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Perspective Big Data

Smart Dust: un ordenador minúsculo, un rendimiento máximo.

17-may-2018

Más estrecho que un cabello humano y con millones de conexiones: ¿de qué forma van a revolucionar la industria los mini-ordenadores Smart Dust?
Ten times larger than Smart Dust: an IBM computer the size of a grain of salt
Smart Dust es una nube de pequeños ordenadores que reúne datos y los envía a un ordenador central. Son tan pequeños que un microchip convencional parece gigantesco si se compara con el primero. Smart Dust puede, por ejemplo, operar como un escuadrón de sensores médicos en miniatura que explora el interior del cuerpo humano para entender mejor la patogenia de las enfermedades.
Estos minúsculos ordenadores están equipados con sensores, conectados sin cable entre sí y coordinan sus actividades de manera autónoma. ¿Suena futurista? Lo es. Smart Dust todavía no existe pero los trabajos para su creación ya están en marcha. Kristofer Pister, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias informáticas en la Universidad de Berkeley, en California, presentó esta idea hace 20 años. Decidió empezar a investigar sus posibilidades técnicas e intentó poner Smart Dust en práctica con la startup Dust Networks, de la que ya no es propietario.

Tecnología Smart Dust: lentes y placas de circuitos minúsculos

Hace unas cuantas semanas IBM desveló una placa de circuitos del tamaño de un grano de sal (véase el diagrama) que alberga una célula solar (la fuente de alimentación), un procesador con varios cientos de miles de transistores, una memoria principal y un módulo para la comunicación óptica por LED. Aunque de pequeño tamaño, su potencia informática es equivalente a la de un PC de 1990, suficiente para realizar sus tareas de manera fiable. Fijado a objetos, los identifica sin ambigüedades. Entonces se pueden rastrear, de manera electrónica, una vez que los dispositivos de lectura especiales los han registrado en los centros de transbordo.
Más pequeño también es posible. Durante más de una década, el fabricante de productos electrónicos Hitachi ha comercializado un módulo inalámbrico con una antena y una longitud de arista de 0.15 milímetros. Todavía más pequeña, tan solo la décima parte de un milímetro de diámetro, es la lente óptica de la Universidad de Stuttgart para una nano-cámara que fotografía procesos biológicos a nivel celular. Componentes minúsculos como estos ya se encuentran, al menos en lo relativo a su tamaño, cerca de la tecnología del futuro.
Los ordenadores Smart Dust están diseñados para ser todavía más pequeños. Y los críticos ya vaticinan que Smart Dust podría convertirse en un peligro. Pequeños e invisibles, estos minúsculos dispositivos podrían entrar en cualquier lugar de manera desapercibida, recogiendo datos e incluso suponiendo una amenaza para la salud. Pero Pister se concentra más en los beneficios: “Smart Dust supone un amplio abanico de posibilidades. Se puede repartir por una región para recoger datos para la investigación meteorológica o geofísica. Se puede utilizar para tomar medidas en entornos peligrosos o con temperaturas muy elevadas donde los sensores con cable no se pueden utilizar o realizan mediciones erróneas”.

Smart Dust ayuda a ahorrar energía

“Unos sensores de luz y temperatura diminutos también podrían llevar a formas completamente nuevas de ahorrar energía”, dice Jan Rabaey, profesor de ingeniería eléctrica en Berkeley y compañero de trabajo de Pister: “El Smart Dust se coloca en las paredes en forma de un revestimiento especial y registra datos sobre el brillo y la temperatura”. Una Casa Inteligente utiliza estos datos para controlar la calefacción y la iluminación. “Estos mini-sensores podrían extraer su energía de, por ejemplo, la vibración que el viento transfiere en las paredes de la casa”, indica el profesor Rabaey. Utilizando circuitos especiales, se puede generar electricidad a partir de las vibraciones. El profesor considera que instalaciones de luz y calor optimizadas de esta manera podrían reducir las emisiones de dióxido de carbono en alrededor de 30 000 toneladas al año tan solo en los Estados Unidos.
Sin embargo, hasta el momento no se han podido resolver los problemas técnicos que hacen que este tipo de mini máquinas no se puedan comercializar. Todavía no está claro, por ejemplo, cómo se puede recapturar el Smart Dust. Para hacerlo se tiene que identificar a sí mismo de forma inalámbrica y al mismo tiempo tiene que ser capaz de moverse por sí mismo porque se mezclará con otras partículas y puede acabar en grandes cantidades en filtros para el polvo y cubos de basura.
Sin embargo, una cosa ya se puede, evidentemente, prever. Estos mini-dispositivos se podrían fabricar con unos costes muy reducidos. IBM dicen que actualmente su producción costaría menos de 10 céntimos. Y si en el futuro los pequeños chips de Smart Dust se fabricaran por millones, podrían costar todavía menos.