Många användningsområden för sensornätverk
Datorerna har tagit klivet från skrivborden till våra fickor och nu fortsätter datakraften att sprida sig. Överallt får vi små sensorer som registrerar allt från luftföroreningar till våra egna hjärtslag. Effekterna blir drastiska men ännu är tekniken bara där internet var för 20 år sedan – vid starten på en lång osäker resa.
När lastbilen kör över bron vibrerar det. Vibrationerna fångas upp av en liten sensor som känner av om skakningarna tyder på att det håller på att bli en spricka.
Så håller det på dag efter dag ända tills sensorn verkligen märker att det blivit en spricka. Då går ett larm via mobilnätet och Trafikverket får skicka ut en ingenjör som kontrollerar saken.
Det här är ett av väldigt många scenarier för hur trådlösa sensornätverk kan användas. Men det är som sagt bara ett av många områden och i takt med att tekniken utvecklas och priserna faller räknar forskarna med att vår omgivning fylls av sensorer.
De är små, billiga och kan mäta allt från luftföroreningar till våra rörelser i hemmen. Framför allt kan de slå larm och berätta när någonting inte är som det ska.
De kommer dessutom i väldiga mängder. En siffra som ofta nämns, bland annat av Ericsson, är att det kommer att finnas 50 miljarder uppkopplade apparater 2020. Många är mobiler och datorer, men framför allt handlar det om en stor mängd sensorer som mäter allt möjligt.
Sensorerna kan dessutom ses som nästa stora steg i internets utveckling. Först var internet bara ett sätt att koppla ihop datorer. Nu ansluts allt fler mobiler och därefter är det dags för sensorerna.
Arbetet med trådlösa sensornätverk är ett ungt område där svenska forskare i Stockholm och Uppsala skaffat sig en bra position i Europa, vid sidan av de schweiziska kollegerna. Men som så ofta är det amerikanska forskare som går i täten och det försteget kan man spåra tillbaka till slutet av 1990-talet när det kom upp diskussioner om smart dust, intelligent damm.
Tanken var att militären från flygplan skulle kunna sprida ut tiotusentals små mätare över ett område. De skulle kopplas ihop trådlöst och för att sedan skicka tillbaka information om hur fienden rör sig, om det kommer farlig gas eller händer något annat som är viktigt att veta. Man skulle helt enkelt skapa ett moln över området som samlade in viktig information.
Sedan har tekniken tagit klivet över till den civila sidan och här arbetar forskarna med att försöka använda trådlösa sensorer på en rad olika områden. På sikt kan effekterna bli enorma och det hela påminner om hur det var när internet växte fram.
Även nätet började hos militären och de flesta hade länge svårt att föreställa sig vad tekniken skulle leda till. Idag har internet lett till drastiska förändringar på en rad olika områden.
–De trådlösa sensornätverken befinner sig ungefär på samma stadium som internet gjorde i slutet av 1980-talet, säger Adam Dunkels.
Han är forskare på datainstitutet SICS i Stockholm och har lyckats få en rad utmärkelser och bli en världskändis på området. Framför allt har han utvecklat operativsystemet Contiki som spelar en central roll i utvecklingen av trådlösa sensornätverk.
Eftersom sensorerna ska vara små och strömsnåla utgick man länge från att de krävde speciallösningar. Men Adam Dunkels utvecklade ett system för sensorer som bygger på samma teknik, ip, som används för att skicka data på internet.
Det gör också att man på ett förhållandevis enkelt sätt kan använda vilken dator eller internetansluten mobil som helst för att komma åt den information som en sensor lämnar ifrån sig. Förutsatt att man har rätt behörighet.
Sannolikt kommer just mobilen att framöver spela en central roll i sensornäten. Ett uppenbart skäl är att vi alltid har mobilen med oss och därför är det naturligt att de uppgifter som sensorerna samlar in visas där.
Mobilen är dessutom i sig en utmärkt insamlare av information. Den har kamera, mikrofon, rörelsesensorer, gps och annan teknik som kan registrera vad som händer runtomkring. Den kan också förses med sensorer som mäter luftföroreningar med mera.
Allt det här väcker också frågor kring den personliga integriteten. Vill vi verkligen ha sensorer som registrerar när vi kommer in i ett rum eller som ständigt övervakar vårt hjärta?
För en hjärtsjuk kan det vara tryggt att vara övervakad av en sensor som slår larm till läkaren om något händer. Men att någon annan via internet kan komma åt informationen känns inte bra.
–Den personliga integriteten är ett av de svåraste områdena. Det måste man vara medveten om när man utvecklar den här tekniken, säger Adam Dunkels.
Men det finns fler utmaningar. Priset på de trådlösa sensorerna måste ned, man måste ena sig om olika standarder, det krävs bättre batterier eller andra lösningar som kan ge sensorerna energi, och systemen måste bli mer stabila. Som Adam Dunkels uttrycker det har datorer en tendens att krascha och med trådlösa sensornätverk får vi en stor mängd datorer överallt. Och så måste man klara av att hantera de enorma datamängder som sensorerna skapar och knyta ihop de komplexa system som krävs om många miljarder datorer, mobiler och sensorer ska fungera ihop.
Kommentera: