211service.com
Reti di sensori per manichini
Sun Microsystems ha annunciato un progetto che potrebbe mettere reti di sensori facili da gestire nelle mani dei programmatori di computer medi di tutto il mondo, contribuendo a rendere più diffusi i sensori in rete. Un mondo pieno di sensori è un mondo in cui, ad esempio, i climi degli edifici sono microcontrollati, le stanze si animano di luci e musica quando le persone vi entrano e la salute dei familiari anziani è monitorata a distanza.
A maggio, l'azienda inizierà a vendere il proprio hardware per sensori – gadget delle dimensioni di un piccolo mazzo di carte che possono essere configurati per rilevare temperatura, luce e movimento – nonché un sistema operativo che utilizza il linguaggio informatico comune Java, che già ha una base di programmatori di oltre quattro milioni di persone. Secondo l'azienda, questo kit di sviluppo del sensore, chiamato Sun SPOT (Small Programmable Object Technology), potrebbe creare applicazioni di sensori innovative e accelerare soluzioni alcune delle sfide persistenti, come lo sviluppo e il debug di programmi di sensori, che finora hanno mantenuto la tecnologia dall'essere onnipresenti.
[ Clicca qui per le immagini di un sensore Sun SPOT e dei suoi componenti.]
Le reti di sensori sono raccolte di nodi, a volte piccoli come millimetri di lunghezza o diametro, costituiti da piccoli processori per computer, dispositivi di memoria e radio che trasmettono e ricevono informazioni tra dispositivi. Queste reti sono molto promettenti per l'esecuzione di attività come il monitoraggio e la regolazione degli ambienti difficili negli impianti industriali, il controllo del clima di casa e dell'ufficio (vedi Dove hanno senso i sensori) e il monitoraggio delle condizioni dei pacchi.
Negli ultimi anni sono state condotte molte ricerche in questo campo (vedi 10 tecnologie emergenti che cambieranno il mondo), da aziende come Sun, Intel e Siemens, a programmi accademici presso l'Università della California a Berkeley e Los Angeles e Harvard Università, per citarne alcuni. E startup, come Umano e Tecnologia balestra , vendere la tecnologia per applicazioni che vanno dalla diagnostica automobilistica al monitoraggio del campo di battaglia.
Anche con così tanta attenzione, tuttavia, i sensori odierni rimangono notoriamente difficili da sviluppare ed eseguire il debug, afferma Roger Meike, direttore senior di Sun Labs. Per la maggior parte, giocherellare con la funzionalità di un sensore rimane un compito specializzato, lasciato agli esperti di informatica.
La programmazione dei sensori è così difficile in parte perché molti di loro utilizzano un sistema operativo chiamato TinyOS. Sebbene sia la base software per migliaia di progetti di ricerca sui sensori, richiede la conoscenza del linguaggio di programmazione relativamente complesso C. Peggio ancora, una volta stabilito un programma TinyOS per una rete di sensori, è più o meno permanente, spiega Mani Srivastava , un ingegnere elettrico all'UCLA. Se vuoi modificare una piccola parte della funzione della rete, dice, devi ricominciare da capo. Inoltre, ogni dettaglio del sensore deve essere considerato scrupolosamente durante la programmazione, da quando conservare l'energia a quanti calcoli fare prima che i dati vengano inviati in rete.
Java, un linguaggio di programmazione sviluppato da Sun nel 1990, presenta alcuni chiari vantaggi, afferma Roger Meike, direttore senior di Sun Labs. Innanzitutto, è ben noto a un'enorme comunità di programmatori e ha già avuto successo in applicazioni per altri piccoli dispositivi come i telefoni cellulari.
Ma a differenza dei telefoni cellulari, i sensori Java per Sun SPOT, chiamati Java 2 Micro Edition, vengono eseguiti direttamente sull'hardware e fungono da sistema operativo. Ciò significa che i programmatori Java possono scrivere un programma, caricarlo sul dispositivo, eseguirlo ed eseguirne il debug, con una conoscenza di programmazione di base di Java, afferma Meike. L'hardware e il software sono progettati per funzionare insieme, afferma, il che consente di riconfigurare facilmente i sensori Java per compiti diversi, a differenza di TinyOS. Java gestisce bene anche le risorse energetiche, secondo Meike, una caratteristica importante, dal momento che alcuni sensori devono essere sempre accesi. Java ha il controllo su una piccola batteria e può essere molto intelligente su quando mettere il sistema in stop, dice.
Java di Sun SPOT viene eseguito direttamente dalla memoria flash, un tipo di archiviazione che non utilizza la stessa potenza della memoria RAM. Ciò riduce la necessità di vigilanza su come allocare al meglio le risorse. Inoltre, la piattaforma Java consente di arrestare le applicazioni a metà dell'operazione e di trasferirle su un altro dispositivo, spiega Meike, Quindi puoi immaginare che se la batteria si scarica su un dispositivo, puoi spostare la tua applicazione su un altro.
Questa funzionalità di mobilità è particolarmente importante per il debug dell'hardware e del software del sensore, che è davvero un incubo, afferma Srivastava, che ha sviluppato un sistema operativo per sensori all'UCLA chiamato sos . Gli insetti possono davvero abbattere qualcosa, aggiunge. Pertanto, è utile poter trasferire un'applicazione malfunzionante su un computer dove può essere riparata, cosa che Sun SPOT è in grado di fare.
Ma Srivastava nota anche che Java è un linguaggio di programmazione pesante, il che significa che richiede più memoria di TinyOS o SOS. In effetti, i nuovi sensori di Sun richiedono un'unità di elaborazione centrale a 32 bit, al contrario dei processori di sensori a 8 bit che possono eseguire TinyOS. Inoltre, i sensori di Sun hanno 512 kilobyte di RAM, 4 megabyte di memoria flash, una radio da 2,4 gigahertz e un'interfaccia USB, il che li rende dei veri e propri giganti rispetto alla maggior parte dei sensori.
Ma sensori di grandi dimensioni potrebbero essere utili, afferma Matt gallese , professore di informatica ad Harvard. È chiaro che in qualsiasi applicazione reale ti ritroverai con una popolazione diversificata di dispositivi, afferma. Potresti avere un numero elevato di sensori wireless a bassissima potenza, ma hai anche bisogno di dispositivi in grado di raccogliere informazioni, elaborare e aggregare dati. Il dispositivo Sun SPOT sembra essere un buon candidato per quel dispositivo wireless. Tuttavia, è improbabile, dice, che Java sostituirà TinyOS o SOS per i sensori più piccoli.
Meike di Sun prevede che i processori, i dispositivi di memoria e le radio continueranno a ridursi e i sensori di Sun non saranno così grandi in un paio d'anni. Le tendenze ci dicono che questi dispositivi diventeranno più capaci, osserva. Nel frattempo, dice Meike, le applicazioni intelligenti che i programmatori Java svilupperanno saranno pronte per le future generazioni di sensori più piccoli.
Meike crede che giocare con i sensori offrirà un'esperienza avvincente per gli appassionati e gli studenti Java. Ciò significa che i programmatori Java possono avere un dispositivo che sta nel palmo delle loro mani, dice. Invece di programmare computer desktop, possono programmare il mondo intero.