परिचय:
पिछले ब्लॉगों में से एक में, हमने मॉलिक्यूलर कम्युनिकेशन के बारे में बात की थी जो जैविक प्रणालियों में संचार से प्रेरित है और इसकी डिजाइनिंग के लिए नैनो टेक्नोलॉजी की अवधारणा का उपयोग करता है।
आज हम ऐसी ही एक और तकनीक के बारे में चर्चा करेंगे जो कि नैनो टेक्नोलॉजी डिज़ाइन के अनुप्रयोगों में से एक है और वह है स्मार्ट डस्ट। नैनो-प्रौद्योगिकी में, स्मार्ट डस्ट वायरलेस माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल सेंसर (एमईएमएस) से लैस छोटे उपकरणों का एक तदर्थ नेटवर्क है। स्मार्ट डस्ट को स्मार्ट मैटर भी कहा जाता है।
परिभाषा:
बड़ी मात्रा में मिलीमीटर-स्केल सेल्फ-कंटेन्ड माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस जिसमें सेंसर, कम्प्यूटेशनल क्षमता, बाई-डायरेक्शनल वायरलेस कम्युनिकेशन टेक्नोलॉजी और पावर सप्लाई शामिल हैं, स्मार्ट डस्ट का निर्माण करते हैं।
इन एकल उपकरणों को व्यक्तिगत रूप से Motes कहा जाता है। इनमें से हजारों धूल को सामूहिक रूप से स्मार्ट डस्ट के रूप में जाना जाता है। हवा की गुणवत्ता, तापमान और कई अन्य चीजों के बारे में डेटा की निगरानी और संग्रह करने के लिए धूल के कणों के रूप में सूक्ष्म कणों को एक जगह के वातावरण में फैलाया जा सकता है। स्मार्ट डस्ट उपकरणों ने सैन्य से लेकर मौसम विज्ञान से लेकर चिकित्सा क्षेत्रों तक लगभग हर चीज में आवेदन पाया है।
मुख्य घटक:
स्मार्ट डस्ट डिवाइस में निम्नलिखित घटक होते हैं:
- सेंसर
- फोटो डिटेक्टर रिसीवर
- कोर्नर-क्यूब रेट्रो रिफ्लेक्टर के साथ पैसिव ट्रांसमीटर
- लेजर डायोड और बीम स्टीयरिंग के साथ सक्रिय ट्रांसमीटर
- एनालॉग इनपुट/आउटपुट, सिग्नल प्रोसेसिंग (DSP या माइक्रो-कंट्रोलर) और कंट्रोल सर्किटरी
- सौर सेल और मोटी फिल्म बैटरी से ऊर्जा स्रोत।
- यह इंफ्रास्ट्रक्चर और सिस्टम की लागत को कम करता है।
- यह कर्मचारियों को कारखाने की उत्पादकता बढ़ाने में मदद करता है।
- यह कार्यस्थल में सुरक्षा, दक्षता और अनुपालन में सुधार करता है।
- यह किसानों को समय का बेहतर प्रबंधन देता है।
- यह फसल की जरूरतों को ध्यान में रखते हुए उर्वरक प्रबंधन में सुधार करने में मदद करता है।
- यह असेंबली से निकलने वाले दोषपूर्ण उत्पादों की मात्रा को कम करता है।
- अन्य लाभ हैं उपकरण की निगरानी की स्थिति, संपत्ति की निगरानी, मशीन नियंत्रण और प्रक्रिया की निगरानी और नियंत्रण।
- सबसे बड़ी चुनौती जिसका सामना करना पड़ रहा है वह गोपनीयता की है जिसे ठीक से संभालने की आवश्यकता है।
- इससे कुछ अनुप्रयोगों में प्रतिकूल पर्यावरणीय समस्याएं उत्पन्न हुई हैं।
- स्मार्ट डस्ट डिज़ाइन में सेंसर बहुत महंगे हैं और इसलिए सिस्टम की लागत बहुत अधिक है।
- अगर कंपनियां रेडियोधर्मी स्रोतों से ऊर्जा लेने वाली स्मार्ट धूल का उपयोग करती हैं तो एक संभावित नुकसान हो सकता है। हालांकि शोधकर्ता पुष्टि करते हैं कि इसका कोई हानिकारक प्रभाव नहीं होगा लेकिन कर्मचारी काम करने से मना कर सकते हैं।
- फैक्ट्री ऑटोमेशन और केमिकल प्लांट - रासायनिक संयंत्रों के पाइपों में स्मार्ट डस्ट मॉट्स लगाए जा सकते हैं ताकि उनमें होने वाले संभावित क्षरण का पता लगाया जा सके या रसायनों के आकस्मिक रिलीज की जांच की जा सके।
- पर्यावरण और आवास निगरानी - सेंसर के साथ स्मार्ट डस्ट मॉट्स भी बनाए जा सकते हैं जो वातावरण में प्रदूषण के स्तर की पहचान कर सकते हैं। स्मार्ट धूल के कण जंगल में गिराए जा सकते हैं और सेंसर हमें संभावित आग की चेतावनी देंगे।
- इंडस्ट्रियल सेंसिंग - स्मार्ट डस्ट का उपयोग उन उद्योगों में किया जाता है जहां वायर्ड सेंसर स्थापित नहीं किए जा सकते थे जैसे रोटेटिंग मशीन और विंड टनल।
- ट्रांसपोर्ट डोमेन - खराब मौसम की स्थिति में ट्रैफिक सर्विलांस और रोड साइन रिकग्निशन में स्मार्ट डस्ट बहुत फायदेमंद हो सकता है। स्मार्ट डस्ट मॉट्स ब्रॉडकास्टर के रूप में कार्य कर सकते हैं और खराब मौसम और खराब दृश्यता के दौरान आगे सड़क के संकेत के चालक को जागरूक करने के लिए कार के सिस्टम में सिग्नल संचारित कर सकते हैं।
- मिलिट्री सेंसिंग - दुर्गम इलाकों में दुश्मन की हरकतों पर नजर रखने में स्मार्ट डस्ट मददगार साबित हो सकती है। वे हवा में किसी जहरीले और खतरनाक पदार्थ के निकलने की भी जांच करते हैं।
- कृषि क्षेत्र - दाख की बारी के क्षेत्र में हवा के तापमान की निगरानी के लिए कृषि क्षेत्र में स्मार्ट डस्ट का उपयोग किया जा सकता है। वे किसी भी नुकसान से बचाने के लिए ठंढ का पता लगाने पर चेतावनी संकेत प्रसारित कर सकते हैं। मोट्स को सेंसर के साथ भी बनाया जा सकता है जो मिट्टी के पीएच और लवणता की निगरानी और कब्जा कर सकता है।
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मार्ट डस्ट मॉट्स धूल के कणों जितने छोटे होते हैं। इसलिए, ये मोट्स लघुकरण, एकीकरण और ऊर्जा प्रबंधन प्रौद्योगिकी में विकासवादी और क्रांतिकारी प्रगति दोनों का उपयोग करने वाले उपकरणों का आदर्श उदाहरण हैं। छोटे सेंसर, ऑप्टिकल संचार घटकों और बिजली आपूर्ति को डिजाइन करने के लिए माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम का उपयोग किया गया है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक का उपयोग कम बिजली की खपत के साथ शानदार कार्यक्षमता प्रदान करने के लिए किया जाता है।
स्मार्ट डस्ट मोट्स में दो तरह के ट्रांसमिशन एक्टिव और पैसिव होते हैं। डिवाइस टू डिवाइस कम्युनिकेशन के लिए सक्रिय ट्रांसमिशन लेजर डायोड और स्टीयरेबल मिरर का उपयोग करता है। जबकि बेस स्टेशनों पर ट्रांसमिट करने के लिए पैसिव ट्रांसमिशन में कॉर्नर क्यूब रिफ्लेक्टर का इस्तेमाल किया जाता है।
स्मार्ट डस्ट का कार्य सिद्धांत:
प्रत्येक स्मार्ट डस्ट मॉट्स में माइक्रोकंट्रोलर होता है जो इसके द्वारा किए जाने वाले कार्य को निर्धारित करता है और ऊर्जा संरक्षण के लिए सिस्टम के विभिन्न घटकों को बिजली की आपूर्ति की निगरानी करता है। माइक्रोकंट्रोलर एक सेंसर से संकेतों को पढ़ता है जो तापमान, परिवेश प्रकाश, कंपन, त्वरण या वायु दबाव जैसे विभिन्न भौतिक या रासायनिक उत्तेजनाओं को मापता है। सिग्नल मिलने पर यह डेटा को प्रोसेस करता है और इसे मेमोरी में स्टोर करता है।
माइक्रोकंट्रोलर ऑप्टिकल रिसीवर को भी नियंत्रित करता है ताकि किसी के द्वारा संचार संकेतों की जांच की जा सके। इन संचार संकेतों में नए कार्यक्रम या अन्य मोट्स के संदेश शामिल हैं। इन संदेशों के जवाब में या अपनी स्वयं की पहल पर, माइक्रोकंट्रोलर सेंसर डेटा या संदेश को बेस स्टेशन या कोने क्यूब रेट्रो रिफ्लेक्टर या लेजर का उपयोग करके किसी अन्य मोट को प्रेषित करता है।
Smart Dust के लाभ:
स्मार्ट डस्ट तकनीक में कई संभावित और वास्तविक लाभ हैं जो पारिस्थितिक अनुसंधान, एक संगठन के भीतर सूची नियंत्रण, एक शहरी क्षेत्र और सेना के भीतर विभिन्न कार्यों से लेकर उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में क्रांति ला सकते हैं। ।
स्मार्ट डस्ट के नुकसान: स्मार्ट डस्ट के अनुप्रयोग:
स्मार्ट डस्ट मॉट्स का उपयोग सर्वर रूम के तापमान की निगरानी में भी किया जा सकता है, इसलिए यह एयर कंडीशनर के कामकाज को नियंत्रित करता है।
निष्कर्ष:
स्मार्ट डस्ट तकनीक के अनुप्रयोग और लाभ असीमित हैं। यह जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में बहुत फायदेमंद साबित हो सकता है जिसके बारे में मानव मन सोच सकता है। अनुप्रयोगों की व्यावहारिकता का परीक्षण करने और उन्हें जितना संभव हो उतना छोटा बनाने के लिए मूल रूप से कई शोध चल रहे हैं।
स्मार्ट डस्ट के अनुप्रयोग:
स्मार्ट डस्ट मॉट्स का उपयोग सर्वर रूम के तापमान की निगरानी में भी किया जा सकता है, इसलिए यह एयर कंडीशनर के कामकाज को नियंत्रित करता है।
निष्कर्ष:
स्मार्ट डस्ट तकनीक के अनुप्रयोग और लाभ असीमित हैं। यह जीवन के लगभग सभी क्षेत्रों में बहुत फायदेमंद साबित हो सकता है जिसके बारे में मानव मन सोच सकता है। अनुप्रयोगों की व्यावहारिकता का परीक्षण करने और उन्हें जितना संभव हो उतना छोटा बनाने के लिए मूल रूप से कई शोध चल रहे हैं।