Hvis du ønsker å måle temperaturen på hvilket som helst punkt på et objekt overflate, som et tynt belegg av programmerbare materiale som kan gjøre jobben, sier datamaskinen forskere.
Verden er full av komplekse konstruksjoner som broer, veier, vindturbiner, kraftverk, og så videre, som må overvåkes nøye for å sikre at deres integritet.
I dag, er mye av dette arbeidet må gjøres av teknikere på stedet. Det er ikke så lett for objekter som dekker hundrevis, eller kanskje tusenvis av kilometer, slik som veier, eller eksterne strukturer som offshore vindturbiner.
Så en måte å gjøre dette på eksternt ville være veldig verdifull. Klart det krever noen form for uavhengig sensor som kan måle nødvendig eiendom som for eksempel temperatur eller surhet, eller sprekker, og så videre.
Og faktisk er det mange gadgets for å gjøre dette. For eksempel, optiske fibre som er festet til eller innebygd i objekter som kan måle krefter på det og sensorer festet til disse fibrene kan overvåke temperatur, surhetsgrad, og så videre.
Men disse typer sensorer ikke gir global dekning—de kan ikke fortelle deg temperatur på hvilket som helst punkt på objektet. For at du trenger noe mer ambisiøst.
Drømmen ville være å ha en smart belegg som gjør denne jobben. Dette ville være en “programmerbare materiale” som helt lag et objekt i et tynt lag. Det ville inneholde små partikler sensorer som samler informasjon om overflaten, slik som temperatur, og formidle det til sine nærmeste naboer.
Mens matematikere har lenge fundert egenskaper programmerbare materialer, ett spørsmål har forvirret dem. Er det mulig å bruke en smart belegg for å bestemme temperaturen på hvilket som helst punkt på et vilkårlig objekt, selv om sensorene har ingen kunnskap om sin generelle geometri?
I dag, får vi et svar på dette spørsmålet, takket være arbeidet til Zahra Derakhshandeh ved Arizona State University, Tempe, og et par kompiser. De har utviklet en serie av algoritmer som gir det matematiske rammeverket som gjør at disse partiklene til å løse dette problemet.
For å gjøre dette arbeidet, partikkelfilter sensorer og belegg må ha visse egenskaper. Derakhshandeh og co si sensorene må være i stand til å bevege seg i overflaten, og for å gjøre, og pause, kommunikasjon obligasjoner med sine nærmeste naboer. Objektet må ha en geometri som gir en jevn overflate.
Under disse forholdene, Derakhshandeh og co si at deres rammeverk fungerer som en universell belegg algoritme for programmerbare saken. Partiklene trenger bare har begrenset minne og kommuniserer kun over korte avstander, og er helt anonym—med andre ord, de er alle like.
Som er nysgjerrig fungere som en dag vil kunne føre til at noen nyttige programmer i ekstern overvåking.
Det er fortsatt arbeid som må gjøres, men. Gitt oppgaven med å måle noen eiendom av materialet på et bestemt punkt, en viktig problem er hvor raskt algoritmen kan gjøre dette. For å finne ut, team foreslår testing algoritmen i en simulering eller med ekte programmerbare saken. Det vil være interessant å se hvordan de kan komme på.
Et annet viktig problem som vil være energi effektiviteten av denne typen programmerbare saken. Hva slags kommunikasjon overhead gjør belegget problem pålegge og kan energien for dette tenkes å være høstet fra miljøet?
Det er fortsatt tidlig for programmerbare saken og for en universell belegg. Men de besparelser som Derakhshandeh og co ‘ s algoritmer kan tillate er betydelig, gitt kostnaden med oppfølging og vedlikehold av off shore vindturbiner, for eksempel. Det alene bør garantere ytterligere interesse i dette emnet for fremtiden.
Ref: arxiv.org/abs/1601.01008 : Universal Belegg for Programmerbare Saken