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| Samstag | 02.12.2000
   
MICROROBOTS
 
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Spionage mit Robotern in Staubkorngröße
Smart-Dust-Projekt baut wenige Millimeter kleine Wanzen | Spionageroboter werden als Staubwolke versprüht | Intelligente Schwärme sollen überwachen und berichten
 
  Sonntag, 05.09.99 
07:30 MET 

 
Smart Dust, schlauer Staub, nennen die Entwickler von der University of California in Berkeley bezeichnenderweise ihre Miniaturroboter.

Es handelt sich dabei um komplette Sensor- und Kommunikationsplattformen in der Größe von ein paar Millimetern, vollständig ausgerüstet mit analoger und digitaler Elektronik und einer Batterie als Stromversorgung. Sie können in großen Mengen versprüht werden, Daten aufnehmen und zu einer Basisstation weiterleiten.

"Einige Tausend oder sogar Millionen von diesen Informationsknoten werden gleichzeitig Informationen aufnehmen und senden können" ist Kris Pister, der Projektleiter an der UCB, optimistisch.

Schlüsselelemente dieser schlauen Staubkörner sind sogenannte MEMS, Micro Electro-Mechanical Systems. Diese Miniaturmaschinen können Sensoren aller Art, Reflektoren und andere mechanische Elemente sein, die wie Platinen durch Halbleiterätztechnik hergestellt werden und sich daher besonders klein und in großen Mengen herstellen lassen.
 
     
Mini-Wanzen für die totale Überwachung
"Anwendungsmöglichkeiten gibt es überall. Zum Beispiel voll vernetzte Krankenhauszimmer, wo selbst die Spritze weiß, ob sie im richtigen Patienten steckt. Menschen, die sich Smart Dust auf die Haut sprühen und damit ein virtuelles 3D-Ballett aufführen können, oder meteorologische Beobachtungen, bei denen die schlauen Staubkörnchen in Wirbelstürme gebracht werden und Daten direkt aus dem Epizentrum liefern." Kris Pister bemüht sich, die zivilen Anwendungsbereiche zu betonen. Auf der Hand liegt jedoch, dass die Microroboter für militärische Anwendungen von größtem Interesse sind. Spionage, Aufklärung und Überwachungsaufgaben ließen sich mit einem System wie dem Smart-Dust-Projekt unbemerkt und sehr effizient ausführen. Wenn Tausende Mini-Wanzen Informationen sammeln und weiterleiten können, und das über mehrere Tage hinweg auf eine Distanz von vielen Kilometern, werden Militärs hellhörig. Smart Dust wird daher auch von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) unterstützt, die dem amerikanischen Verteidigungsministerium unterstellt ist.
Defense Advanced Research Projects Agency
   
Bildquelle: UCB Smart Dust Komponenten
 
     
Basisstation im Fernglas
Smart Dust funktioniert folgendermaßen: Die Staubkörner sind mit diversen Sensoren ausgestattet, die Bewegungen, Wärme, elektrische und magnetische Felder usw. registrieren können. Die Kommunikation erfolgt optisch, weil optische Systeme weniger Strom verbrauchen als Funkgeräte und auch weniger Elektronik zur Datenaufbereitung benötigen.

Von einer Basisstation, die zum Beispiel wie ein handgehaltenes Fernglas aussehen könnte, werden die Daten aufgenommen und ausgewertet.
 
 
 
     
UCB Smart Dust Project
   
Bildquelle: UCB MEMS-Spiegel aus vergoldeten Siliziumscheiben
 
     
Viele Kilobit/sec über viele Kilometer
Die Staubkörner können entweder aktiv mit einem Laser ihre Information senden oder einen Leitstrahl der Basisstation reflektieren und dabei so modulieren, dass sie im Kilobit/sec-Bereich Daten übertragen können.

Ein spezieller Spiegel (Corner Cubic Mirror) kann elektrostatisch mit einigen Megahertz bewegt werden und ermöglicht so die Übertragung von hohen Datenmengen über große Strecken. Pister hat mit seinen Kollegen gezeigt, dass sie ihre Staubkörner mehr als 21 Kilometer entfernt quer über die Bucht von San Francisco beobachten können.

Vorraussetzung für die optische Kommunikation ist eine direkte Sichtverbindung zur Basisstation oder ein funktionierendes Netzwerk zwischen den einzelnen Staubkörnchen, damit Informationen über viele Zwischenstationen weitergereicht werden können.
 
 
 
     
Strom sparen!
Die aktuellen Modelle sind noch ca. fünf Millimeter groß, sollen aber auf eine Größe von unter einem Kubikmillimeter schrumpfen und dabei die volle Sensor- und Kommunikationsfähigkeit behalten. So wäre es möglich, dass die intelligenten Staubkörner in der Luft driften und sich über große Flächen verteilen. Ein besonderes Problem bildet dabei die Stromversorgung, eine Batterie, die den größten Teil des Staubkorns ausmacht. Sie kann zwar mit einer Solarzelle aufgeladen werden, speichert aber nur ca. 1 Joule an Energie. Um einen Tag überleben zu können, dürfen die Geräte der Mini-Wanze nur ein paar Microwatt verbrauchen. Die Forscher arbeiten daran, Schaltungen zu entwickeln, die Elemente nur aktivieren, wenn sie auch wirklich gebraucht werden, um Strom zu sparen und die Lebensdauer zu erhöhen.
   

 
     
Ausschwärmende Staubwolken
Die neueste Herausforderung besteht darin, dem Smart Dust intelligentes Schwarmverhalten beizubringen, sodass sich die intelligente Staubwolke wie ein Bienenschwarm verhält, die einzelnen Teile miteinander kommunizieren und komplexe Beobachtungsaufgaben meistern können.

Ziel ist es, dass sich die Staubkörner gegenseitig informieren, was gerade am wichtigsten zu beobachten ist, und einem Computernetz gleich die Informationen schon untereinander aufarbeiten, bevor sie an die Basisstation weitergeleitet werden.
 
 
 
     
UCB Robotics and Inteligent Machines Lab
 
 
 
 
[Futurezone]
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    HEY ROSSI!!
agentsmith15, vor 187 Tagen, 11h 31min
wo find ich mehr infos über die minni flugzeuge??? außer auf den beiden URLs??

 
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    big brother
Peter, vor 187 Tagen, 12h 22min
So wie's aussieht, stecken wir alle im Big-Brother-Container. Du bist nicht allein!!!!

 
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    SPIONAGE
NEIBSI, vor 294 Tagen, 21h 19min
FINDE DAS ÄUßERST INTERESANT.KÖNNEN WIR NOCH INFORMATIONEN BEKOMMEN.

 
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    Der arme James!
J.H.H., vor 377 Tagen, 16h 4min
Jetzt braucht James Bond einen ganzen Harem von Frauen, damit sie ihm seine Villa putzen!

 
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    Mini-Minen
KIWI, vor 451 Tagen, 9h 44min
Damit wären dann wohl auch die Tage der Land-Minen gezählt... Das wäre doch schön, wenn Menschen einander nicht mehr erschössen. Unzählige kleine, auf menschliche Ausdünstungen reagierende Miniwanzen befallen Soldaten und impfen bei der kleinsten Berührung tödliche Viren ein, Oder sie reagieren auf Schiesspulverspuren und legen Gewehrläufe lahm. Da werden dann wohl nur noch elektrisch geladene Fliegengitter und Imkerhüte helfen...

 
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    whois
vor 451 Tagen, 15h 47min
Am bestem "versprueht" man 5mm "Staubkoerner" mit einem Schrotgewaehr (der Vorteil dabei ist, man braucht keine Baterien mehr, weil das belauschte Subjekt nichts mehr sagen kann)

 
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    Staubsaugen
User3, vor 452 Tagen, 7h 47min
ich sage nur immer brav STAUBSAUGEN und man hat dann keine spione am KOPF oder in der LUNGE oder sonst wo !!!

 
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    Und dann waeren da noch die MAVs
Rossi, vor 452 Tagen, 8h 17min
Ich hab da noch anzumerken, dass der "pattern flight" vor allem dazu dient, den "smart dust" so zu organisieren, dass man dieses pattern als Antenne fuer die Kommunikation verwenden kann. Denn nicht immer gibt's eine Sichtverbindung und Antennen im Submillimeter bereicht auch nicht. Mir faellt da noch ein weiteres Project der DARPA ein, und zwar die Micro Air Vehicles, also Kleinstflugzeuge. Diese koennen im Gegensatz zu smart dust gesteuert werden, und anstelle einzelner (meist chemischer) Sensoren ganze CCD Kameras mitfuehren. Weiter Info: http://hightechcareers.com/doc198e/mav198e.html http://www.defenselink.mil/news/Dec1997/b12121997_bt676-97.html

 
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    Da war doch was ...
Klaus Stoisser, vor 452 Tagen, 11h 44min
Ich kann mich erinnern, vor Jahren so eine Story in einem Buch von Stanislav Lem gelesen zu haben. Witzig, dachte ich, wie kommt der nur auf solche Ideen. Inzwischen häufen sich die Fälle, wo Ideen aus Science Fiction in die Realität umgesetzt werden. William Gibsons Cyberspace war kein Einzelfall.

 
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    Der Unbesiegbare
Dune, vor 450 Tagen, 18h 54min
BTW: Das Buch von S.Lem heißt "Der Unbesiegbare". Die Besatzung eines Raumschiffes kann sich trotz tollster Technik nicht einer Wolke Mini-Roboter erwehren. Keine schöne Perspektive in diesem Zusammenhang ...

 
 
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