Заменит ли "умная пыль" "мыслящий тростник"?

"Мыслящий тростник" — известное словосочетание, которое, характеризуя совокупный умственный потенциал человечества, сформулировал знаменитый французский философ, естествоиспытатель и писатель Блез Паскаль. Сегодня, похоже, для коллективного искусственного интеллекта американскими исследователями придумано новое схожее определение — "умная пыль"!

Фото: Умная пыль рождается у нас на глазах

Заметим, что само понятие "умная пыль" — smartdust введено в научный обиход американским ученым Кристофером Пистером из Калифорнийского университета еще в 2001 году. Впрочем, еще до этого, а именно в 1992 году, в США под эгидой ДАРПА было создано бюро "Microsystems технологическое бюро" (МТО) целью которого являлось создание компактных микроэлектронных и фотонных устройств, таких как, например, микропроцессоры, а также различного рода микроэлектромеханических систем. Работы велись очень активно, в результате чего в Национальной лаборатории Сандиа в тех же 90-х годах была создана модель робота MARV (Miniature Autonomous Robotic Vehicle), объемом всего лишь около одного кубического дюйма.

Дальше, как говорится — больше и уже в 2000 году его размеры удалось уменьшить в четыре раза! Причем, несмотря на свои размеры "машинка" имеет процессор с памятью 8 Кбайт, датчик температуры, микрофон, видеокамеру, химический сенсор. В дальнейшем планировалось оборудовать этого робота беспроводной связью, чтобы несколько таких микророботов могли бы объединяться для решения какой-нибудь общей задачи.

Существует так называемый закон Мура, по которому электронные чипы в процессе совершенствования постоянно уменьшаются, причем не просто абы как, а в два раза каждый 18 месяцев. Но если это так, то очень скоро появятся чипы размером с пылинку, а микроэлектродвигатель размером с маковое зерно будет восприниматься рядом с новыми его образцами, как… слон, стоящий рядом с козявкой, причем "козявка" эта будет работать! Вот и целью МТО, как раз и ориентирующегося на закон Мура, является создание целого класса новых устройств, ориентированных на потребности национальной безопасности, а также частного сектора, как внутри страны, так и за рубежом. Планируется проведение симпозиума в июле месяце этого года, с тем, чтобы провести на нем широкую дискуссию по различным проблемам технологии всех этих микроустройств и поделиться идеями по дальнейшему продвижению в области разработки все более и более совершенных образцов этой "умной пыли".

Читайте также: Пистолет в 3D сможет иметь каждый

Ну, а нужна она, например, может быть для того, чтобы (как это предполагают американские военные) в виде облака окутать, скажем, танк, затем проникнуть через щели и неплотности внутрь машины, ну, а потом по команде взорваться! Добавив такие микродатчики в краску, которой окрашивают самолеты, мы получим возможность получать сведения о состоянии его поверхностей. А если они будут в краске внутри помещений, то они смогут сигнализировать о пожаре, задымлении и даже превышении объемов содержания углекислоты. Конечно, подобная краска будет существенно дороже обычной, так что ее использование в жилых помещениях дело не слишком-то и близкого будущего, но вот на атомных подводных лодках и электростанциях ее вполне можно применять буквально уже завтра — дело лишь за "малым" — создать такие микроустройства и обеспечить им питание. Кстати, образец, размером в один кубический миллиметр, снабженный сенсором температуры, движения и радиопередатчиком сигналов, уже существует. А что такое один миллиметр?!

Очень заманчиво, считает Джошуа Смит, руководитель Лаборатории сенсорных систем при Вашингтонском университете в Сиэтле, покрыть все вокруг такими датчиками и дать им команду отслеживать интересующие нас явления и объекты. Но тут встает проблема их энергетического обеспечения. Впрочем, над этой проблемой сегодня тоже работают, причем сразу в нескольких направлениях. Это могут быть и крошечные солнечные батареи, расположенные прямо на "спине" у этих крошечных роботов, и также термоэлектрогенераторы, преобразующие тепло в электрический ток.

Работы над "умной пылью" идут не только за границей, но и в России. В частности, ученые из Таганрогского государственного радиотехнического института создали математическую модель, позволяющую в принципе понять и как управлять облаками таких микророботов, и как они должны все вместе действовать, чтобы выполнить поставленную задачу. Первоначально они образуют единую массу, которая и получает задание от управляющего компьютера. Каждый робот, определяя свои координаты и координаты цели, прежде всего, узнает, сколько роботов находятся к ней ближе всего и достаточно ли их для выполнения полученной задачи. Если "да", то он ищет другую цель, если "нет" — то устремляется к объекту. Таким образом, из роботов формируются группы, каждая из которых будет выполнять свою задачу.

Красивое решение, что и говорить, вот только оно, как это очень часто бывает в науке, порождает уже совершенно другую проблему. Дело в том, что связь этих микропылинок с центром управления и друг с другом потребует огромных энергозатрат. Впрочем, выход вроде бы тоже уже найден, причем доктором Джоном Байкером из Центра наноэлектроники в Глазго. По его мнению, информацию от одного робота к другому можно передавать по цепочке, что существенно сократит расходы энергии.

Читайте также: 10 проектов DARPA улучшают орудия убийства

Кстати, перемещаться в пространстве они опять-таки могут силой электричества. Например, по твердой поверхности такие устройства смогут передвигаться подобно червячкам-листомерам и даже совершать небольшие прыжки. Ну, а крошечный магнит, встроенный в этого микроробота, позволит им намертво прилипнуть к любой металлической поверхности и по характеру вибрации, уровню шума и прочим показателям сразу же определить и передать на базу, что механизм является его носителем — чья-нибудь "легковушка", сельскохозяйственный комбайн или… танк!

Скорее всего в будущем, причем уже совсем недалеком, тысячи, десятки, сотни тысяч и миллионы таких беспроводных сенсоров могут быть размещены буквально повсюду, работать от различных источников питания многие годы и давать самую различную информацию о происходящем в окружающей нас среде. Но пока такие сенсорные цепи состоят всего лишь из нескольких сотен "пылинок", поскольку их стоимость и трудоемкость изготовления остаются все еще очень высокими. Да и длительность их работы не так уж и велика и исчисляется всего лишь несколькими днями.

Тем не менее, недаром говорят, что лиха беда начало. Уже сегодня сенсорные датчики этого типа американские военные испытали в Афганистане, где они использовались для отслеживания передвижений боевой техники. Использовались датчики и на острове Дикой утки в штате Мэн, где с их помощью ученые вели наблюдение за миграцией буревестников, а еще одну использовали в составе системы симулятора землетрясений.

Как это всегда бывает в таких случаях, есть немало людей, которые опасаются, что в один далеко не прекрасный день может случиться сбой управления или что-то вроде компьютерного вируса, и вся эта "умная пыль" одновременно выйдет из-под нашего контроля. Не исключают они и злой умысел, поскольку, несмотря на прогресс в области техники, люди в целом добрее друг к другу не становятся. С другой стороны, что три старых добрых закона робототехники, придуманные другим писателем-фантастом Айзеком Азимовым, тоже никто не отменял, и они вполне могут быть заложены и в программу этих микроустройств, и управляющего ими суперкомпьютера. В любом случае прогресс в этой области уже не остановить. И очень может быть, что совсем скоро система охраны вашего авто не только оповестит вас о покушении на него громкими воплями на всю улицу, но и совершенно точно зафиксирует, кто именно пытается вашу машину угнать, вплоть до номера страхового свидетельства и даже цвета глаз.

Ну, а что касается симпозиума, который МТО намеревается провести в июле, то… поживем — узнаем, о чем там будут говорить ученые мужи, и к каким новым и важным выводам они в итоге придут!