УДК 621.384.

П.П. Мальцев, д-р техн. наук, проф.,
К.М. Пономарев, канд. техн. наук, Секция прикладных проблем при Президиуме РАН,
Ю.И. Степанов, канд. техн. наук, 22 ЦНИИИ МО РФ

"УМНАЯ ПЫЛЬ" НА ОСНОВЕ МИКРОСИСТЕМНОЙ ТЕХНИКИ

Анализируются возможности создания датчиков, разрабатываемых в виде функционально-сложных и автономных устройств. Физический объем этих датчиков предполагается сократить до нескольких кубических миллиметров. Массовое производство таких датчиков (при себестоимости, сравнимой с себестоимостью обычных микросхем) будет обеспечиваться используемой для их изготовления технологией микросистем, близкой по применяемым методам и средствам к технологии интегральных схем.

Технология микросистем (microsystem technology) относится, по мнению зарубежных ученых, к числу перспективных технологий, способных определять техническое развитие человечества в XXI веке. Она используется для создания микроминиатюрных устройств, прототипы которых изготовлялись ранее традиционными способами точного приборостроения. Широкое внедрение технологии микросистем в производство различных приборов началось на рубеже 80-90-х годов в США, Японии, Германии и некоторых других европейских странах.

Мировой объем продаж изделий на основе микросистемной техники (microsystems engineering), по некоторым прогнозам, при сохранении годовых темпов роста 20-30% к 2002 г. может достичь 6,4 млрд долл. По данным швейцарской консалтинговой фирмы Intechno Consulting на долю США в 1998 г. приходилось более 45 % мирового сбыта указанных изделий [1].

О внимании, которое уделяется в США руководством ДАРПА (Управление перспективных исследований Министерства обороны США – DARPA) внедрению технологии "микроэлектромеханических систем" (microelectromechanical systems – MEMS) [2] в разработки новых систем оружия, свидетельствует факт реорганизации в конце 1999 года Отдела электронных технологий (Electronic Office) этого управления в Отдел технологий микросистем (MEMS Office). В функции последнего входит, в том числе, руководство программой разработки датчиков для систем тактического назначения.

В рамках программы "Tactical Sensor Program", осуществляемой ДАРПА с 1998 г. и направленной на разработку датчиков для систем тактического назначения, поставлена цель создания микроминиатюрных автономных датчиков (micro unattended ground sensors) на основе обобщения результатов выполненных ранее программ аналогичного профиля. Объем финансирования программы в период 1998-2000 гг. составит 10 млн долл. Датчики, разрабатываемые по этой программе, являются функционально-сложными автономными устройствами. Физический объем этих датчиков предполагается сократить до нескольких кубических миллиметров. Массовое производство таких датчиков при себестоимости, как оценивают ее разработчики, сравнимой с себестоимостью обычных микросхем, будет обеспечиваться используемой для их изготовления технологией микросистем, близкой по применяемым методам и средствам к технологии интегральных схем.

Оценочные расчеты, выполненные при проектировании микроминиатюрных датчиков, показывают, что при объеме датчика 1 мм³ и использовании наиболее совершенных источников питания исходный запас энергии датчика составит 1 Дж. Следовательно, при равномерном расходовании этой энергии в течение суток уровень потребляемой датчиком мощности не должен превышать 10 мкВт. Восполнение энергетических запасов датчика предполагается осуществлять посредством солнечной батареи, причем ее активная площадь ограничивается размерами датчика. Максимальный КПД солнечной батареи, достигнутый в настоящее время для лабораторных образцов, составляет не более 40% (теоретический предел 60%). При указанном уровне потребляемой датчиком мощности даже такая, наиболее совершенная солнечная батарея сможет обеспечить суточный баланс запаса энергии датчика только лишь при благоприятных условиях (длительном световом дне, отсутствии облачности, надлежащей ориентации датчика и пр.). Эти расчеты носят весьма приблизительный характер, но они позволяют судить о предельно возможном энерго-ресурсе датчика. Причем этот энергоресурс будет снижаться при попытках дальнейшего уменьшения габаритных размеров датчика.

Одну из сложных задач при построении элементной базы датчиков, функционирующих при столь жестких ограничениях на потребляемую ими мощность, представляет создание устройств внешней дуплексной связи. Такой связью датчик необходимо обеспечить для доведения зарегистрированной им информации до ее конечного потребителя, а также для внешнего управления функционированием самого датчика. Решение указанной задачи осуществляется за счет использования как радиоволновых, так и оптических средств связи.

С первой половины 90-х годов ДАРПА финансирует ряд программ, целью которых является разработка микроминиатюрных датчиков, снабженных радиоволновыми устройствами связи. Результаты, полученные при выполнении одной из этих программ "Маломощные беспроводные интегральные микродатчики" (Low Power Wireless Integrated Microsensors), послужили основой для развертывания последующей программы "Беспроводные интегральные сетевые датчики" (Wireless Integrated Network Sensors). Эта программа наряду с ДАРПА финансируется также по линии Исследовательской лаборатории Армии США и выполняется Калифорнийским университетом (г. Лос-Анджелес) совместно с научным центром американской фирмы Rockwell.

Основное внимание в рамках этой программы уделяется вопросам создания средств радиосвязи микроминиатюрных датчиков и способам построения систем с такими датчиками. Исследовались проблемы взаимодействия разрабатываемых систем по радиоканалам с внешними информационными сетями. Усовершенствовалась также элементная база микроминиатюрных датчиков, включающая первичные преобразователи неэлектрических величин в электрические, аналого-цифровые преобразователи, цифровые процессоры. Габаритные размеры разрабатываемых устройств и значения потребляемой ими мощности были жестко ограничены.

В 1999 г. ДАРПА начало финансирование четырехлетней программы "Беспроводной датчик со сверхнизкой потребляемой энергией" (Ultra Low Power Sensor). Программа выполняется группой исследователей Массачусетского технологического института под руководством Ch. Sodini. Аппаратурное воплощение сконструированных устройств на технологической базе производства радиоэлектронных интегральных схем под руководством доктора Т. Tewksbury осуществляется фирмой Analog Devices (г Норвуд, шт. Массачусетс). Эта же фирма планирует промышленное внедрение результатов, полученных при выполнении указанной программы.

Предметом разработки в этой программе является устройство, состоящее из кремниевого матричного преобразователя изображения, интегрированного с микроминиатюрным радиопередатчиком. Скорости потока передаваемой информации по радиоканалу этого устройства могут принимать значения от 1 бит/с до 1 Мбит/с. Мощность, потребляемая устройством в целом, ограничена и не должна превышать соответственно значений от 10 мкВт до 10 мВт.

Несмотря на значительные успехи в разработке устройств радиосвязи для оснащения микроминиатюрных датчиков, дальнейшему совершенствованию этих  устройств препятствует ряд факторов. Малые размеры датчиков ограничивают размеры приемопередающих антенн, что, в свою очередь, определяет необходимость использования радиоволн миллиметрового диапазона. Вместе с тем, такая необходимость плохо согласовывается с ограничениями на мощность, потребляемую радиопередатчиками. Кроме того, значительную мощность в приемопередатчиках расходуют устройства преобразования полезного сигнала.

Для обеспечения датчиков связью на расстояниях прямой видимости весьма перспективными являются средства оптической пространственной (не волоконной) связи, работающие в видимом и ближнем ИК-диапазонах излучения. Применение полупроводниковых лазерных источников, снабженных коллиматорной оптикой, позволяет добиться узконаправленного потока излучения и тем самым снизить требования к мощности выходного сигнала передатчика [3].

Предпочтение оптическим средствам внешней связи было отдано разработчиками микроминиатюрных автономных датчиков при выполнении программы "Умная пыль" (Smart Dust) в Калифорнийском университете (г. Беркли) по заказу ДАРПА [4]. Руководителями работ по программе являются проф. J. Pister и J. Khan.

В процессе создания этих датчиков исследуется возможность предельного уменьшения их размеров. Такая задача усугубляет, как уже отмечалось выше, проблему энергообеспечения датчиков, что подтверждает обоснованность выбора оптических средств связи, несмотря на зависимость ее качества от состояния атмосферы (запыленности, задымленности, тумана и т.д.) и ограничения, связанные с условием обеспечения прямой видимости между абонентами.

В начале 1999 г. исследователи Калифорнийского университета выполнили разрабатываемый ими датчик в виде таблетки диаметром около 5 мм. К 2001 г. они планируют уменьшить габаритные размеры датчика до 1-2 мм. Для датчиков с такими размерами (или еще меньшими) было использовано условное понятие "умная пыль", которое определило название программы.

Рис. 1. Конструкция датчика

Конструкция микроминиатюрного датчика системы "Умная пыль" представлена на рисунке 1. Выполненные на отдельных кристаллах кремния первичный преобразователь неэлектрической величины в электрическую, аналого-цифровой преобразователь, цифровой процессор совместно с запоминающим устройством, вторичный источник питания и солнечная батарея смонтированы на аккумуляторе, изготовленном в виде бескорпусной толстопленочной структуры. По вычислительным возможностям каждый датчик, как считают его разработчики, в перспективе будет соответствовать процессору "Intel 8086". Устройства внешней связи представлены блоками фотоприемника, лазерного передатчика и уголкового отражателя.

В состав блока лазерного передатчика входит полупроводниковый лазер, коллиматорная линза Френеля и зеркало. Зеркало размещено на отклоняющем устройстве (на котором впоследствии предполагается разместить и фотоприемник), посредством которого излучение передатчика может распространяться в любом направлении в пределах воображаемой полусферы, опирающейся на плоскость основания датчика. Информация о положениях отклоняющего устройства при проведении сеансов связи датчика с различными внешними абонентами может потом храниться в запоминающем устройстве для воспроизведения этих положений при последующих сеансах связи с абонентами.

Внешним абонентом датчика, которому поступает зарегистрированная им информация, служит центральная станция. Устройствами дуплексной связи этой станции являются фотоприемник модулированного оптического излучения, поступающего от датчика, демодулятор и дешифратор полученного сигнала, а также лазерный источник излучения. Передача информации отдатчика на центральную станцию осуществляется в активном или пассивном режимах.

В случае активного режима используется лазерный блок датчика. Этим блоком генерируется излучение, импульсно промодулированное в соответствии с сигналами первичного преобразователя. Лазерный передатчик потребляет относительно большую мощность, значение которой составляет около 1 мВт. Поэтому сеанс связи в таком режиме может продолжаться в течение короткого промежутка времени. Передача информации при этом осуществляется, как указывают разработчики датчика, либо на расстояние нескольких километров при низких скоростях потока передаваемой информации, либо на значительно меньшие расстояния, но при высоких скоростях этого потока, достигающих нескольких мегабит в секунду.

При пассивном режиме используется уголковый отражатель. Конструктивно он состоит из трех взаимно перпендикулярных плоскостей, выполненных из поликристаллического кремния с пленочным покрытием из золота. Одна из плоскостей отражателя сопряжена с электростатическим приводом (актюатором), который может отклонять эту плоскость от ее исходного положения, что позволяет осуществлять импульсную модуляцию отраженного излучения лазера центральной станции.

Отраженное лазерное излучение направляется уголковым отражателем строго обратно к центральной станции и одновременно модулируется в соответствии с сигналами первичного преобразователя датчика. Угол падения исходного оптического излучения на уголковый отражатель должен совпадать с осью симметрии, проходящей через точку сопряжения плоскостей отражателя, и выдерживаться с допуском в несколько десятков градусов. С целью снижения требований со стороны устройств внешней связи к ориентации датчика его конструкция может содержать несколько уголковых отражателей разной направленности. Однако в этом случае увеличиваются размеры датчика.

Экспериментально осуществлена передача информации в пассивном режиме от датчика на центральную станцию, удаленную на 150 м (при выходной мощности лазера базовой станции – 5 мВт и скорости потока передаваемой информации – 1 кбит/с). Разработчики датчика отмечают, что скорость этого потока может быть увеличена в несколько раз при расстоянии между центральной станцией и датчиком в несколько сотен метров (в условиях яркого солнечного освещения). Ночью при отсутствии движения воздуха это расстояние может быть увеличено до нескольких километров.

Таким же образом в пассивном и активном режимах может осуществляться связь между двумя датчиками. При этом устройства связи одного из них функционируют как аналогичное устройство центральной станции.

С целью экономии мощности, потребляемой датчиком, предусмотрена возможность его работы при отключенных устройствах внешней связи и накапливании информации, зарегистрированной первичным преобразователем, в запоминающем устройстве. Последующая передача этой информации на центральную станцию осуществляется в определенные промежутки времени в пассивном режиме. Эта передача информации может производиться в некоторых случаях по программе центральной станции, когда ее лазерное излучение включается в определенное время суток, или через определенные промежутки времени в зависимости от специфических особенностей регистрируемых датчиком событий. В других случаях лазерное излучение центральной станции включается в ответ на короткие сигналы запроса самого датчика, передаваемые в активном режиме.

Центральная станция может осуществлять одновременную многоканальную связь с группой датчиков. В этом случае в ее составе используется фотоприемник матричного типа. Излучение лазера этой станции охватывает район, где находятся датчики. Отраженное и модулированное каждым из датчиков излучение регистрируется фоточувствительными элементами матрицы, входящей в состав центральной станции. При этом необходимо, чтобы поток оптического излучения, отраженного определенным датчиком, приходился на соответствующий ему фоточувствительный элемент матрицы центральной станции.

Для оценки такого требования разработчики указанных датчиков рассматривают случай, когда пространственное поле зрения центральной станции составляет 17´17 м, а матрица приемника содержит 256´256 ячеек. Поле зрения, соответствующее каждой ячейке, составляет в этом случае 6,6´6,6 см, т.е. датчики должны быть удалены друг от друга на расстояние не менее 6,6 см.

В подавляющем большинстве практических случаев потребуется гораздо менее плотное распределение датчиков в пространстве. Однако в случае, когда на один и тот же фоточувствительный элемент матрицы поступают сигналы от нескольких датчиков, наряду с описанным пространственным разделением сигналов датчиков, может быть использовано их временное разделение.

Исполнители проекта "Умная пыль" изучают возможность использования большой совокупности микроминиатюрных датчиков в качестве некоего искусственного облака, образованного датчиками, распыленными в атмосфере и медленно оседающими на Землю. Выброс микроминиатюрных датчиков в атмосферу может осуществляться как с борта летательных аппаратов, так и посредством ракетных или артиллерийских систем. Предполагается, что вследствие малых размеров и массы таких датчиков они могут поддерживаться в атмосфере потоками воздуха на протяжении часов или дней, выполняя при этом разведывательные функции.

Активное управление полетом датчика, находящегося в воздухе, может осуществляться посредством матрицы микроминиатюрных  твердотопливных ускорителей, разработанной фирмой TRW совместно с Калифорнийским технологическим институтом по заказу ДАРПА. Объем финансирования работ составил 3,5 млн долл.

Матрица изготовлена на базе технологии микросистем и содержит множество углублений, каждое из которых заполнено зарядом твердого топлива. Воспламенение снаряда осуществляется индивидуально электрическим импульсом. Плотность компоновки ускорителей в матрице достигнет, как ожидается, 1 тыс./мм. Такая матрица позволит существенно увеличить продолжительность нахождения в воздухе микроминиатюрного датчика, которому будет придана в этом случае специальная геометрическая форма.

Доведение информации, полученной рассеянными в атмосфере микроминиатюрными датчиками, до потребителя может осуществляться через центральную станцию, вмонтированную в бинокль. Это позволит наблюдать в бинокль изображение контролируемой местности одновременно с условными отметками, соответствующими, например, присутствию в атмосфере агентов химического или биологического оружия, выявленных посредством указанных датчиков.

Сопоставление уровней развития систем автономных датчиков, стоящих на вооружении (например, REMBASS) и вновь разрабатываемых по программам ДАРПА (например, по программе "Умная пыль"), свидетельствует о том, что использование высоких технологий открывает реальную перспективу резкого сокращения размеров разрабатываемых датчиков. Соответственно, становится возможным снизить их демаскирующие признаки, усовершенствовать способы доставки датчиков на боевые позиции. Ожидаемая низкая себестоимость производства таких датчиков позволит многократно увеличить их количество в системах, разведывательные возможности которых при этом существенно возрастут.

Из общей теории построения разведывательных телеметрических систем следует, что вместо применения сложного и дорогого датчика с высокими возможностями выявления объекта по заданной сигнатуре в ряде случаев целесообразнее использовать совокупность менее совершенных, но дешевых датчиков. Эта целесообразность проявляется особенно отчетливо, когда речь идет о микроминиатюрных датчиках, характеризующихся, как отмечалось, низкой себестоимостью производства. Использование совокупности датчиков вместо одного, более сложного, позволяет в ряде случаев экономить также временные и энергетические ресурсы соответствующих систем.

Например, факт появления человека на контролируемой территории может быть выявлен посредством автономной телекамеры, которая, с одной стороны, должна обладать способностью сканировать всю эту территорию, а с другой – обеспечить такое качество изображения, которое позволило бы отличить, например, человека от крупного животного. Очевидно, что для решения этой задачи потребуется затрата определенного времени, а также энергии, потребленной телекамерой.

Экономичнее, с точки зрения расходования указанных ресурсов, эта же задача может быть решена, в частности, посредством направленного сканирующего микрофона и более простой видеокамеры с небольшим полем зрения. Ориентация камеры непосредственно на выявленный с помощью микрофона источник звука заданной сигнатуры позволит резко сократить как продолжительность поискового режима работы камеры, так и расходуемую ею энергию, при той же достоверности выявления заданного объекта. Таким образом, к числу особенностей перспективных систем относится ожидаемый рост числа используемых в них датчиков.

Другая особенность обусловлена дефицитом энергетических ресурсов датчиков, что накладывает ограничения на объем и скорость передаваемой ими информации; энергию, затрачиваемую на бит передаваемой информации; расстояние, на которое передается эта информация. С учетом этих особенностей приобретает значение выбор способов передачи на центральную станцию информации, зарегистрированной датчиками. Эти способы должны быть оптимальными как с точки зрения расходуемой датчиками мощности, так и скорости поступления на центральную станцию потоков информации.

Оптимальность указанных способов может быть обеспечена комплексно скоординированным информационным взаимодействием не только датчиков с центральной станцией, но и датчиков между собой. Такое взаимодействие позволит ограничить распространение циркулирующих в системе некоторых информационных потоков совокупностью близрасположенных датчиков и устранить энергозатратную передачу этих потоков на более удаленную центральную станцию. Речь идет о потоках информации, связанных, например, с перепроверкой близрасположенными датчиками данных, полученных одним из соседних датчиков, или связанных с управляющими командами для группы близрасположенных датчиков.

Осуществить указанное взаимодействие, построенное по принципу самоорганизации, целесообразно, по мнению американских специалистов, на основе изучения закономерностей поведения коллективных насекомых, таких как термиты, муравьи, пчелы.

Информационные связи в перспективных системах автономных датчиков, по-видимому, будут строиться на основе децентрализованной схемы, когда информация между датчиками передается, минуя на промежуточных этапах центральную станцию (при централизованной схеме все связи датчиков осуществляются исключительно через центральную станцию). Каналы связи между датчиками устанавливаются при этом по принципу "от равного к равному" или по "узловому" принципу. В последнем случае двусторонняя связь с центральной станцией осуществляется только "узловыми" датчиками, которые, в свою очередь, имеют двустороннюю связь с несколькими близрасположенными датчиками, не имеющими связи с центральной станцией.

Децентрализованная схема может быть использована также при нарушении каналов связи между некоторыми датчиками и центральной станцией. Выявить такое нарушение можно путем регистрации промежутка времени, необходимого для прохождения контрольного сигнала, передаваемого датчиком на центральную станцию, и ответа на этот сигнал. В случае, когда этот промежуток времени превышает заданный порог, канал связи датчика с центральной станцией считается нарушенным.

Построение децентрализованной схемы представляет особенно сложную задачу, когда датчики установлены на подвижных платформах и их взаиморасположение меняется, а наличие или отсутствие каналов связи между ними носит динамичный характер. На современном этапе разработка алгоритмов организации связи в децентрализованных системах автономных датчиков с динамично меняющимися связями осуществляется в рамках программы "Умная пыль".

Уже достигнутые результаты, полученные при выполнении ряда из перечисленных программ, были еще в 1998 г. высоко оценены экспертами правительственных структур США и квалифицированы в качестве одного из технологических прорывов.

Доступность систем с многочисленными и недорогими миниатюрными автономными датчиками приведет к принципиальным изменениям практики их применения. Вместо размещения датчиков в местах наиболее вероятного появления противника, как в случае применения систем REMBASS/IREMBASS, становится возможным массовое использование датчиков, число которых в системах может достигать многих тысяч, по всей территории военных действий. Это позволит посредством относительно простых и дешевых устройств, но применяемых в большом количестве, получить результаты, которые ранее достигались за счет использования сложных и дорогих систем. Таким путем, по мнению американских военных экспертов, будут "созданы новые возможности для наблюдения и контроля за развитием событий в зонах боевых действий", что отвечает концепции "Всеобъемлющего знания боевой обстановки", принятой командованием ВС США.

Проблемы создания широкоохватной "умной" сети датчиков (Smart Sensorweb), предназначенной для обеспечения войск максимально полной информацией о ситуации на поле боя в режиме реального времени, обсуждались на встрече, которая в феврале 2000 г. по инициативе ДАРПА была проведена с представителями промышленных фирм.

Исходя из результатов, полученных в ходе выполнения программ, развернутых ДАРПА с целью создания нового поколения систем с микроминиатюрными  датчиками, утверждалось, что уже сейчас существуют реальные возможности практической реализации "умной" сети с множеством недорогих датчиков. Компьютерная среда этой системы будет содержать обширные кумулятивные базы данных и программное обеспечение для автоматизированного поиска, систематизации и анализа массивов информации, поступающей от датчиков. В результате резко возрастут разведывательные возможности системы в целом.

Дополнение обсуждаемой системы вновь разрабатываемыми датчиками электромагнитных сигнатур систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, химических сигнатур выхлопных газов этих двигателей, одоральных сигнатур военного персонала, боеприпасов и взрывчатых веществ в сочетании с видовыми приборами обнаружения позволит расширить номенклатуру выявляемых целей и повысить достоверность их идентификации.

Современные достижения в области робототехники позволяют обеспечить мобильность находящихся на боевом дежурстве микроминиатюрных автономных датчиков, что особенно важно для проведения войсковой разведки или спецопераций в городских условиях.

Перемещения датчиков даже на сравнительно небольшие расстояния необходимы для обследования зданий, включая внутренние помещения, для слежения за подвижными объектами, выбора такого месторасположения каждого датчика, которое наиболее эффективно для получения требуемой информации, а также осуществления надежной связи с центральной станцией или между отдельными датчиками. В случае борьбы с распространением оружия массового уничтожения подвижность датчиков позволит, в частности, определить характер деятельности в контролируемых помещениях, идентифицировать установленное в них оборудование.

Подвижными носителями микроминиатюрных датчиков послужат микророботы [5]. Эти устройства, воплощающие последние достижения робототехники и имеющие размеры, сравнимые с размерами микроминиатюрных датчиков, предполагается реализовать на базе технологии микросистем. Системы автономных датчиков будут обслуживаться сообществами (колониями) микророботов, каждый из которых выполняет индивидуальную задачу, подчиненную общей цели.

Микророботам присущ рад важных достоинств. Малая обнаруживаемость микророботов как визуальным, так и инструментальным путем позволит скрытно использовать их в непосредственной близости от объекта разведки. Ввиду сравнимой стоимости микророботов и микроминиатюрных датчиков микророботы могут стать техникой одноразового применения, что исключит необходимость решения проблемы их возвращения после выполнения поставленной задачи. При наличии разработанных базовых инструкций микророботов временные и материальные затраты на их оборудование микроминиатюрными датчиками будут минимальными.

На настоящем, начальном этапе развития микроробототехники, микросистемы используют в роботах лишь частично, а остальная аппаратурная часть выполняется в виде обычных неминиатюризированных устройств. Размеры таких мини-роботов сравнимы с размерами крупных насекомых [5].

В США создаются не только наземные мини- и микророботы, но и аналогичные летающие средства [6,7], а также, по-видимому, плавающие (см. статью Бочарова Л.Ю., Эпинатьева И.Д. в данном номере журнала). Важное значение могут иметь проводящиеся по заказам МО США и НАСА разработки миниатюрных спутников, оснащенных соответствующими микроминиатюрными датчиками и являющихся, по существу, низкоорбитальными мини- и микрокосмическими аппаратами. Можно полагать, что применение таких спутников в составе группировок, запускаемых на орбиту легкими и сверхлегкими носителями [8], намного повысит оперативность космического разведывательного мониторинга.

Все виды перечисленных робототехнических устройств могут служить также носителями коммуникационных ретрансляторов, используемых в системах автономных датчиков.

Вновь создаваемые микроминиатюрные датчики характеризуются высокой востребованностью для решения военных и гражданских задач. Поэтому процессы развития этих датчиков по мере достижения практически полезных результатов получат приток новых значительных средств и станут, по-видимому, носить резко ускоряющийся характер. Есть основания полагать, что находит подтверждение прогнозная оценка, сделанная американскими экспертами десятилетие назад, о наступлении эры микроминиатюрных датчиков в электронике".

Микроминиатюрные датчики займут важное место в сфере гражданской деятельности. Далеко не полный перечень задач, которые могут решаться такими датчиками, включает экологический, метеорологический, геофизический относительно малозатратный глобальный мониторинг, инспекцию городских транспортных потоков, медицинскую внутриполостную диагностику, телемедицинский контроль, обследование протяженных трубопроводных магистралей.

На основе датчиков нового поколения станет возможным построение систем, обеспечивающих поступление самой широкой информации о материальном мире в информационные сети, включая сеть Интернет. Поступление этой информации в отличие от существующей практики сможет осуществляться без участия человека.

Адекватность уровня развития разрабатываемых автономных датчиков современным возможностям компьютерной техники позволит, наконец, устранить основное препятствие на пути решения проблемы автоматизации и компьютеризации систем управления сложными промышленными, энергетическими и транспортными объектами.

Свободный доступ в сети Интернет к материалам программы "Умная пыль", имевшийся летом 1999 г., в последующее время прекращен. Это может означать, что результаты проводимых поисковых исследований имеют реальную перспективу быть использованными в целях создания разведывательных систем.

Список литературы

1. Климов Д.М., Васильев А.А., Лучинин В.В., Мальцев П.П. Перспективы развития микросистемной техники в XXI веке // Микросистемная техника. 1999, № 1. С. 3-6.

2. Бочаров Л.Ю., Мальцев П.П. Состояние и перспективы развития микроэлектромеханических систем за рубежом // Микросистемная техника. 1999, № 1. С. 41-46.

3. Chu P.B., Lo N.R., Berg E.G., Pister K.S.J. Optical communication using micro comer cube reflectors / 10th IEEE International workshop on electro mechanical systems, 1997. P. 1-6.

4. Beware swarms of tiny airborne spies / New Scientist, Augusi 28, 1999. P.6

5. Рубцов И.В., Нестеров В.Е., Рубцов В.И. Современная зарубежная военная микро- и мини-робототехника. // Микросистемная техника. 2000. № 3 С. 36-42.

6. Петросян Э.А., Никифорова Л.Н. Беспилотные вертолеты – от мини- до микроаппаратов. // Микросистемная техника. 2000, № 1. С.33-36.

7. Янкевич Ю.И., Веркин Ю.В. Состояние и перспективы развития летательных микроаппаратов // Микросистемная техника. 2000, № 1. С.37-39.

8. Жирнов М.А. Микрокосмические информационные аппараты на основе микросистемной техники // Микросистемная техника. 2000, № 2. С.35-37.

Наверх