Inteligentne miasto

Inteligentne miasto

Dzięki licznym czujnikom, smartfony ułatwiają swoim użytkownikom życie w coraz większej liczbie obszarów. Jednakże, to dopiero początek. Naukowcy z TU Darmstadt przewidują całe ‘inteligentne’ miasta, w których wszystkie urządzenia są ze sobą połączone.

Naukowcy z TU Darmstadt oraz University of Kassel połączyli swoje siły, by zmaterializować swoje wizje w ramach projektu ‘Cocoon’. Kręgosłupem ‘inteligentnego’ miasta jest sieć komunikacyjna składająca się z czujników, które rejestrują strumienie danych, analizują je i przesyłają dalej. Czujniki takie pełnia równocześnie rolę odbiorników i nadajników. Komunikacja sieciowa odbywa się bezprzewodowo za pośrednictwem łączy radiowych. Na przykład, obecny już na rynku system ‘Inteligentny Dom’ umożliwia podłączenie wszelkich urządzeń i automatyczne nimi sterowanie, co prowadzi do oszczędności energii sięgających nawet 15 procent.

Po ‘Inteligentnym Domu’ może wkrótce pojawić się ‘Inteligentny Szpital’, ‘Inteligentny Przemysł’, ‘Inteligentna Farma’ czy nawet ‘inteligentny’ system dla sieci mobilnych. Będzie możliwe uniknięcie korków ulicznych dzięki komunikacji samochód-samochód, albo samochód-otoczenie (car-to-X). Natomiast systemy ochrony zdrowia mogą korzystać z mobilnych czujników komunikujących się gdy pacjent potrzebuje określonej informacji. Co więcej, czujniki na ich ciałach mogłyby ocenić stan zdrowia i automatycznie wezwać w razie potrzeby pomoc.

Głównym problemem pojawiającym się w koncepcji ‘inteligentnego’ miasta jest ciągłe przemieszczanie się, również poza zasięg miasta, czujników i innych systemów mobilnych. Urządzenia wyposażone w czujniki musiałyby być w stanie samodzielnie adaptować się do zmieniających się warunków. Rozwiązaniem ma być technika formowania wiązki, którą zajmują się naukowcy z TU Darmstadt.

„Istniejące typy anten promieniują w wielu kierunkach, jak żarówki. My zamierzamy stworzyć warunki, w których antena będzie w przyszłości zachowywać się jak reflektor punktowy, który po zlokalizowaniu urządzenia będzie je śledził tłumiąc zakłócenia pochodzące z innych urządzeń obecnych w okolicy.” – stwierdził Rolf Jakoby z TU Darmstadt.

Współpracując z partnerem z dziedziny przemysłu, Jakoby wyposażył nadbiorniki naziemnej telewizji cyfrowej (TDTV) w rekonfigurowalne wzmacniacze, które umożliwią wzmocnienie przesyłanych sygnałów o dziesięć procent. „Gdyby wszystkie niemieckie nadajniki TDTV były wyposażone w takie wzmacniacze, moglibyśmy zamknąć jedną elektrownię atomową.” – stwierdził Jakoby.

Przestrajalne urządzenia pozwalają również efektywniej wykorzystywać taki deficytowy zasób, jakim są częstotliwości radiowe. Formowanie wiązki pozwoliłoby na znacznie efektywniejsze ich wykorzystanie.

„To jest obszar, któremu wciąż się uważnie przyglądamy, ale jesteśmy na najlepszej drodze do jeszcze lepszego zrozumienia tego systemu.” – stwierdził Jakoby.

Jednakże, jak dotąd, powstało zaledwie kilka zastosowań dla formowania wiązki i są one wciąż zbyt kosztowne, by mogły być wykorzystanie na masową skalę.

Wciąż pozostaje do rozwiązania, zanim ‘inteligentne’ miasta staną się rzeczywistością, jeszcze inny fundamentalny problem. Komunikacja czujników wymaga współpracy wszystkich zaangażowanych urządzeń, we wszystkich protokołach i wszystkich sieciach, w tym GSM czy WLAN, co jest, póki co, nieosiągalne.

„Przestawienie wszystkich urządzeń na wspólny protokół komunikacyjny jest niewykonalne, dlatego poszukujemy nowego protokołu, który nakładałby się na inne protokoły i umożliwiał im wzajemną komunikację.” – stwierdził Jakoby.

Kanały transmisji musiałyby być w stanie unieść ogromna ilość danych. Według Abdelhaka Zoubira z TU Darm¬stadt, samo to miasto wykorzystywałoby około miliona czujników komunikujących się ze sobą za pośrednictwem satelitów, telefonów komórkowych czy komputerów. Co więcej, od czasu, gdy jeden mobilny czujnik jest w stanie generować rocznie setki megabajtów danych, konieczne są nowe modele, obsługujące miliony takich czujników, jeszcze mocniej kompresujące dane i zapewniające bezbłędną komunikację.

Mimo to, naukowcy zrzeszeni wokół projektu ‘Cocoon’ są przekonani, że będą w stanie zasymulować takie ‘inteligentne’ miasto zawierające różne rodzaje urządzeń połączonych prototypami małych modelowych sieci.

(lk)