IoNT

Internet of Things and Communication Technology Concept. Smart information and digital lifestyle.

اینترنت اشیاء نانو (IoNT)، یک نانو اکوسیستم

 

مفهوم IoT (اینترنت اشیاء) بر ابعاد مختلف زندگی افراد تاثیر زیادی دارد چرا که طیف گسترده ای از دستگاه ها و پروتکل های ارتباطی توسط صنایع و محققان در زمینه های مختلفی همچون بهداشت الکترونیکی، کشاورزی الکترونیکی، صنعت الکترونیکی شهرهای هوشمند و ارتش الکترونیکی و غیره، در حال طی کردن فرایند توسعه هستند. بی تردید اینترنت اشیاء، استفاده از اینترنت را به ارتباطات دستگاه به دستگاه تبدیل کرده است که در آن دستگاه ها، حسگرها و اشیا با هم تعامل دارند و داده ها را تبادل می کنند و همچنین حوزه های دیگری همچون شبکه بی سیم حسگر بدن و اینترنت فناوری نانوی اشیا نانو را به وجود آورده و همه چیز به یک اصطلاح ترکیبی منجر می شود به عنوان مثال، اینترنت همه چیز.

تعریف ساده از فناوری نانو یا تکنولوژی نانو عبارت است از “مهندسی سیستم های عملکردی در مقیاس مولکولی است”. فناوری نانو در مفهوم اصلی خود به توانایی ساخت اقلام از جز به کل، با استفاده از تکنیک ها و ابزارهایی اشاره دارد که امروزه برای ساخت محصولات با عملکرد بالا توسعه یافته اند. تکنولوژی نانو راه حل های درجه بالای متعددی را دربسیاری از حوزه های کاربردی دنیای واقعی مانند زیست فناوری، زیست پزشکی، صنعت، کشاورزی و کاربردهای نظامی فراهم کرده است که این فناوری در حال توسعه، مقیاسی در حدود یک تا چند صد نانومتر دارد. ستون اصلی قدرت فناوری نانو، نانو دستگاه است.

نانو دستگاه به عنوان واحد عملیاتی اصلی تعریف می شود که از طریق اجزای نانو برای انجام وظایف اساسی از جمله حس کردن یا تحریک کردن ترکیب شده است. همکاری موثر و هماهنگی بین دستگاه های نانو، کاربردهای متنوعی را از لحاظ  پیچیدگی و عملکردها گسترش می دهد. بطور خلاصه، ادغام دستگاه های نانو مقیاس با خروج از شبکه های ارتباطی سنتی با سرعت بالای اینترنت، منجر به تحول جدیدی به نام “اینترنت اشیاء نانو” شد.

سنگ بنای اصلی اینترنت اشیاء نانو، فناوری نانو است. اینترنت اشیاء نانو متشکل از شبکه ی نانو مقیاس اشیاء فیزیکی است که توسط ارتباط نانو پشتیبانی می شوند و اطلاعات را در میان یکدیگر مبادله می کنند.

زیربنای اینترنت اشیاء نانو می تواند با ترکیب دستگاه های نانو و دیگر فناوری ها، از جمله اینترنت اشیاء، شبکه ی حسگرها، محاسبات ابری، تجزیه و تحلیل کلان داده ها و غیره گسترش یابد. زیر بنای اینترنت اشیاء نانو به ناحیه ی بهره برداری و پهنای باند ضروری بستگی دارد که مستلزم کاربردهای خاص است.

افزایش و بکارگیری دامنه ی وسیعی از اینترنت اشیاء نانو، به مواردی از جمله پردازش توانمندی ها، ذخیره سازی کلان با هزینه های پایین، آنتن های هوشمند و تکنولوژی  Tagهوشمند در سامانه ی بازشناسی با امواج رادیویی، بستگی دارد.

شبکه ی معماری اینترنت اشیاء نانو:

IoNT به سرعت در حال پیمودن این مسیر است. صرف نظر از حوزه های کاربردی، اجزای زیر بخشی از معماری اینترنت با ابعاد نانو می باشد:

Nano-Nodes: به عنوان کوچک ترین و ساده ترین دستگاه های نانو در نظر گرفته می شوند که وظایف مختلفی را ایفا می کنند، چنانکه محاسبه و مخابره ی داده ها در مدت زمان کوتاه و با حافظه ی کمتری انجام می پذیرد. با در نظر گرفتن شبکه های حسگر بدن، حسگرهای زیستی نصب شده در بدن انسان، به عنوان Nano-Nodes در نظر گرفته می شوند.

Nano-Routers: دارای توان محاسباتی بزرگی در مقایسه با Nano-Node ها هستند و اطلاعات بدست آمده از Nano-Node ها را جمع آوری میکنند. همچنین Nano-Router ها از طریق فرمان های کنترل تبادل نقش بسیار مهمی را درکنترل Nano-Node ها، بازی می کنند.

Nano-Micro Interface Devices: این دستگاه ها امکان دریافت و ارسال اطلاعات از nano router ها به سیستم یا دستگاه ریز مقیاس و بالعکس را فراهم کرده اند. این دستگاه ها می توانند ابزارهای چندگانه ای باشند که قادر به برقراری ارتباط در مقیاس نانو با استفاده از الگوهای ارتباطی کلاسیک در شبکه های ارتباطی متداول و الگوی ارتباطی جدید برای شبکه های نانو هستند.

Gateway: این سخت افزار کنترل از راه دور در تمامی شبکه های نانو را بر روی اینترنت ممکن می سازد. برای مثال: شبکه ی حسگر بدن. با استفاده از سخت افزار Gateway تمامی اطلاعات حسگر از بدن انسان، در هر کجای دنیا توسط پزشکان بر روی اینترنت قابل دسترسی است.

چالش های اینترنت اشیاء نانو

اینترنت اشیاء نانو به عنوان کوچکترین شبکه ی حسگر نانو در نظر گرفته می شود که دارای پتانسیل بالایی است و بی درنگ درکاربردهایی با زمینه های مختلف پذیرفته می شود. اما اینترنت اشیاء نانو با وجود مزایای پیشرفته ی بسیاری که دارد، با برخی از مسائل و چالش هایی مواجه است که باید مورد توجه قرار گیرد تا بتواند در آینده ای نزدیک بخشی اجتناب ناپذیرو بدون هیچ مانعی در زندگی بشر باشد. پژوهشگران می بایست به موضوعات مربوط به مدیریت مفهوم، امنیت و حریم خصوصی، ترکیب خدمات و اکتشافدر این زمینه بپردازند.

کاربردهای اینترنت اشیاء نانو

پیچیده ترین و پیشرفته ترین روش های پژوهش، به منظور جمع آوری اطلاعات توسط اینترنت اشیاء نانو مورد استفاده قرار میگیرد که اینترنت اشیاء نانو(IoNT) را در مقایسه با اینترنت اشیاء  (IoT)قادر می سازد تا پایه و اساس خود را از طریق برنامه هایی که طیف وسیعی از کاربردهای جدید و پیشرفته دارند، گسترش دهد. در ادامه، معماری خاص و اجزای مشترک که اینترنت اشیاء نانو را تشکیل می دهند، با رنگ دیگری مشخص شده است.

  • نظارت بر خدمات درمانی/ حسگر نانو متکی بر شبکه ی حسگر بدن: اولین و مهمترین کاربردی که این روزها در دنیای واقعی اینترنت اشیاء نانو می تواند در آن دیده شود، شبکه ی حسگر بدن متشکل از حسگرهای نانو در داخل بدن است که نقش بسیار مهمی را در جمع آوری و نظارت بر فعالیت های زیستی و سایر جزئیات بدن بیمار ایفا می کند. سنسورهای نانو که در شبکه ی حسگر بدن مورد استفاده قرار می گیرند، داده های همزمان را بر روی دستگاهی قابل حمل ارائه می دهند که به منظور کسب اطلاعات به موقع در رابطه با سلامت بیماران توسط پزشک مورد استفاده قرار می گیرد.

  • نظارت بر محیط زیست: نظارت بر محیط زیست از طریق راه اندازی آن در مکان های عمومی نظیر ایستگاه های قطار، ایستگاه های اتوبوس، فرودگاه ها، هتل ها و رستوران ها و سایر اماکن عمومی و نظارت همزمان بر ترافیک، آلودگی هوا و دما، با استفاده از حسگر های نانو موثرتر و پربازده تر صورت می پذیرد.

  • کشاورزی دقیق: استفاده از IoNT در کشاورزی منجر به توسعه ی ابزارهای دقیق کشاورزی خواهد شد وبا بکارگیری حسگرهای نانو که متکی بر دستگاه های نانو هستند، نظارت بر محیط، رشد محصولات و حتی نظارت و کنترل حیوانات نیز کارآمدتر خواهد شد. با توسعه ی شبکه بی سیم حسگر نانو، فعالیت های متنوعی مانند نظارت بر علف ها، مدیریت تغذیه و بهداشت حیوانات، نظارت بر موقعیت زمین کشاورزی و نظارت موثر بر کاربرد آفت کش ها و حشره کش ها را در زمینه ی کشاورزی می توان انجام داد.

سایر کاربردهای ممکن در دنیای واقعی: با توجه به مزایای IoNT، در آینده ای نزدیک، اینترنت اشیاء نانو می تواند توسط ارتش به منظور نظارت بر میدان جنگ، توسعه ی نانو رباتیک و نانو پهپادها، برنامه های مبتنی بر فضا، تولید صنعت و بسیاری از موارد دیگر مورد استفاده قرار گیرد.

اهداف اینترنت اشیاء نانو در آینده

توسعه ی فناوری های نانو، دستگاه های نانو، اینترنت اشیاء و اینترنت اشیاء نانو درآینده ای نزدیک تقریبا در همه ی زمینه ها تاثیر زیادی بر توسعه ی پیشرفته، خواهد داشت. اخیرا محققان برروی توسعه ی نانو ماشین هایی کار می کنند که اینترنت اشیاء نانو را در برمیگیرند و در آینده ی نزدیک در مناطق مختلف مستقر خواهند شد. در این مقاله، بررسی عمیقی در رابطه با اینترنت اشیاء نانو ارائه شد که به عنوان مرحله ی تکاملی در دنیای فناوری نانو به علاوه ی ماشین های نانو، کاربردها و زمینه های تحقیقاتی در نظر گرفته شده است.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *