных 16-разрядных таймера, часы настоящего времени, термодатчик, 12-разрядный АЦП и компаратор с шестиразрядным ЦАП. Из интегрированных беспроводных интерфейсов вероятны Zigbee либо версии Bluetooth и Wi-Fi с малым энергопотреблением.
Диапазон рабочих температур микросхемы образовывает от -40°С до +85°С (краткосрочно – до 105°С). оптимальное потребление и Допустимая температура энергии поддерживаются эластичной схемой адаптивного переключения режимов. Практически это указывает, что в настоящих условиях чип не потребует охлаждения.
Устройство микросхемы серии K2 компании Freescale (изображение: freescale.com)
Корпусирование этих интегральных схем производится способом CSP (Chip scale package), предложенного более десяти лет назад разработчиками из Fujitsu, Hitachi и Mitsubishi. Размещение всех компонентов в одном корпусе быстро уменьшает потери и габариты энергии, но приводит и к некоторым негативным эффектам. Основной из них – понижение электромагнитной совместимости из-за возрастания уровня помех.
Для понижения наводок в таком микроскопическом количестве используются уже узнаваемые ответы. К примеру, для экранирования электрического поля Freescale размещает около флэш-памяти миниатюрные аналоги клеток Фарадея.
Применять микросхемы серии Kinetis возможно десятками способов – от учёта товара до медицинского применения. Последний вариант близок к идеям трансгуманизма, выраженным в самая реалистичной форме.
Для чего имплантатам интернет?
Большая часть лекарственных средств назначаются курсом, а кое-какие из них – пожизненно. Периодические действия тяжело осуществлять контроль по памяти, исходя из этого про очередной приём лекарства иногда забывают. Нередки и случаи независимой отмены на фоне временного улучшения.
Исправить обстановку окажет помощь другой метод введения препаратов, независящий от действий больного. Курсовая доза разбивается на тысячи и сотни микрокапсул, каковые вшиваются под кожу вместе с управляющей схемой.
“Цифровые капсулы” (художественное представление)
Таковой вариант пролонгированного действия был придуман в далеком прошлом, но лишь с возникновением новых микросхем он стал максимально близок к этапу практической реализации. Сейчас чип может не только отдавать команды на высвобождение очередной дозы по таймеру, но и делать ряд других серьёзных функций – К примеру, передавать данные об оставшемся количестве лекарства по беспроводному каналу, делать мониторинг температуры, частоты сердечных сокращений либо кроме того концентрации выбранного вещества в крови и других биологических жидкостях.
Очевидно, варианты метода применения не ограничиваются вшиванием, а кроме лечения болезней умные имплантаты возможно применять значительно шире: повышать адаптационные возможности организма, давать предупреждение об страшных внешних факторах и изменениях состояния, делать раннюю диагностику и улучшать уровень качества судьбы вторыми методами.
“Цифровые пилюли” (изображение: nature.com)
Остаётся решить последовательность своеобразных задач, основной из которых считается питание микросхемы. Помещать источник энергии в тело больного – не через чур заманчивая возможность (вспомните, например, кардиостимуляторы). Другое дело – обеспечить яркую выработку энергии за счёт постоянных физических процессов. Это возможно растяжение/сжатие, механические колебания либо разность температур.
Для увеличения безопасности кроме этого требуется отыскать метод физически сократить количество в один момент высвобождаемой дозы препарата, дабы не приводить к интоксикации при сбоя либо злонамеренного вмешательства в схему лечения.
Подключение к интернету всех мало-мальски полезных вещей способно поменять представления и наши привычки о комфорте. К примеру, потерявшийся предмет возможно будет найти с той же лёгкостью, как файл на компьютере. Второй нюанс – расширенные взаимодействия и возможности управления между элементами окружения.
Раньше оно рассматривалось в пределах “умного дома” с компьютером в качестве центра управления. С возникновением новых микросхем и экологически чистых источников энергии сотрудничество между любыми вещами возможно наладить где угодно, хоть в природе. Центр управления закономерно перемещается в смартфон либо носимый компьютер.