Koniec tajemnic

Wyobraź sobie świat, w którym malutkie, ciekawskie czujniki pokrywają ziemię i powietrze. Nie chcemy cię przerażać, ale okazuje się, że odpowiednia technologia już jest.

Wyobraź sobie świat, w którym malutkie, ciekawskie czujniki pokrywają ziemię i powietrze. Nie chcemy cię przerażać, ale okazuje się, że odpowiednia technologia już jest.

Chyba nikt nie lubi być obserwowany. Na razie przynajmniej zdajemy sobie sprawę, że możemy być szpiegowani. Wiemy, że zostawiamy ślady, buszując po Internecie, że łatwo sprawdzić, co kupowaliśmy, jeśli płacimy kartą kredytową, że kamery rejestrują nas, kiedy poruszamy się po centrum handlowym. Jednak nadchodząca ze Stanów Zjednoczonych technologia umożliwia inwigilację za pomocą sprytnych urządzeń nie większych od ziarnka ryżu.

Wieloraczki

Pomiędzy nanotechnologią a techniką komputerową, do której jesteśmy przyzwyczajeni, znalazło się miejsce na tak zwany inteligentny kurz, który - jak twierdzą jego twórcy - rozrzucony po dużym terenie może zbierać i przesyłać informacje skuteczniej niż wcześniejsze wynalazki. Podobno technologię tę można wykorzystać na przykład do szukania ocalałych wśród gruzów po trzęsieniu ziemi, poznania, jak zmieniają się warunki w niebezpiecznym środowisku a nawet do badania sytuacji gatunków zagrożonych wyginięciem. Przeciwnicy uważają, że pomysł może przyczynić się do urzeczywistnienia jednego z największych koszmarów naszej cywilizacji, mianowicie zagrozić naszej prywatności. Zwolennicy przekonują, że inteligentny kurz to wielkie osiągnięcie w dziedzinie sztucznej inteligencji. Jednak zmiany w poczuciu naszej niezależności, jakie zajdą po zainwestowaniu olbrzymich pieniędzy w rozwój nowej technologii, mogą się okazać nieodwracalne.

Rozprzestrzeniony na rozległym terenie inteligentny kurz zbiera dane o swoim otoczeniu, używając mikroskopijnych czujników i przesyła je do odległej centrali. Każdy pyłek inteligentnego kurzu ma wielkość ziarnka ryżu i utrzymuje kontakt z najbliższymi sąsiadami za pomocą bezprzewodowego łącza. Pole, na którym "wysiano" takich agentów, automatycznie konfiguruje sieć informacyjną, zatem zadanie operatora ogranicza się do rozrzucenia ziarenek po obszarze, który chce monitorować.

Dzięki tej zdolności nowa technologia może się przydać tam, gdzie ludzie z trudem zbierają istotne dla nich informacje, np. do mierzenia stopnia topnienia lodowców czy badania zanieczyszczeń w głębinach oceanu. Te zastosowania wymagają jednak ulepszeń i nowych rozwiązań w budowie pyłków, takich jak zdolność do czerpania energii bezpośrednio z otoczenia. To uczyniłoby inteligentny kurz nie tylko autonomicznym, ale również wyjątkowo żywotnym. Wydaje się to szczególnie imponujące, jeśli wziąć pod uwagę, że pyłki już dziś wyposażone są w baterie działające przez pięć lat.

Kris Pister, profesor inżynierii elektronicznej na uniwersytecie kalifornijskim w Berkeley wraz ze swoim zespołem prowadzi interesujące badania nad inteligentnym kurzem. "Internet połączył ludzi i idee - mówi. - Teraz czas, żeby to samo stało się w świecie fizycznym." Oczywiście nikogo chyba nie zaskoczy informacja, że za finansowanie jego projektu odpowiadają wojskowi z amerykańskiej agencji DARPA.

W każdym ziarenku Windows

Klawiatura bez klawiszy. Czujniki przyspieszenia przekazują informacje o ruchu palców, sterownik je interpretuje.

Klawiatura bez klawiszy. Czujniki przyspieszenia przekazują informacje o ruchu palców, sterownik je interpretuje.

W każdym malutkim pyłku działa kompletny system operacyjny zwany TinyOS. Nie stanowi tajemnicy, opracowywany jest w ramach jednego z projektów typu open-source. Niczym systemy z czasów ZX Spectrum, drobinki zadowalają się tylko kilkukilobajtową pamięcią RAM. Profesor Pister żartuje na temat jego nazwy: "Myśleliśmy, żeby nazwać go wee-nix albo wee-ndows (wee to po szkocku maleńki), ale zwyciężył zdrowy rozsądek".

Nawet nazwa "inteligentny kurz" powstała w niefrasobliwy sposób. "Użyłem tego terminu żartem. W tych czasach wszyscy mówili o inteligentnych domach, inteligentnych bombach i inteligentnych autostradach. Inteligentny kurz to było określenie ironiczne." Ale choć twórcy nowej technologii wykazują się wielkim poczuciem humoru, to ich idee mogą mieć całkiem poważne skutki.

W rytm kostek domina

Raz skonfigurowane "pole kurzu" może być zdalnie przeprogramowane przez operatora, żeby dostosować się do zmian warunków lub nowego planu misji. Kolejne oprogramowanie i potrzebne dane rozprzestrzeniają się na danym obszarze, gdy poszczególne ziarenka przekazują je swoim sąsiadom. Programy TinyOS rozwijane są w systemie open-source przy użyciu podobnego do C języka nesC. Odpowiednie środowisko dostępne jest zarówno w wersji do Windows, jak i do Linuksa. Programy kompiluje się i przetwarza na język pyłków jeszcze przed wysłaniem do poszczególnych jednostek kurzu.

O rozwój systemu dba cała społeczność. Najnowsza wersja OS charakteryzuje się maksymalną prędkością transmisji danych, blisko 53 pakiety na sekundę, i może używać nawet 85 procent dostępnego pasma przenoszenia. Prowadzi się już pierwsze seminaria szkoleniowe na ten temat, a skrzynki e-mailowe twórców i programistów nowej technologii puchną od listów zawierających nowe pomysły i krytykę błędów. TinyOs prosperuje jako publiczny projekt sourceForge.

Siła w liczbie

Niektóre z zastosowań, jakie znalazł dla kurzu Pister, naprawdę imponują. W 2001 roku na pokazie dla DARPA jego ekipa załadowała sześć prototypowych pyłków na pokład zdalnie sterowanego samolotu, rozrzuciła na pobocza drogi. Następnie wojskowe pojazdy poruszały się wzdłuż niej, a inteligentny kurz, którego każdy pyłek zawierał malutki magnetometr, rozpoznawał poszczególne samochody po tym, jak przejeżdżając, zaburzają pole magnetyczne Ziemi. Potem na podstawie zebranych danych dedukował kierunek ruchu, obliczał prędkość każdego pojazdu i przesyłał rezultaty. Gdyby zamiast wielu rozproszonych czujników te same informacje miał zgromadzić jeden zintegrowany szpieg, musiałby być wielki i skomplikowany, np. jak robot, bezzałogowy samolot czy satelita.

W czerwcu 2003 drużyna inteligentnego kurzu Pistera dokonała jeszcze bardziej imponującego wyczynu. Część pyłków została rozmieszczona w każdym z narożników czworobocznego terenu o powierzchni 18 metrów kwadratowych, reszta losowo rozrzucona. Pyłki, począwszy od leżących najbliżej znaczników w narożnikach, miały poznać swoje położenie na podstawie danych zebranych przez ich sąsiadów. Główne zadanie polegało na wytropieniu zdalnie sterowanego pojazdu, gdy mijał poszczególne pyłki, i umożliwieniu drugiemu wehikułowi, żeby podkradł się do niego "na ślepo" - nie namierzając celu bezpośrednio, a wykorzystując tylko dane zebrane z rozproszonych czujników. Teoretycznie technika ta mogłaby w przyszłości umożliwić zdalne rozgrywanie bitew wyłącznie przy użyciu maszyn.

Kurz w cywilu

Różne gesty mają charakterystyczne przebiegi przyśpieszenia liniowego i kątowego.

Różne gesty mają charakterystyczne przebiegi przyśpieszenia liniowego i kątowego.

Pister jest sponsorowany przez agencję wojskową, ale czasami szuka humanitarnych zastosowań inteligentnego kurzu. Na jednym z pokazów wraz ze swoim zespołem zaprezentował, jak wynalazek może pomóc w ratowaniu miasta po trzęsieniu ziemi. Zwykle trzeba wówczas sprawdzić, czy pod gruzami budynków przetrwali żywi ludzie. Poza tym ekspertyzy, które mają stwierdzić, czy duże budynki pozostały bezpieczne i nadają się do użytku, są zwykle bardzo drogie.

Aby pokazać, jak inteligentny kurz pomaga w takich sytuacjach, na platformie do symulowania trzęsień ziemi skonstruowano trzypiętrowy budynek i umieszczono w nim około stu pyłków-szpiegów. Podczas kilku minut wstrząsów trójwymiarowe pole kurzu przekazało inżynierom informacje o zasięgu zniszczeń, które stopniowo obejmowały budynek. Obliczając odległość do najbliższych sąsiadów i używając czujników przyspieszenia, każdy pyłek oceniał, jak daleko i jak szybko oddalił się od swojej pierwotnej pozycji. Uzyskane wyniki pomogą architektom zrozumieć, co się dzieje w walącym się budynku i wprowadzić odpowiednie zmiany konstrukcyjne. Dla obszarów globu zagrożonych trzęsieniami ziemi, na których są elektrownie nuklearne, inteligentny kurz może być kiedyś ratunkiem przed katastrofą. "Zaproszeni inżynierowie byli zachwyceni" - komentuje pokaz profesor Pister.

Technologia mogłaby się przydać do diagnozowania wycieków radioaktywnych. Rząd Stanów Zjednoczonych zamierza składować niebezpieczne odpady w głębokich tunelach gór Yucca w Newadzie, ale wszyscy obawiają się, że zgromadzenie materiałów radioaktywnych podniesie temperaturę w tunelu powyżej granicy wrzenia wody. W tej sytuacji wydostająca się skażona para zagroziłaby środowisku. Joseph Wang z Narodowego Laboratorium Lawrence w Berkeley zamierza sprawdzić, czy inteligentny kurz pomoże monitorować wilgotność i temperaturę w tunelach i ostrzegać o niebezpieczeństwie. Skały zatrzymują, co prawda, fale radiowe, ale nie powinno to zakłócić eksperymentu, bo wystarczy, że pojedynczy pyłek na powierzchni skomunikuje się bezpośrednio z Wangiem. Każde ziarenko kurzu przekazywałoby dane tylko na krótki dystans, do najbliższego sąsiada, a nie na powierzchnię tunelu.


Zobacz również