במעקב מתמיד

צבא של חיישנים זעירים שמחוברים לרשת בתקשורת אלחוטית יוכלו לעקוב בעתיד אחר כל דבר, בכל עת ובכל מקום

ארון ריקדלה, אינפורמישן ווייק

BP תתקין אלפי חיישנים – אומר הארי קסר, מנהל טכנולוגיה ב- BP.
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/spy030205.html

חברות גדולות מנסות להפוך את העולם – ואת כל מה שנמצא בו – לחכם יותר: Science Applications International (SAIC), החברה הגדולה המבצעת בקבלנות עבור הממשל האמריקני פרויקטים בתחום טכנולוגיות המידע, מפתחת עבור משרדי ההגנה וביטחון הפנים של ארה"ב טכנולוגיה חדשה של חיישנים ממוחשבים זעירים ואלחוטיים. מאות חיישנים כאלה יוכלו לסייע באבטחה של גבולות, גשרים, תחנות כוח ואוניות. החיישנים יזהו תנועות חשודות או מטענים חשודים, וישדרו התראות למרכז הבקרה.

BP, חברת הנפט העצמאית השנייה בגודלה בעולם, מבקשת לצמצם את העלות של כל בדיקת מעקב בשדה הנפט במדינת וושינגטון מאלפי דולרים למאות דולרים, באמצעות החלפת החיישנים המחווטים הגדולים ברשת של חיישנים אלחוטיים וחכמים.

במחסן בממפיס, טנסי, עורכת HP ניסויים ברשת של חיישנים אלחוטיים – בניסיון להמציא מחדש את האופן בו מנהלות חברות את זרם הסחורות. אב הטיפוס, שנועד להבטיח שכל מוצר יאוחסן במקום המתאים, מבוסס על רשת אלחוטית של חיישנים זעירים המצוידים במצלמות וידאו, תוכנה לזיהוי תמונות וטכנולוגיית זיהוי בתדר רדיו. המצלמות עוקבות אחר הסחורות העוברות במחסן, והתמונות מושוות לנתונים המתקבלים מתגי הזיהוי.

הטכנולוגיה של רשת החיישנים האלחוטיים היא החזית החדשה במחקר רשתות המחשב, והשוק עשוי להגיע למיליארדים רבים של דולרים. כיום מדובר בעיקר במחקרים אקדמיים שמממן הצבא האמריקני, ובכמה חברות סטרט אפ שצמחו מפרויקטים אלה – אך כמה חברות רב לאומיות, וספקיות טכנולוגיות המידע הגדולות בעולם, כבר מגלות עניין רב בתחום.

החיישנים האלחוטיים כוללים שבב רשת ויישום תוכנה. הם יכולים לזהות שינויים בטמפרטורה, לחץ, לחות, אור, קול ומגנטיות, ולשדר את הממצאים בגלי רדיו. שתי סוללות AA משמשות כמקור אנרגייה. חיישנים מחווטים שמודדים טמפרטורה בבניינים או רעידות במכונות תעשייתיות קיימים כבר שנים רבות, אך ההתקדמות הגדולה חלה רק לאחר שהופיעו שבבים זולים, צריכת החשמל של ציוד הרדיו ירדה והתפוצה של הרשתות האלחוטיות התרחבה. החיישנים המחווטים עולים 200 עד 400 דולר ליחידה, וגם התחזוקה שלהם יקרה. המחיר של חיישן אלחוטי עומד על כ- 100 דולר, וגם התקנתו זולה בהרבה. בדומה להתפתחות שעברו המחשבים האישיים, אפשר לצפות לעלייה בהיקף הייצור, שיפור בביצועים וירידת מחירים – עד לכ- 10 דולר ליחידה בעוד מספר שנים.

אחת מפריצות הדרך בטכנולוגיית החיישנים האלחוטיים קשורה לתוכנת הרשת. התוכנה "מעירה" כל חיישן שמזהה ממצא מעניין לכשבריר שנייה, בו משודר המידע לחיישן הסמוך – במקום לתחנת הבסיס. המידע עובר מחיישן לחיישן עד שהוא מגיע למחשב המרכזי, שמאחסן ומנתח את הממצאים. הבינה המלאכותית מוודאת שלא נפלו טעויות במהלך שידור הנתונים. מאחר והשידור מתבצע רק ברגע שמתגלים ממצאים מעניינים, צריכת החשמל נמוכה מאוד והרשת יכולה לשרוד בשטח במשך שנים רבות ללא צורך בתחזוקה שוטפת.

"טכנולוגיה זו מייצגת התקדמות משמעותית" אומר טום סרנו, מנהלי חטיבה ב- SAIC. רק ב- 2% מגבולות ארה"ב מותקנים חיישנים מחווטים לגילוי חצייה בלתי חוקית של הגבול, ברגל או ברכב. חיי השירות של חיישנים אלה קצרים בהרבה מאלו של החיישנים האלחוטיים, עבורם מפתחת SAIC יישומי תוכנה. את החיישנים האלחוטיים עצמם מפתחת חברת הסטרט אפ Dust Networks, על סמך מחקר שבוצע במקור באוניברסיטת קליפורנייה בברקלי, במימון של משרד ההגנה האמריקני. הרשת האלחוטית תסייע לגלות חצייה של גבולות או חדירה למתקנים רגישים ברגל או ברכב, תזהה קולות ותנועות ותכלול מצלמות זעירות שיצלמו אירועים חשודים. SAIC מפתחת יישומים דומים על בסיס חיישנים זעירים שיותקנו באוניות או במכולות ויזהו קרינה מנשק גרעיני או ניסיונות לחבלה בגשרים. "כיום מבוצעות משימות אלה באופן ידני. החיישנים יאפשרו ניטור אוטומטי" מסביר סרנו.

החיסכון הפוטנציאלי בעלויות בהשוואה לרשתות הקוויות של החיישנים המסורתיים עצום. BP התקינה בחג המולד האחרון חמישה חיישנים אלחוטיים בשדה הנפט Cherry Point בוושינגטון כדי לנטר את הטמפרטורה במאווררים הענקיים המותקנים באתר. כל מדידה אלחוטית עולה כיום כ- 1,000 דולר, ובעוד שנה או שנתיים עשוי המחיר לרדת עד כדי 500 דולר לערך – אומר הארי קסר, מנהל טכנולוגיה ב- BP. זאת לעומת כ- 10,000 דולר שעלתה כל מדידה ברשת הקווית. במבחן שנערך בקיץ האחרון כבר הושגה עלות של 500 דולר במדידה אלחוטית של הטמפרטורה בחדר המכונות של מיכלית נפט.

BP מעריכה שהרשתות של החיישנים האלחוטיים יסייעו לנטר מפעלי תעשייה ואוניות, לשלוט מרחוק בתאורה ובחימום במגדלי משרדים, לבדוק זיהום בקרקע ולוודא שכימיקלים מאוחסנים כהלכה. "אפשר ליישם את טכנולוגיית החישה האלחוטית כמעט בכל היבט של עסקינו" אומר קסר. "נתקין עשרות חיישנים ואולי אף מאות. למען האמת, יהיו לנו כנראה בסופו של דבר אלפי חיישנים".

הטכנולוגיה זוכה לעניין גם משום שבשילוב עם הזיהוי בתדר רדיו (RFID) ניתן לעקוב בצורה קלה וזולה יותר אחר סחורות, מכונות או חומרים מסוכנים. "טכנולוגיות המידע יוצאות ממחסני הנתונים ומגיעות למבנים ולמפעלי ייצור" על פי סליל פרדהאן, הממונה על טכנולוגיות RFID ב- HP. המחיר של תגי הזיהוי יורד, העוצמה שלהם גוברת והשוק של החיישנים המרובים הפועלים בצוותא "יהיה עצום" צופה פרדהאן.

עד כה היה ההיקף של מרבית המבחנים מצומצם, אך הטכנולוגיה עדיין נבדקת בחברות רבות – ביניהן בואינג, שברון טקסאקו, האניוול, מוטורולה וסימנס. בחודש דצמבר האחרון הודיעה ענקית הטכנולוגיה היפאנית פוג'יטסו כי חתמה על הסכם עם מעבדות PARC של Xerox למחקר משותף במסגרתו, בין השאר, יותקנו במבנים רשתות של חיישנים לגילוי רעידות אדמה ומכוניות יצוידו בחיישנים למניעת התנגשות. בכנס של מנהיגי העולם בג'קרטה, אינדונזיה, בעקבות אסון הטבע שאירע בדרום מזרח אסיה בחודש דצמבר האחרון, דובר על התקנת רשתות של חיישנים שיתריעו מפני רעידות אדמה בקרקעית האוקיינוס ההודי. אולם, נראה שהכסף הגדול טמון דווקא ברשתות של חיישנים אלחוטיים שיסייעו לחברות גדולות לבצע משימות שוטפות בעלות נמוכה יותר – דוגמת בקרת תאורה או אבטחת מבנים.

אינטל, לדוגמה, התקינה במפעל לייצור שבבים באורגון 200 חיישנים אלחוטיים שעוקבים כל העת אחר רעידות בציוד הייצור ומדווחים על כל חריגה מהרמה שנקבעה מראש. החיישנים האלחוטיים עוקבים אחר חלק קטן בלבד מ- 4,000 המכונות במפעל אך הם משמשים כתחליף לעבודה ידנית של טכנאים, שהצליחו להגיע לכל מכשיר רק אחת לחודשיים או שלושה חודשים – אומר מנהל המחקר באינטל, האנס מולדר.

ג'נרל אלקטריק השלימה בחודש האחרון מבחן במסגרתו הותקנו חיישני אבטחה במכולות. כעת מפתחת החברה רשתות חיישנים לאבטחה של בנייני דירות ומבני תעשייה. Bechtel Group, חברת ההנדסה והבנייה הגדולה בארה"ב, תחל לבחון בעוד שנה או שנתיים רשתות של חיישנים שיפעלו בתקן חדש, IEEE 802.15.4, שמאפשר לחיישנים להשתלב בעצמם ברשת – ללא צורך בתכנות מראש של נתיב התעבורה. Bechtel שילבה כבר חיישנים אלחוטיים בפרויקטים שונים, ביניהם הרכבת התחתית של לונדון, והיא צופה שהטכנולוגיה תגיע לבניינים חכמים, מתקנים ביטחוניים ומפעלים לייצור כימיקלים – אומר מנהל ארכיטקטורת התשתיות פרד ווטלינג. לדבריו, "הטכנולוגיה מתחילה להמריא".

עד שנת 2008 ייעשה שימוש ב- 100 מיליון חיישנים אלחוטיים, בהשוואה ל- 200 אלף כיום – על פי חברת המחקר Harbor Reasearch. ההיקף הכספי של השוק העולמי לחיישנים אלחוטיים יעלה מ- 100 מיליון דולר השנה ללמעלה ממיליארד דולר עד שנת 2009, צופה החברה. אם הטכנולוגיה תוליד יישומים חדשים שיפתחו שווקים חדשים, הרי שניתן יהיה לשלב את הנתונים של החיישנים בתוכנות עסקיות הנמצאות בשימוש נרחב. מרבית התקנים התעשייתים בהם עושות שימוש חברות התוכנה מגדירים דרכים משותפות למשיכת נתונים מרשתות של חיישנים. כעת שוקדים החוקרים על שילוב תוכנות שיאפשרו לחיישנים לברור את הנתונים המתאימים לשידור, על מנת לחסוך עוד יותר בצריכת החשמל ולמנוע עומס יתר של נתונים. אולם, עדיין מדובר בכמויות גדולות של נתונים, וחברות הטכנולוגיה מנסות למצוא פתרונות מתאימים.

HP, IBM, SAP, אינטל, מיקרוסופט וסאן הקימו לאחרונה קבוצות מחקר ופיתוח שעוסקות בהיבטים המסחריים של הטכנולוגיה. SAP, לדוגמה, משתפת פעולה עם חברות נוספות, ביניהן אינטל, במטרה להבטיח שהיישומים יוכלו לעשות שימוש בנתונים של החיישנים ולנתח אותם. SAP ו- BP משתתפות בפרויקט שמממן האיחוד האירופאי לפיתוח "פריטים חכמים" דוגמת חביות כימיקלים שמשדרות התראות במקרה שאינן מאוחסנות כהלכה.

"על כל דולר שמשלמים לחברות הטכנולוגיה הגדולות, דוגמת IBM, תמורת החיישנים עצמם והתקנתם – יש לקחת בחשבון השקעה של 10 דולרים נוספים לניהול הנתונים שיתקבלו" אומר כריס פיסטר, פרופסור להנדסת חשמל ומדעי המחשב מאוניברסיטת קליפורנייה בברקלי, שהקים בשנת 2002 את חברת הסטרט אפ Dust המתמחה בחיישנים אלחוטיים ומשמש כיום כמנהל הטכנולוגיה הראשי שלה. החברה פועלת ב- MIT וזכתה למימון מקרן הון הסיכון של ה- CIA.

IBM מתכוונת להשקיע בטכנולוגיית החישה האלחוטית 250 מיליון דולר בחמש השנים הקרובות והקימה חטיבה עסקית שתתמחה בהן. להערכת IBM יסתכם השוק של רשתות החיישנים ב- 6 מיליארד דולר עד שנת 2007.

"החיישנים הם רק חלק מהמערכת הכוללת של המכשירים האלחוטיים" אומר פנג זאהו, חוקר בכיר שעומד בראש קבוצת המחקר לרשתות אלחוטיות במיקרוסופט. המחקר נערך במפלס P2 של בניין מס. 112 בקמפוס החברה ברדמונד, והחיישנים מזהים את הגודל, המהירות והמגנטיות של כל עצם שעובר במפלס. המכוניות של העובדים מצולמות במצלמות וידאו והמגנטיות שלהן נקראת. החוקרים יכולים לנתח את התעבורה באתר אינטרנט ולבצע שאילתות בטכנולוגיות המקובלות באינטרנט. "כתיבת התוכנה היא אתגר של ממש, ויש להתגבר עליו כדי לפתח יישומים מצליחים" אומר זאהו.

"הטכנולוגיה מזכירה את הימים הראשונים של האינטרנט, בהם עדיין לא היו יישומים מצליחים" אומרת תרזה לונט, מנהלת המעבדה למדעי המחשב ב- PARC, בה מתבצעים מחקרים לשילוב החיישנים בסביבה, במימון של Darpa. המחיר של החיישנים עדיין מונע יישום בקנה מידה נרחב, מסבירה לונט, "אך הטכנולוגיה מציתה את הדימיון ואפשר כבר לראות מה היא צופנת לעתיד". חסידי הטכנולוגיה מדברים על חיישנים שיסייעו לנהגים למנוע תאונות בכבישים מהירים, על גשרים שיתריעו מפני רעידות אדמה ועל מצלמות וידאו שיזהו טרוריסטים בקהל. הדרך עוד ארוכה, אבל רואים כבר את האור.
לידיעה באינפורמישן וויק
ידען העתידנות

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~73729900~~~64&SiteName=hayadan