A revolução socioeconômica da Internet das Coisas finalmente encontra sua fonte inesgotável de energia: Magia!

por Derblauemond

A Internet das Coisas não é o futuro que está chegando, mas é o futuro que já temos com o advento (finalmente) da tecnologia 5G. Paranóicas sem base científica separada, graças ao 5G, as comunicações serão mais onipresentes e, acima de tudo, reduzirão seus custos de acesso e transporte de dados móveis, o que fará emergir novos modelos de negócios e uma nova socioeconômica (mais uma vez) no calor da tecnologia.

Mas, até agora, a verdade é que a Internet das Coisas foi atingida com uma grande limitação, especialmente para sensores remotos ou mesmo implantações massivas de cidades sensorizadas. Essa limitação tinha a ver com seu suprimento de energia, e agora a ciência finalmente encontrou uma solução que representa uma fonte ilimitada de energia para esses "objetos" inteligentes. É mágico? Pode parecer, mas é apenas boa ciência.

De sensores e atuadores à IoT, passando por aquela Inteligência Artificial que ao mesmo tempo é alimentada e ordenada por ambos

Vamos fazer uma breve introdução ao que é o conceito de Internet das Coisas hoje, em deferência aos leitores não versados ​​no assunto (lembre-se que, afinal, isso é meio salmão). Sicilia, 1973 ... Oh, quero dizer, isso foi em "The Golden Girls" ... Quer dizer, Silicon Valley 1990 ... Os distópticos, mas ao mesmo tempo os ciber-punks visionários viram um futuro hipertécnico, com inteligência artificial, robôs, sensores, e seres biônicos em todos os lugares. O aspecto mais socioeconômico de toda aquela distopia diante da qual nos avisaram, já vimos hoje acontecer.. Quanto à parte mais tecnológica, embora o ritmo de modernização de nossas socioeconomias seja literalmente "espantoso", a ponto de começar a ser mais rápido do que nossas mentes e sistemas são capazes de assimilar, a verdade é que ainda está longe de muito daquele futuro que eles desenharam para nós na década de 90, embora esteja lançando seus alicerces e algo mais já hoje.

Essas "visões" cyber-punk oscilavam entre olhares distópicos em direção a tecnologias que eles imaginavam e que, em 1990, não eram sequer minimamente imagináveis ​​para os mortais comuns. Mas como um bom exemplo da natureza exponencial do progresso tecnológico, aqui hoje temos smartphones que fazem tudo nas nossas mãos, realidades aumentadas que nos fazem perceber e enriquecer o mundo que nos rodeia , ou realidades virtuais com um nível de realismo que nos fará pouco pode se materializar toda uma nova geração de transtornos mentais, por exemplo, pessoas que não querem viver a realidade que viveram e preferem se refugiar nas nuvens de açúcar de uma agradável realidade virtual construída para eles. MasA massiva realidade virtual (ou "Matrix" se preferir chamá-la assim) ainda está longe de ser uma realidade no curto e médio prazo, e a verdade é que aqui temos (felizmente) o mundo físico por um tempo (e para desfrutar). E é aqui que nasce a vitalidade de outra tecnologia baseada na sensorização e na implantação de atuadores massivos em nosso mundo real circundante.

Um sensor é um dispositivo que relata certos parâmetros físicos mensuráveis ​​do mundo físico ao nosso redor, ou de nossos próprios corpos. Um sensor é o que vai dentro de um monitor de cardio que mede suas pulsações, é o que acende automaticamente as luzes da rua quando a luz do sol desaparece ou é um simples pluviômetro que mede a quantidade de precipitação deixada pela chuva. Muitas outras coisas em nosso mundo também podem ser sensorizadas, como a temperatura de uma sala, a densidade de viajantes em uma infraestrutura de transporte ou as pessoas com dados e sobrenomes que estão em uma área urbana. Como você pode ver no último exemplo, a percepção massiva de nossas vidas e de nosso mundo pode se tornar muito intrusiva, pelo menos dependendo de como e em que medida é efetivada.. Na verdade, por falar em sensores, você mesmo carrega no bolso o tipo mais massivo de sensor multifuncional que relata constantemente a maior parte das informações sobre você para uma multidão de consumidores ávidos dessas informações, tanto pessoais quanto anônimas: são os smartphones. Um dispositivo que faria (ou talvez faça) as delícias do Big Brother de Orwellian 1984 .

E por trás das primitivas redes de sensores, surgiram as primeiras versões do que já era de certa forma uma Internet das Coisas 1.0.

Com efeito, boa parte das possibilidades que a tecnologia abriu para a tecnificação massiva e definitiva do nosso mundo vêm em consequência desses smartphones que todos carregamos permanentemente no bolso. Apenas um desses smartphones possui uma infinidade de sensores diferentes que medem sua atividade e sua vida de múltiplas perspectivas, a um ponto que você não consegue imaginar e que, no dia em que estiver 100% consciente disso, não só Vai te surpreender: vai acabar incomodando e, para os mais reservados, pode até causar certo mal-estar. Mas um sensor (ou um smartphone isolado) pode fazer pouco na sociedade tecnológica por si só. Na verdade, décadas atrás, as redes de sensores implantadas em casos que justificaram o custo desta sensorização primitiva,Eles exigiam levar eletricidade a locais remotos, ou a manutenção de baterias ou painéis solares muito caros na época, tanto em pessoal de manutenção quanto em materiais .

E isso sem falar no que poderia ser feito com um dado isolado das precipitações em forma de neve que caíram no mês de fevereiro nos cumes. Os dados onde são recolhidos dificilmente têm qualquer utilidade, assim como não servem tanto para que o seu smartphone saiba onde está e ninguém mais saiba. É aí que entra a conectividade tão importante para a Internet das Coisas. No passado, essa conectividade era por links de dados inicialmente muito caros (com microondas ou outros links ponto-a-ponto, ou móveis e um pouco mais baratos posteriormente), ou por segmentos de satélite muito caros no caso de áreas remotas (alguns destes casos de uso ainda são satélites hoje). E assim os dados dos sensores foram para um servidor remoto, onde foram hidratados, armazenados, analisados ​​e,mais recentemente, alimentam modelos preditivos e reativos, com Inteligência Artificial que atua a partir desses dados monitorados e transmitidos .

No entanto, você pode pensar que hoje já temos conectividade onipresente, uma vez que assumiram a onipresença dos smartphones como natural, mas que a conectividade atual só é viável em alguns casos de uso, deixando muitos outros de fora por motivos de cobertura e / ou custo. Assim, o acesso às rodovias da informação que o 4G atual oferece é limitado e caro para a maioria dos dispositivos e sensores “inteligentes”., e especialmente para aqueles de implantação em massa. Além disso, a pilha tecnológica que envolve a capacidade de transmitir dados em 4G é muito mais complexa do que deveria ser, e isso não só implica um custo relevante para um sensor simples entre um pool que pode ser de milhões de sensores, mas também significa menos miniaturização e Acima de tudo, um consumo de energia relevante, pelo menos para um pequeno dispositivo remoto que tem uma bateria limitada e da qual há milhões para manter. A questão da conectividade será resolvida com o 5G com custo e complexidade tecnológica muito mais baixos, ou pode até acabar forjando outras iniciativas de rede de Internet das Coisas gratuita e descentralizada no mercado. Um exemplo éaquele Hélio que já oferece cobertura em muitos lugares do mundo a um preço baixíssimo, e que colocaria as onipotentes operadoras de telecomunicações móveis e suas redes privadas em xeque , com um potencial negócio de IoT sobre 5G que os está fazendo esfregar as mãos.

Mas apesar do 5G e sua redução no consumo de energia, a questão da energia de dispositivos inteligentes e redes de sensores em massa continua sendo um problema não resolvido hoje. O desafio de manter as redes de sensores de milhões de dispositivos ativadas continua assustador. Não é um assunto trivial; Na verdade, é uma das principais dificuldades para a massiva transformação digital do nosso mundo, e de que as cidades (e territórios) inteligentes são o caso com maior importância e impacto para a melhoria da qualidade de vida.do cidadão. Para se ter uma ideia do desafio que pode vir em ter alguns volts simples de energia contínua para alimentar uma minúscula placa eletrônica, pense no que isso significava já na década de 90 além das montanhas, com quatro sensores para medir e enviar a precipitação de neve nos cumes de uma bacia hidrográfica e, assim, regular as barragens. E agora extrapole isso para o que algo análogo pode agora supor, com os milhões e milhões de sensores que nosso mundo atual suporta, combinados com nossas novas capacidades tecnológicas.

E os sensores não são mais admissíveis hoje para os múltiplos casos de uso presentes, é que se esse problema fosse resolvido, os casos de uso se multiplicariam ainda mais, assim como as possibilidades tecnológicas e socioeconômicas de nossas sociedades, com toda a abrangência enorme que isso implica sobre nossas vidas como as conhecemos. Por não ter mais apenas potência para medir e transmitir os dados, está tendo aqueles 5V (ou menos) permanentemente disponíveis para fazê-lo de forma contínua ou por “polling” em intervalos, o que inevitavelmente acaba envolvendo manutenção e troca de baterias muito caro onde a energia solar não vale ou não fornece um retorno suficiente do investimento .

De cartões inteligentes, por meio de NFC, chegamos a uma fonte de energia literalmente inesgotável

Vemos, portanto, como a energia barata, miniaturizada e disponível por um longo tempo é um catalisador necessário para o advento final da Internet das Coisas em todo o seu potencial. E se eu lhe dissesse que a ciência agora conseguiu encontrar uma fonte de energia, não de longo prazo, mas literalmente ilimitada e barata para que todos aqueles aparelhos "inteligentes" possam funcionar de forma autônoma, sem se preocupar com micro -Placas solares, nem por baterias, nem por seu custo nem manutenção? Bem, é verdade e verdade, por mais incrível que possa parecer para um neófito. O homem finalmente descobriu uma fonte de (micro) energia infinita. Realmente e sem trapaça ou papelão . É ciência simples e pura.

Na realidade, dispositivos sem bateria e que podem transmitir dados não são nada novos. Já no final da década de 90 chegavam aos nossos mercados esses smart-cards originais , que na forma de cartão para se cadastrar na empresa, ou para passar um torno de acesso de segurança, possuíam um pequeno laço interno que funcionava como bateria. Não foi mágica mesmo, e é que ao ser aproximado do aparelho leitor, emitia uma radiação que por indução eletromagnética causava uma corrente muito fraca no laço que carregava o cartão, mas que bastava para um chip mínimo transmitir os dados por rádio identificação da transportadora. Assim, o torno ou a máquina de relógio leria os dados enviados pelo cartão, e permitiria a passagem ou registraria o tempo de entrada do trabalhador.

Embora hoje essa tecnologia ainda seja de uso muito comum, nos últimos anos ela já foi substituída para muitos usos por uma alternativa que não é excessivamente diferente. Como você pode imaginar, estou falando sobre tecnologia NFC. Essa tecnologia permite, de forma semelhante aos antigos smart-cards, que um aparelho com ou sem bateria transmita dados, e é o que permite pagar com cartão de crédito (sem bateria) bastando levá-lo até o PDV da loja onde você acabou de comprar. Mas novamente a limitação continua sendo a proximidade com o leitor e seu campo de ação, dependendo dele e tornando-o inútil para casos de uso de implantação massiva de sensores como a típica Internet das Coisas. Na verdade, não faz sentido pensar nesta fonte de energia sem fio ou em outras para redes de sensores e elementos “inteligentes” que estão a mais de alguns centímetros e menos quilômetros de distância. A solução para a Internet das Coisas tinha que ser uma tecnologia totalmente diferente.

E a solução mágica de energia ilimitada está em ... O incrível e versátil grafeno!

Sim, aquela fonte "mágica" de energia inesgotável (pelo menos para escalas microeletrônicas) está naquele material muito em voga, para o qual a cada dia que passa novos usos inimagináveis ​​se encontram, que é o grafeno. Sem entrar em muitos detalhes de nível de escala subatômica, vamos resumir de uma forma meramente introdutória que o grafeno não é realmente nenhum novo elemento da tabela periódica de elementos que foi descoberto, e que trouxe novas propriedades físico-químicas tão distantes fora do alcance da humanidade. O grafeno é realmente um novo material, sim, não um novo elemento físico-químico. O grafeno é uma folha fina de um velho conhecido da tabela periódica: o carbono. De fato,a folha de grafeno é tão fina, tão fina que, na verdade, é composta apenas de uma única camada de átomos de carbono, mas isso dá a ela propriedades materiais quase milagrosas

Além da dificuldade de produção (que em parte já foi superada, pelo menos em certa escala), há as incríveis propriedades físico-químicas que este novo material simples mas transgressivo possui. Entre essas propriedades está o fato de ser um material muito estável e muito dúctil, mas ao mesmo tempo extremamente resistente (é entre 100 e 200 vezes mais resistente que o próprio aço). Também é totalmente impermeável, é muito elástico e é transparente. E não só isso, sua condutividade é extrema, a ponto de permitir grandes aplicações na transmissão de informações em altas velocidades ou supercondutividade, por ser o maior condutor de energia conhecido.. E a tudo isso, devemos acrescentar que é um material que podemos classificar como "inteligente", pois é capaz de se autorreparar e retornar à sua forma original, por exemplo, após um arranhão. Incrível tudo o que pode ser feito com uma simples camada de átomos de carbono, certo? Bem, ainda há mais.

As aplicações do grafeno são cada vez mais numerosas e cada vez mais surpreendentes, mas a realidade é que não é apenas o que trouxe por si, mas também foi o primeiro material de uma longa série de novos materiais, e o Em sua maior parte, o grafeno abriu as portas para muitos outros materiais “primos em primeiro lugar” com propriedades ainda mais incríveis, como o borofeno . Mas voltando à questão central em questão, foi descoberta recentemente outra nova aplicação do grafeno, uma daquelas em que cada nova é ainda mais surpreendente que a anterior. Como dissemos antes, o grafeno pode agora não apenas ser um hipercondutor de energia, mas também pode atuar como uma fonte dessa própria energia, e também fazê-lo de forma inesgotável. Mas ... isso é mágico? Não, não é mágica, é ciência preciosa.

Não é mágica, nem é o colapso da ciência, é a ciência que progride e se reinventa (como poderia ser de outra forma)

Assim, como você leu no link anterior, essa suposta mágica consiste simplesmente em capturar com eficiência a energia produzida pelo movimento térmico do grafeno e transformá-la em corrente elétrica, algo que os cientistas da Universidade de Arkansas já conseguiram. Como tantas vezes ao longo da História da Ciência, esta nova descoberta veio apenas para tornar obsoletas as teorias e ideias anteriores, como neste caso a afirmação do famoso cientista Richard Feynman, que até agora se presumia ser verdadeira e da Descobriu-se que o chamado movimento browniano (o movimento térmico dos átomos) não poderia funcionar como fonte de energia coletável. Felizmente, e para não gerar ainda mais polêmica e convulsão no mundo científico e acadêmico, A equipe responsável por esse avanço perturbador também apresentou uma explicação de por que essa descoberta pelo menos não violaria a segunda lei da termodinâmica, que já seria "muito tecido para cortar" mesmo para o mundo científico geralmente perturbador. Mas no final do dia, os cientistas do grafeno e do Arkansas vieram para mostrar que a ciência aqui errou mais uma vez, e queCom dois diodos simples (o componente eletrônico mais simples), a corrente alternada que produz o movimento térmico do grafeno pode ser convertida em corrente contínua, como a necessária para alimentar circuitos eletrônicos .

Por mais fraca que seja essa corrente elétrica contínua de origem atômica, a questão aqui é que basta apenas ser capaz de transmitir rapidamente alguns bytes, que normalmente é o que boa parte dos sensores da célula tem que transmitir. Internet das Coisas. Tecnologias anteriores análogas também não conseguem atingir capacidade de transmissão muito além de alguns bauds. A IoT ("Internet of Things" ou Internet of Things) realmente não precisa, na maioria dos casos, de tanta voltagem ou intensidade elétrica e, com consumo mínimo, pode transmitir esses poucos dados, mas que são tão significativos para um smart city ou para qualquer outro uso prejudicial. E os humanos que só sabiam extrair energia dos átomos com fissão nuclear! Bem, agora essa energia pode ser extraída de uma simples camada de carbono com a espessura de um único átomo e de forma ilimitada. Ciência e progresso são maravilhosos. Então, vemos novamente comonosso progresso científico sempre se baseia em assumir como certas teorias que nos permitem avançar momentaneamente, para depois nos revelarmos falsos e abrir a porta para novos avanços e teorias . Teorias científicas pelas quais amo você! Bem, se não for para nos manter de pé até encontrarmos novas teorias.

Assim, já temos aqui uma fonte ilimitada de energia para catalisar a implantação massiva dessa Internet das Coisas, que vem para tornar nossas vidas e nosso ambiente muito mais artificiais e sinteticamente inteligentes. Mas acredita-se que falar exclusivamente sobre a Internet das Coisas já é um conceito obsoleto quase antes de nascer. Não podemos mais falar apenas da Internet das Coisas, que é uma visão parcial de uma Internet que é na verdade conjunta; portanto, devemos falar sobre isso inseparavelmente do que seria a Internet das Pessoas. Porque em um mundo atual que já começa a ser povoado em partes iguais por seres humanos, por seres sintéticos e por objetos inteligentes, Que diferença efetiva pode qualquer "Matrix" pensar entre aquele objeto inteligente ou aquela pessoa que lhe envia seus dados? Começamos a viver em um mundo em que objetos e pessoas são multifacetados e polivalentes, dependendo do que estamos acostumados ou dos dados que fornecemos. E é queEssas fronteiras entre objetos e pessoas já estão se confundindo rapidamente em nosso mundo atual, mas elas não são nada comparadas ao que veremos quando a hibridização entre os dois mundos que os seres biônicos irão representar .

Com a tecnologia biônica, humanos e circuitos eletrônicos darão origem a novas formas de vida intermediária, e pelas quais será possível em algum momento ser capaz de expandir a memória de um ser humano ou sua capacidade de visão noturna com um simples implante de um circuito eletrônico. Ah, admirado Asimov, venha em nosso socorro com sua ética bio-sintética e seu “alicerce”, pois a cada dia que passa humanos e sintéticos nos tornamos mais indistinguíveis, e no tópico de hoje já o somos como fonte de dados. Prefiro pensar que vai continuar a haver uma Internet das Pessoas, mas com certeza já existem alguns pensando que para o que as pessoas, que uma Internet das Coisas é suficiente para elas, que elas dão muito menos problemas, e que agora nem terão limitações de energia. No final, as fontes de dados inanimados serão mais onipresentes, mais baratas e mais acessíveis do que as fontes de dados humanos, nem os humanos permanecerão na lógica programática de "Matrix". No dia em que esse tipo de energia ilimitada (ou semelhante) permitir atingir uma escala maior do que alimentar um sensor simples, algum algoritmo pode até chegar à conclusão sintética de que os humanos não contribuem mais com nada para "Matrix": talvez então não nos sobraremos nem para produzir energia com nossos (até agora) eficientes processos de energia biológica ... Nunca pensei que este filme distópico pudesse se tornar obsoleto tão cedo ...