Automatiske netværk

Du har brugt de sidste mange weekender på at lede efter den perfekte lampe til at lyse det skyggefulde hjørne af stuen op. Når du endelig tager den med hjem og tilslutter den, registrerer netværket af bevægelsessensorer og lysmålere i huset straks fakkelen og tænder den - men kun hvis det er mørkt, og du er i rummet. Og hvis du beslutter dig for at skifte den ud med lampen i soveværelset, er det ikke noget problem: netværket finder ud af det, så snart du er færdig.

I teorien kan det gøre livet lettere og mere produktivt at forbinde sensorer, apparater og andre enheder, så de kan kommunikere og arbejde sammen. Virkeligheden - i det mindste lige nu - er, at det er dyrt og langt fra nemt at oprette sådanne netværk, især hvis de involverer tusinder eller endda millioner af komponenter.

Denne historie var en del af vores maj 2002-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Nu flytter netværk af enheder, der organiserer sig selv - forbinder til hinanden trådløst og automatisk, uden menneskelig indgriben - ud af forskningslaboratorier og ind på markedet. I deres første inkarnation vil de forbinde et stort antal sensorer i fabrikker og industrielle omgivelser, men inden for et par år vil de flytte ind i kontorbygninger, boliger, endda landbrugsmarker. Virksomheder som MIT Media Laboratory spinoff Ember, Motorola og San Diego-baserede Sensoria bevæger sig for at skabe og sælge de trådløse radioer og mikrochips, der vil gøre det muligt for enheder lige fra temperatursensorer til sprinklere at blive forbundet i selvorganiserende netværk [ Teknologigennemgang bestyrelsesmedlem Robert Metcalfe er en Ember-investor og bestyrelsesmedlem. red.]. Det er virkelig den eneste form for netværk, der kan fungere for mange og mange små objekter, siger MIT Media Lab-forsker Michael Hawley. Konsekvenserne af det vil virkelig være lige så magiske som noget andet, vi har set inden for teknologi.

I et selvorganiserende netværk, siger Ember-medstifter og teknologichef Rob Poor, stikker du bare disse noder ned, og de opdager hinanden og finder ud af, hvordan man får data tilbage til det sted, hvor du vil have dem hen. Med andre ord genkender hvert element automatisk hvert andet element. Uden hjælp udefra skal enhederne så bestemme, hvordan de skal hente data, hvor de skal hen.

Et selvetablerende netværk, der langsomt gør kommercielle fremskridt, er det trådløse Bluetooth-system. Oprindeligt designet af mobiltelefonproducenten Ericsson til at erstatte kabler, der løber mellem enheder som computere og printere eller mobiltelefoner og headsets, tillader systemet op til otte enheder at forbinde til hinanden. Når en enhed udstyret med en billig Bluetooth-radio kommer inden for omkring 10 meter fra ethvert andet Bluetooth-aktiveret produkt, starter de to automatisk en forbindelse.

Bluetooth er ret godt designet til det, det skulle gøre, hvilket var at tillade alle de enheder, du bærer rundt på, at tale med hinanden, siger Embers medstifter og chefforsker Andy Wheeler. Men grænsen på otte enheder og designet af Bluetooth-netværket hindrer begge systemets anvendelighed til applikationer, der kræver hundredvis eller tusindvis af enheder spredt over et stort område.

De fleste trådløse netværk, inklusive Bluetooth og de populære 802.11b Wi-Fi-netværk, der bruges til at forbinde computere til internettet, anvender en tal-og-hub-organisation, hvor en enhed fungerer som et centralt adgangspunkt, som alle de andre netværksmedlemmer skal kommunikere med direkte. Dette viser sig at være upraktisk i omgivelser som fabrikker, der er fyldt med maskiner, tykke betonvægge og andre radiofjendtlige ting. Det er her, Ember og lignende netværksdesign kommer ind i billedet. Med Embers netværksprotokoller ligner radionetværkene et mesh: hver enhed genkender andre enheder i nærheden med det samme og kan tale med alle sine naboer og sende data videre. Hver knude er lidt af en router, siger Poor. Det sender budskabet videre i den rigtige retning.

Den første anvendelse af Ember-netværk vil være udskiftning af dyre ledninger i områder som fabriksgulve. Andre anvendelser af systemet vil dukke op, efterhånden som priserne falder. Eksempelvis kan temperatur-, lys- og bevægelsessensorer placeres i kontorbygninger og forbindes med lys- og ventilationssystemerne. Netværket ville så være i stand til at fortælle, hvornår folk arbejdede i forskellige områder af bygningen og kun tænde lys, varme eller køling, når det var nødvendigt. Den samme idé vil i sidste ende blive anvendt til hjemmeautomatisering, siger Embers fungerende administrerende direktør Adrian Tuck. Tuck nævner sikkerhedssystemer som en anden ny applikation. For eksempel kan netværksforbundne biologiske våbensensorer placeret i klimaanlæg i en bygning eller i vandbehandlingsanlæg give tidlig advarsel om et terrorangreb (se Netværk af infrastrukturen, BØRN december 2001) .

Motorola-forskere ser også landbrugsapplikationer. Fugtsensorer fordelt på hele en mark kunne forbindes med kunstvandingssystemer, hvilket signalerede, at de gigantiske sprinklere kun skulle aktiveres, når en del af marken var tør, i stedet for med jævne mellemrum, hvilket sparer vand og penge. Den samme ordning kan anvendes i et baggårdssprinklersystem.

Selvorganiserende arkitekturer dukker også op for mere komplekse netværk. Ingeniører ved IBMs Almaden Research Center i San Jose, CA, laver prototyper til et datalagringssystem, der består af kollektive intelligente klodser: tætpakkede enheder, der hver består af en mikrochip, noget hukommelse og flere harddiske. Flere hundrede af murstenene ville blive kombineret for at skabe et enkelt massivt opbevaringssystem. Software gør det muligt for klodserne at genkende tilføjelsen af ​​nye klodser og finde ud af den bedste måde at sende data mellem dem til opbevaring. På samme måde, hvis en mursten fejler, finder systemet en måde at rute rundt om den.

Målet med murstenssystemet er at gøre storageservere enklere og billigere at administrere. Moidin Mohiuddin, laboratoriets seniorleder for avancerede lagersystemer, vurderer, at én administrator i øjeblikket kan administrere omkring en terabyte eller en billion bytes data. Han håber, at et system sammensat af klodserne kan øge det tal tusindfold. Moidin siger, at arkitekturen kunne fungere lige så godt for andre typer servere og i sidste ende endda pc'er, hvilket gør opsætningen af ​​et hjemme- eller kontornetværk så simpelt som at tænde for maskinerne.

Efterhånden som de kommer ind i flere og flere systemer, vil selvorganiserende netværk ikke gøre mindre end at transformere den måde, vi forholder os til alt fra vores computere til vores apparater, hvilket gør dem, hvis ikke smartere, i det mindste mere nyttige. Jeg tror, ​​at [netværkene] vil dukke op på alle mulige kreative måder, siger MITs Hawley. Resultatet bliver en radikal forenkling af den måde, vi interagerer med tingene omkring os.

Nogle virksomheder i selvorganiserende netværk

Selskab Ansøgning Sensori (San Diego, Californien) Hus- og kontorbygningsautomatisering; bilapplikationer Motorola (Phoenix, AZ) Udskiftning af ledninger til fabrikker; bolig- og kontorbygningsautomatisering Palo Alto Research Center (Palo Alto, CA) Militære applikationer og hjemland forsvar MeshNetworks (Maitland, FL) Cellulær erstatning for mobilt bredbåndstale- og datatjenester

skjule