غبار هوشمند؛ انقلابی‌ترین فناوری مدرن یا جاسوسان نامرئی؟

غبار هوشمند به مجموعه‌ای از حسگرهای الکترومکانیکی فوق‌العاده کوچک گفته می‌شود که می‌توانند اطلاعات محیطی را تشخیص دهند و آن‌ها را در هر لحظه به‌صورت بی‌سیم به مقصدی خاص ارسال کنند.

ذرات غبار هوشمند توسط پرینترهای سه‌بعدی و عمدتاً از سیلیکون ساخته می‌شوند و حداکثر چند میکروگرم وزن دارند که همین امر باعث می‌شود بتوانند مدتی در هوا معلق بمانند.

درحال‌حاضر، حسگرهای گرد هوشمند می‌توانند وظایف متنوعی را انجام دهند، از جمله تشخیص دما، صدا، نور، مواد شیمیایی، فشار هوا و حرکت در محیط اطراف خود. این اطلاعات برای تجزیه‌وتحلیل یا هر هدف دیگری که مدنظر شرکت‌ها باشد، به کامپیوتر ارسال می‌شود.

MEMS-های فعلی بسیار کوچک هستند، اما امکان کاهش سایز آن‌ها وجود دارد و در حالت ایدئال می‌توانند واقعاً ریز ساخته شوند. درواقع هدف مهندسان این است که حسگرهای غبار هوشمند را از طریق نانوتکنولوژی به‌گونه‌ای بسازند که اندازه‌ی آن‌ها دقیقاً مثل ذرات گردوغبار بین ۰٫۵ تا ۱۰۰ میکرون باشد: یک میلیارد بار کوچک‌تر از یک حسگر یک سانتی‌متر مکعبی.

ایده‌ی گردوغبار هوشمند اولین‌بار سال ۱۹۹۲ در یکی از کارگاه‌های تحقیقاتی مؤسسه‌ی RAND Corporation به‌عنوان یک نظریه‌ی مفهومی مطرح شد، اما توسعه‌ی آن از اواسط دهه‌ی ۱۹۹۰ رنگ جدی‌تری به خود گرفت؛ یعنی زمانی که آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (DARPA) که زیرمجموعه‌ی پنتاگون است، روی این حوزه سرمایه‌گذاری سنگینی کرد.

هدف اولیه‌ی پنتاگون و دارپا، توسعه‌ی چیپ‌های بسیار کوچک برای کاربردهای نظامی و جاسوسی بود. این سنسورها می‌توانستند مخفیانه در میدان‌های نبرد پراکنده شوند و داده‌های محیطی مانند حرارت، حرکت، میدان مغناطیسی و حتی ترکیبات شیمیایی موجود در هوا را جمع‌آوری و به پایگاه‌های فرماندهی ارسال کنند و بدین ترتیب امکان ردیابی حرکت نیروها، تجهیزات نظامی و حتی سلاح‌های سمی را فراهم آورند.

اما مثل بسیاری از فناوری‌های تحقیقاتی دیگر، گرد هوشمند هم راه خود را به دنیای غیرنظامی باز کرد.

کارکردهای غبار هوشمند در حوزه‌های غیرنظامی تقریباً نامحدود به نظر می‌رسد: برای مثال کشاورزان می‌توانند از این ذرات برای نظارت دقیق بر وضعیت محصولاتشان استفاده کنند. غبار هوشمند به آن‌ها می‌گوید چه زمانی آبیاری کنند، کجا کود بریزند و کدام قسمت مزرعه نیاز به سم‌پاشی دارد.

در کارخانه‌های پیشرفته، این ذرات مثل هزاران چشم نامرئی، وضعیت دستگاه‌ها را زیر نظر می‌گیرند و قبل از اینکه خرابی رخ دهد، هشدار می‌دهند. در شهرهای هوشمند، کیفیت هوا را می‌سنجند، ترافیک را رصد می‌کنند و حتی می‌توانند زلزله‌های کوچک را پیش‌بینی کنند.

اما شاید هیجان‌انگیزترین کاربرد غبار هوشمند در حوزه‌ی بهداشت‌ودرمان باشد. تصور کنید حسگرهایی به‌اندازه گلبول‌های قرمز که می‌توانند در بدن ما گردش کنند و هر تغییر کوچکی را گزارش دهند. دانشمندان امیدوارند روزی بتوانند از این فناوری برای تشخیص سرطان در مراحل اولیه استفاده کنند، سکته‌های قلبی را قبل از وقوع پیش‌بینی کنند و حتی دارورسانی هدفمند انجام دهند.

درمجموع غبار هوشمند همچنین می‌تواند هر چیزی را که قابل‌ اندازه‌گیری باشد، ردیابی کند و با تشخیص فاکتورهای مختلف، از نور گرفته تا حرکت، پروسه‌های عملیاتی را بهبود دهد. MEMS همچنین می‌تواند به کنترل موجودی برای ردیابی محصولات از فرایند تولید تا قراردادن اقلام در قفسه‌های فروشگاه کمک کند.

تولید غبار هوشمند مانند هر فناوری جدید دیگر با چالش‌های خاص خود روبه‌رو است: اگر قرار باشد این فناوری را در سطوح گسترده به کار بگیریم، در وهله‌ی اول باید راهی برای کاهش هزینه‌های تولیدی این ذرات بیابیم.

اما چالش امنیت و حریم خصوصی بیش از سایر موانع ذهن دانشمندان با به خود مشغول می‌کند؛ زیرا تقریباً غیرممکن است که کسی بتواند خود را در برابر میلیاردها MEMS غبار هوشمند شناور در محیط اطراف محافظت کند.

(البته مردم حق دارند بپرسند که چه کسی این ذرات را کنترل می‌کند و چه تضمینی وجود دارد که این فناوری برای جاسوسی یا اهداف مخرب استفاده نشود؟)