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Nanotechnologie und Big Data: die nächste digitale Revolution

Nanotechnologie und Big Data: die nächste digitale Revolution

Im Oktober 2013 das Lloyd's Register Foundation beauftragte eine Expertengruppe gebildet von einigen der besten Akademiker der weltweit führenden Institutionen Vorbereitung eines Berichts zu verschiedenen Aspekten der Nanotechnologie. Dieser Artikel beschreibt einige der Ergebnisse des Berichts.

Die Experten analysierten unter anderem die Mögliche Auswirkungen der Nanotechnologie auf die Sicherheit und Leistung von technischen Anlagensowie die Infrastruktur, auf der die moderne Gesellschaft basiert.

Der 2014 vorgelegte Bericht, der hier heruntergeladen werden kann, weist darauf hin Die Nanotechnologie wird in fast allen Sektoren große Auswirkungen habeneinschließlich Energie, Transport, Fertigung, Medizin, Computer und Telekommunikation.

In diesem Sinne, identifiziert fünf Schlüsselbereiche der Auswirkung:

    1. Nanopartikel: Der Bericht unterstreicht die Notwendigkeit, die Entwicklung neuer Methoden zur Bewertung der Sicherheit und zur Gewährleistung der Qualität und Rückverfolgbarkeit von Nanopartikeln in der Lieferkette zu untersuchen.
    2. Intelligente künstliche Materialien: Der Bericht sieht die Entwicklung neuer künstlicher Materialien und Herstellungstechniken vor. Die Verwendung von leichteren und stärkeren Materialien mit speziell entwickelten Eigenschaften könnte beispielsweise dazu führen, dass Boote mit leichten Verbindungen zusammengeklebt werden. Parallel dazu werden Fortschritte im Bereich des 3D-Drucks den Druck von Metallen ermöglichen.
    3. Energiespeicher: Die Entwicklung kleiner Kompaktbatterien mit enormer Speicherkapazität und der Fähigkeit, Energie aus der Umwelt zu gewinnen, könnte zu neuen Transportsystemen oder Geräten führen, die zum Zeitpunkt des Kaufs über ihre gesamte Nutzungsdauer mit Strom versorgt werden.
    4. Sensor-Miniaturisierung: Durch den Einbau von Nanosensoren in Strukturmaterialien wie Beton werden kontinuierliche Echtzeitinformationen zu strukturellen Leistungsfaktoren wie Korrosion oder Spannungen bereitgestellt. Diese Technologie wird auch die Robotik und unbemannte Fahrzeuge im Transportsektor verbessern.
    5. Große Datenrepositorys (Große Daten)- Die Anzahl der gesammelten Daten wird massiv zunehmen, da überall Sensoren platziert werden. Dies hat wichtige Auswirkungen auf die Gewährleistung von Qualität, Sicherheit und Rückverfolgbarkeit.

Laut der Meldung, die großen Datenrepositorys (Große Daten), so in Mode in letzter Zeit in vielen Bereichen, kombiniert mit den technischen Anwendungen der Nanotechnologie wird eine neue digitale Zukunft vorantreiben mit Verbesserungen in Sicherheit, Leistung und Zuverlässigkeit.

Das Ergebnis der Kombination von Big Data und Nanotechnologie kann unglaublich sein. Stellen wir uns eine Zukunft vor, in der Nanosensoren bereits Realität sind. Anstatt Daten von einem Sensor abzurufen, können wir Daten von einer Million Sensoren zum gleichen Preis abrufen.

Die Genauigkeit datengesteuerter Entscheidungen würde exponentiell zunehmen. Wir würden also über wirklich große Datenmengen sprechen.

Angesichts des Erfolgs des Expertengremiums für Nanotechnologie und der Ergebnisse des Berichts hat die Lloyd's Register Foundation nun eine weitere Expertengruppe zusammengebracht, um die technischen Anwendungen dieser großen Datenmengen genau zu analysieren.

Aber wird die Kombination von Nanotechnologie und Big Data wirklich eine neue digitale Revolution auslösen?

In den letzten Jahren hat die Nanotechnologie in den Medien viel Aufsehen erregt, und in jüngerer Zeit sind Konzepte wie das Internet der Dinge (IoT) oder die bereits erwähnten in den Vordergrund gerückt Große Daten. Jedoch, Die Nanotechnologieforschung wird seit mehr als 30 Jahren betriebenMilliarden Euro wurden (und werden immer noch) in die Forschung auf diesem Gebiet investiert und die versprochene große Revolution wird immer noch nicht wahr.

Es besteht kein Zweifel, dass die Nanotechnologie weiter voranschreiten und zur Entwicklung überraschender neuer Produkte führen wird. und es wird wahrscheinlich in Zukunft zu der viel gepriesenen Revolution führen, aber noch nicht. Zur Zeit, Es gibt zwei grundlegende Faktoren, die dies verhindern:

    1. Schwierigkeiten, Fortschritte aus dem Labor auf den Markt zu bringen: Dies ist eines der großen Probleme der heutigen Nanotechnologie, die Schwierigkeit, die im Labor erzielte Produktion zu skalieren, um eine Produktion im kommerziellen Maßstab zu erreichen. Ein gutes Beispiel ist Graphen, das Nanomaterial, über das so viel gesprochen wurde, und das angeblich die Elektronik durch den Ersatz von Silizium revolutionieren könnte. Derzeit ist die Herstellung von hochwertigem Graphen jedoch auch in geringen Mengen nicht möglich, so dass es noch nicht kommerziell rentabel ist.
    2. Gesundheits- und Sicherheitsbedenken: Es ist notwendig, diese Probleme unter ökologischen, medizinischen und rechtlichen Gesichtspunkten anzugehen und eine Lösung zu finden, die wirklich sicherstellt, dass die Nanotechnologie Lebewesen und die Umwelt nicht schädigt, bevor die massive Freisetzung von Nanomaterialien in die Welt ermöglicht wird.

Die Nanotechnologie befindet sich noch in einem konzeptionellen Stadium. Es muss jedoch auch berücksichtigt werden, dass die Branche noch nicht massiv in diesen Bereich investiert hat.

Im Allgemeinen kommen Investitionen hauptsächlich aus dem öffentlichen Sektor, da die Unternehmensaktionäre unmittelbarere Ergebnisse verlangen. Andererseits sollte die Big-Data-Revolution lange vor Nano einen Mehrwert für die Wirtschaftstätigkeit schaffen, hauptsächlich aufgrund zweier Dinge:

    1. Die Technologie baut auf bestehender Infrastruktur auf.
    2. Im Gegensatz zum Bereich der Nanotechnologie es gibt schon einen starke Investition des Privatsektors in Big Data.

Es ist klar, dass je mehr Informationen wir haben, desto bessere Entscheidungen können wir treffen.

Die US-amerikanische NSA hat im vergangenen Jahr rund 56 Milliarden US-Dollar in die Datenerfassung und -analyse investiert. Aber auch viele Business-Giganten mögen Walmart, General Motors oder IBM investieren stark in Big Data. Und wenn viele der Großen in etwas investieren, dann deshalb, weil sie Ergebnisse erwarten. Auf dem Weg dorthin sind jedoch noch einige Herausforderungen zu lösen.

Herausforderungen für die weit verbreitete Implementierung von Big Data

1. Die aktuelle Krise des Frequenzspektrums

Eine der größten Herausforderungen, die Forscher in Bezug auf Big Data lösen müssen, ist die aktuelle Krise des Frequenzspektrums. Es ist klar, dass die heutigen drahtlosen Netzwerke der Datenflut, die in den kommenden Jahren erwartet wird, nicht standhalten werden. Heutige Standards wie 4G / LTE unterstützen bereits 40 verschiedene Frequenzbänder, und dennoch gibt es keinen Spielraum für Funkfrequenzen für zukünftige Erweiterungen. Daher besteht die große Herausforderung der nächsten Generation von 5G-Netzen darin, die Datenverarbeitungskapazität um das 1000-fache zu erhöhen. In diesem Sinne, Nanotechnologie könnte die Implementierung von Big Data unterstützen.

Kürzlich hat ein Team von Ingenieuren der Columbia University eine neue IC-Technologie (Radio Integrated Circuit) entwickelt, die in nanoskaligen CMOS implementiert werden kann, um das gleichzeitige Senden und Empfangen innerhalb derselben Frequenz auf einem Radio zu ermöglichen. kabellos; etwas, das bis jetzt als unmöglich angesehen wird.

Die heutigen Sender und Empfänger arbeiten zu unterschiedlichen Zeiten oder zur gleichen Zeit, jedoch auf unterschiedlichen Frequenzen. Diese Möglichkeit, Sender und Empfänger gleichzeitig auf derselben Frequenz zu verwenden, ermöglicht es, die Datenkapazität aktueller Netze sofort zu verdoppeln.

2. Der Mangel an qualifiziertem Personal

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Entspannung mit Big Data scheint der Mangel an qualifiziertem Personal zu sein. Statistiker, Experten für maschinelles Lernen, Programmierer ... alle haben sofort etwas beizutragen, aber Um das Potenzial dieser Technologie voll auszuschöpfen, scheinen Menschen mit Fähigkeiten erforderlich zu sein, die über die traditionellen hinausgehen und ein multidisziplinäres Profil aufweisen Dadurch können sie die verschiedenen Aspekte, die damit verbunden sind, gut kennen und verstehen.

Website des Postdoktorandenprogramms

Daher eine exklusive Postdoktorandenausbildungsprogramm im Silicon Valley mit dem Titel "Insight Data Science Fellows" Zielgruppe sind Ingenieure, Informatiker, Physiker, Astrophysiker, Mathematiker und Statistiker, aber auch Fachleute in Bereichen wie Neurowissenschaften oder Computerbiologie.

Das Programm ist unterstützt von vielen Silicon Valley-Giganten wie Facebook, Linkedin oder Microsoft;; und es wird gemunkelt, dass es schwieriger ist, sich darauf einzulassen als auf Harvard.

Auf jeden Fall für diejenigen, die dies tun, Nach Abschluss des Programms beträgt die Vermittlungsquote 100%Es scheint also einen Versuch wert zu sein.

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