Smart Dust

Intelligenter Staub zum Messen, Spionieren und Überwachen

Smart Dust, intelligenter Staub, sind Wolken winziger autarker Systeme, die Daten erfassen und sie an einen zentralen Computer senden. Sie sind so klein, dass ein herkömmlicher Mikro-Chip dagegen wie ein Monster wirkt. Smart Dust-Technologie basiert auf einer autonomen Stromversorgung und drahtloser Kommunikation und all das auf einer Fläche von nur ein paar Millimetern und sogar Nanometern. Die Anwendungen von intelligentem Staub sind vielfältig. Quasi überall, wo es was zu messen und zu überwachen gibt, kann er für den Menschen nahezu unsichtbar angewendet werden.

So könnte er zum Beispiel als Netzwerk medizinischer Nanosensoren arbeiten und das Körperinnere von Menschen erforschen.

Smart Dust ist kein Zukunftsszenario mehr. Bereits 2003 stellte die Firma Hitachi ihr erstes intelligentes „Staubkorn“, einen 0.4 x 0.4 Millimeter kleinen, passiven RFID-Chip vor – 7 Jahre später maß er bereits nur noch 0.15 Quadratmillimeter. Heute kann man davon ausgehen, dass er mit dem bloßen Auge nicht mehr zu erkennen ist. Die Uni Stuttgart entwickelte passend dazu eine 0.1 Millimeter kleine optische Linse.

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Der Fachbegriff für diese intelligenten Nanochip-Verbände ist MEMS, Micro ElectroMechanical Systems. Manchmal werden sie auch Motes genannt, Motten. Eine einzelne Einheit heißt Tag.

MEMS arbeiten ohne eigene Stromversorgung und können in der Kennzeichnung von Waren, Produkten, Anlagen und Lebewesen eingesetzt werden. Ihre Energie beziehen sie über eine elektromagnetische Strahlung aus dem RFID-Lesegerät (2.4 – 2.48GHz), sobald sie in dessen Nähe kommen (Energy Harvesting). Da die RFID-Chips relativ empfindlich sind, können sie auch aus größeren Entfernungen erfasst werden. Distanzen zwischen 100 Metern (große Datenrate, ca. 250 kbps) und 20 Kilometern (kleine Datenrate) sind bereits erfolgreich getestet worden. Das Datensammeln erledigen sie mit größter Genauigkeit. Visuelle Daten, thermische, chemische und auch biologische.

Jeder RFID-Tag kann:

  • Bewegung, Beschleunigung, Stress, Druck, Feuchtigkeit, chemische Zusammensetzung, Temperatur, Vibration, Licht und Schall messen.
  • Daten speichern
  • Daten versenden
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MEMS können die gesammelten Daten untereinander kommunizieren und sie drahtlos gemeinsam mit anderen MEMS oder einer Cloud austauschen und verarbeiten.

Genau das machen RFID-Netzwerke, die aus ganzen Wolken von tausenden Nanochips bestehen. In der Medizin eingesetzt, können durch sie komplette Bewegungsabläufe und Verhaltensmuster von Patienten in die Diagnose einbezogen werden. So könnte man die Patienten selbst, aber auch deren Wohnungen mit Sensorknoten ausstatten und dadurch den gesamten Tagesablauf der Patienten nachvollziehen, denn der intelligente Staub verfügt über Sensoren, die so programmieren werden können, dass sie nahezu alles über einen Menschen speichern können, was es zu wissen gibt.

Eine von Intel entwickelte Krankheits-Überwachungs-Technologie will genau das – ein „Smart Home“, ein intelligentes Zuhause, dass auch die „Tagesform“ des Patienten erkennt.

„Je nach Tagesform werden die Patienten dann daran erinnert, dass sie ihre Medikamente nehmen sollen, oder nicht, dass sie vielleicht auch den Blutdruck messen müssen. Und wenn der Patient alleine gar nicht zurechtkommt, soll das System auch das erkennen und Hilfe holen“, so Intel Manager Eric Dishman.

Smart Dust könnte auch als „neuronaler Staub“ produziert werden, der, ins menschliche Gehirn injiziert, Ärzten Informationen über bestimmte Aktivitäten im Gehirn des Patienten mitteilt (Dongjin Seo von der University of California Berkeley). Statt über hochfrequente elektromagnetische Wellen, die für die Neuronen in unserem Hirn schädlich sind, könnte man laut Berkley University die Brain-Chips per Ultraschall mit Energie versorgen.

Aber nicht nur Ärzte können dann sehen, was im Kopf der gechippten Person los ist – jeder, der über ein RFID-Lesegerät verfügt, bekommt Einblicke!

Und damit die Chips ihre Arbeit auch zuverlässig tun, überwachen, kalibrieren und rekonfigurieren sich die Nano-Netzwerke KI-gesteuert selbst.

In der Massentierhaltung hat Smart Dust bereits Einzug gehalten. Mit Hilfe injizierten Smart Dusts wird der körperliche Zustand der Tiere durchgehend überwacht. Auszug aus der Seite des Nano-RFID-Chip-Herstellers HID Global:

„Hersteller können unter Verwendung der von HID Global entwickelten Transponder leistungsstarke RFID-Tags für die wirkungsvolle Überwachung von Rindern, Schafen, Ziegen und anderen Nutzieren erzeugen. Der vollautomatische HID-Produktionsprozess gewährleistet die gleichbleibende Qualität und Zuverlässigkeit der einbettungsfähigen RFID-Komponenten. Die patentierte Direktbonding-Technologie erlaubt kompaktere Tag-Bauformen und optimierte Lesereichweiten, wodurch ein außergewöhnliches Verhältnis von Größe und Leistung erzielt wird.“

Kritiker dieser Technologie sehen in Smart Dust eine Gefahr. Zum einen werden die gechippten Tiere gegessen und mit ihnen die Smart Ink, zum anderen ist es denkbar, dass, aus welchen Gründen auch immer, Smart-Dust auch Menschen injiziert werden könnte, um sie durchgehend zu überwachen. Im geschlossenen Strafvollzug z.B. oder anstelle der elektronischen Fußfessel im OSV. Oder zum Vorteil totalitärer Regime, die dadurch in der Lage wären, die komplette Bevölkerung auszuspionieren und zu kontrollieren. Und das für immer, denn:

Einmal im Körper, lassen sich die Nanochips nicht mehr entfernen, oder ausser Funktion setzen!

Bereits 2003 prognostizierte Kristofer Pister, von der University of California, Berkeley:

“Im Jahr 2010 werden MEMS-Sensoren überall sein und praktisch alles erfassen. Die Sensoren werden Sonnenlicht, Vibrationen, Wärmegradienten und HF-Hintergrundstrahlung ausnutzen und werden unsterblich sein, 1-Chip-Computer mit eingebauter Sensorik, Kommunikation und Stromversorgung. Solide und ohne natürliche Zerfallsprozesse könnten sie die menschliche Rasse durchaus überleben.”

RFID-Tag mit Lichtsensor und Kommunikationseinheit

Die Autoindustrie hat bereits großes Interesse angemeldet. „Beim autonomen Fahren wird kognitive Sensorik eine zentrale Rolle spielen, aber auch in anderen Bereichen, wie der Erkennung von Ermüdungszuständen beim Fahrer“, erklärt Albert Heuberger, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS. Das könne so weit gehen, dass auch der Gemütszustand des Fahrers von den Smart-Sensoren erfasst werde.

Kleiner, schneller und billiger – die Entwicklungen der vergangenen Jahre zeigen, dass es bald möglich sein könnte, winzige Sensoren, die selbst als eigenständige Computer funktionieren, in großer Zahl herzustellen. Schon im vergangenen Jahr präsentierte Hewlett-Packard ihr Projekt “Central Nervous System for the Earth”.

Im Zuge der zehnjährigen Initiative sollen bis zu eine Billion Sensoren in der Größe von Reißzwecken rund um die Erde ausgebracht werden. Die kleinen Messgeräte seien dabei mit Bewegungssensoren ausgestattet, die tausendmal sensibler seien, als Geräte der Unterhaltungselektronik wie Smartphones oder Spielkonsolen.

Einen Zusammenhang zwischen Smart Dust und 5G sieht ab Minute 13:30 dieses Video (in Englisch). Zusammengefasst: Der Freuenzbereich, mit dem 5G arbeitet, ist 100% Smart Dust kompatibel (habs nicht validieren können!).

Quellen:

https://www.itwissen.info/Mu-Chip–chip.html

https://www.t-systems.com/de/blickwinkel/big-data/mikroskopische-sensoren/smart-dust-794502

https://www.scinexx.de/dossierartikel/wie-informatiker-einen-sack-floehe-hueten/

https://www.scinexx.de/dossierartikel/sehen-hoeren-weitersagen/

https://www.handelskraft.de/2019/11/internet-of-things-war-erst-der-anfang-hier-kommt-smart-dust-5-lesetipps/

https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2018/09/16/smart-dust-is-coming-are-you-ready/#189c4df65e41

https://www.heise.de/tp/features/Smart-Dust-3444355.html

https://www.heise.de/tp/features/Feinkoernige-Ueberwachung-3432497.html

https://www.technologyreview.com/2013/07/16/177343/how-smart-dust-could-spy-on-your-brain/

http://www.ijmh.org/wp-content/uploads/papers/v1i1/A0001081114.pdf

https://www.eetimes.com/network-in-a-dust-storm/#

https://connectiv.events/16926-2/

https://www.derstandard.at/story/1263706484528/minisensoren-netzwerk-intelligenter-staub-als-globales-nervensystem

http://www.hitachi.com/New/cnews/030902.html

https://www.hidglobal.de/products/rfid-tags/identification-technologies/embeddable-rfid-animals

https://www.deutschlandfunkkultur.de/technik-intelligenter-staub.1088.de.html?dram:article_id=284823