Reti automatiche

Hai passato gli ultimi fine settimana a cercare la lampada perfetta per illuminare quell'angolo oscuro del soggiorno. Quando finalmente lo porti a casa e lo colleghi, la rete di sensori di movimento e misuratori di luce in casa rileva immediatamente la torcia e la accende, ma solo se è buio e sei nella stanza. E se decidi di sostituirla con la lampada in camera da letto, nessun problema: la rete se ne accorge appena hai finito.

In teoria, collegare tra loro sensori, elettrodomestici e altri dispositivi in ​​modo che possano comunicare e lavorare insieme potrebbe rendere la vita più semplice e produttiva. La realtà, almeno per ora, è che la creazione di tali reti è costosa e tutt'altro che facile, soprattutto se coinvolgono migliaia o addirittura milioni di componenti.

Questa storia faceva parte del nostro numero di maggio 2002

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Ora le reti di dispositivi che si organizzano da sole, connettendosi tra loro in modalità wireless e automatica, senza l'intervento umano, stanno uscendo dai laboratori di ricerca e stanno entrando nel mercato. Nella loro prima incarnazione, collegheranno un gran numero di sensori nelle fabbriche e negli ambienti industriali, ma nel giro di pochi anni si sposteranno in edifici per uffici, case e persino campi agricoli. Aziende come lo spin-off del MIT Media Laboratory Ember, Motorola e Sensoria con sede a San Diego si stanno muovendo per creare e vendere le radio wireless e i microchip che consentiranno di connettere dispositivi che vanno dai sensori di temperatura agli irrigatori in reti auto-organizzate [ Revisione della tecnologia membro del consiglio di amministrazione Robert Metcalfe è un investitore e membro del consiglio di amministrazione di Ember. Ed.]. È davvero l'unica forma di rete che può funzionare per tantissimi piccoli oggetti, afferma il ricercatore del MIT Media Lab Michael Hawley. Le conseguenze saranno davvero magiche come qualsiasi cosa abbiamo visto nella tecnologia.

In una rete auto-organizzata, afferma Rob Poor, cofondatore di Ember e chief technology officer, basta abbattere questi nodi e si scoprono l'un l'altro e capiscono come riportare i dati dove vuoi portarli. In altre parole, ogni elemento riconosce automaticamente ogni altro elemento. Senza alcun aiuto esterno, i dispositivi devono quindi determinare come ottenere i dati dove devono andare.

Una rete auto-stabilizzante che sta lentamente facendo progressi commerciali è il sistema wireless Bluetooth. Originariamente progettato dal produttore di telefoni cellulari Ericsson per sostituire i cavi in ​​esecuzione tra dispositivi come computer e stampanti o telefoni cellulari e cuffie, il sistema consente a un massimo di otto dispositivi di connettersi tra loro. Quando un dispositivo dotato di una radio Bluetooth a basso costo si trova a una distanza di circa 10 metri da qualsiasi altro prodotto abilitato Bluetooth, i due avviano automaticamente una connessione.

Il Bluetooth è abbastanza ben progettato per quello che doveva fare, ovvero consentire a tutti i dispositivi che porti in giro di parlare tra loro, afferma il cofondatore e scienziato capo di Ember Andy Wheeler. Ma il limite di otto dispositivi e il design della rete Bluetooth ostacolano entrambi l'utilità del sistema per applicazioni che richiedono centinaia o migliaia di dispositivi distribuiti su una vasta area.

La maggior parte delle reti wireless, tra cui Bluetooth e le famose reti Wi-Fi 802.11b utilizzate per connettere i computer a Internet, impiegano un'organizzazione spoke-and-hub in cui un dispositivo funge da punto di accesso centrale con cui tutti gli altri membri della rete devono comunicare direttamente. Questo si rivela poco pratico in ambienti come le fabbriche, che sono piene di macchine, spessi muri di cemento e altre cose radio-ostili. È qui che entrano in gioco Ember e progetti di rete simili. Con i protocolli di rete di Ember, le reti radio sembrano una mesh: ogni dispositivo riconosce immediatamente altri dispositivi vicini e può parlare con tutti i suoi vicini, trasmettendo dati. Ogni nodo è un po' un router, dice Poor. Invia il messaggio nella giusta direzione.

L'applicazione iniziale delle reti Ember sarà la sostituzione di costosi cablaggi in aree come i pavimenti delle fabbriche. Altri usi per il sistema emergeranno quando i prezzi diminuiranno. Ad esempio, i sensori di temperatura, luce e movimento potrebbero essere collocati in edifici per uffici e collegati in rete ai sistemi di illuminazione e ventilazione. La rete sarebbe quindi in grado di rilevare quando le persone stavano lavorando in diverse aree dell'edificio e di accendere le luci, il riscaldamento o il raffreddamento solo quando necessario. La stessa idea verrà eventualmente applicata alla domotica, afferma il CEO ad interim di Ember, Adrian Tuck. Tuck cita i sistemi di sicurezza come un'altra applicazione emergente. Ad esempio, i sensori di armi biologiche in rete posizionati nei condotti dell'aria condizionata in un edificio o negli impianti di trattamento delle acque potrebbero offrire un allarme tempestivo di un attacco terroristico (vedi Collegamento in rete dell'infrastruttura , BAMBINI dicembre 2001) .

I ricercatori Motorola vedono anche le applicazioni agricole. I sensori di umidità distribuiti in un campo potrebbero essere collegati in rete ai sistemi di irrigazione, segnalando agli irrigatori giganti di attivarsi solo quando una parte del campo era asciutta, invece che a intervalli regolari, risparmiando acqua e denaro. Lo stesso schema potrebbe essere impiegato in un sistema di irrigazione da cortile.

Stanno comparendo anche architetture auto-organizzanti per reti più complesse. Gli ingegneri dell'Almaden Research Center di IBM a San Jose, in California, stanno prototipando un sistema di archiviazione dati composto da mattoncini intelligenti collettivi: dispositivi densamente impacchettati ciascuno costituito da un microchip, una parte di memoria e diverse unità disco rigido. Diverse centinaia di mattoni sarebbero stati combinati per creare un unico enorme sistema di archiviazione. Il software consente ai mattoncini di riconoscere l'aggiunta di nuovi mattoncini e di capire il modo migliore per inviare i dati tra di loro per l'archiviazione. Allo stesso modo, se un mattone si rompe, il sistema trova un modo per aggirarlo.

L'obiettivo del sistema in mattoni è rendere i server di archiviazione più semplici ed economici da gestire. Moidin Mohiuddin, senior manager dei sistemi di storage avanzati del laboratorio, stima che un amministratore possa attualmente gestire circa un terabyte, o un trilione di byte, di dati. Spera che un sistema composto dai mattoni possa aumentare quella cifra di mille volte. Moidin afferma che l'architettura potrebbe funzionare anche per altri tipi di server e, in definitiva, anche per PC, rendendo la configurazione di una rete domestica o aziendale semplice come accendere le macchine.

Man mano che si fanno strada in un numero sempre maggiore di sistemi, le reti auto-organizzanti non faranno meno che trasformare il modo in cui ci relazioniamo a qualsiasi cosa, dai nostri computer ai nostri elettrodomestici, rendendoli, se non più intelligenti, almeno più utili. Penso che [i network] si presenteranno in ogni sorta di modi creativi, afferma Hawley del MIT. Il risultato sarà una radicale semplificazione del modo in cui interagiamo con le cose che ci circondano.

Alcune aziende in reti auto-organizzanti

Società Applicazione sensoriale (San Diego, California) Automazione di edifici per la casa e l'ufficio; applicazioni automobilistiche Motorola (Fenice, AZ) Sostituzione fili per fabbriche; domotica e domotica Centro Ricerche Palo Alto (Palo Alto, California) Applicazioni militari e reti MeshNetworks per la difesa della patria (Maitland, Florida) Sostituzione cellulare per servizi voce e dati a banda larga mobile

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