Redes ad hoc (criadas para um fim específico)

A Agência de Projetos de Pesquisas Avançadas de Defesa (DARPA) estava entre os primeiros patrocinadores da idéia do mote. Uma das primeiras idéias do uso do mote, implementada pela DARPA, permite a monitoração das condições de um campo de batalha.

Por exemplo, imagine que um comandante queira ser capaz de detectar o movimento dos caminhões em uma área distante. Um avião voando sobre a área espalha milhares de motes, cada um equipado com um magnetômetro, um sensor de vibração e um receptor GPS. Os motes operados por baterias são lançados a intervalos de cerca de 30 metros. Cada mote desperta, monitora sua posição e então envia um sinal de rádio para encontrar os demais.

Todos os motes da área criam uma gigantesca rede amorfa capaz de coletar dados. Os dados afunilam-se pela rede e atigem um nó coletor, que possui um poderoso rádio capaz de transmitir um sinal por várias milhas. Quando um caminhão inimigo passa pela área, os motes que o detectam transmitem sua localização e seus dados monitorados. Motes vizinhos recebem as transmissões e as enviam adiante, até que os sinais atinjam um nó coletor e são transmitidos ao comandante. O comandante pode, então, projetar os dados na tela e ver, ao vivo, o caminho que o caminhão está tomando através do campo de motes. Então um veículo pilotado remotamente pode voar sobre o caminhão, e certificar-se de que ele pertence ao inimigo e, dessa forma, lançar uma bomba para destruí-lo.

Isso pode parecer um enorme transtorno a se enfrentar, até que se perceba os sistemas que estes motes substituem. Antes, a ferramenta usada por um comandante para prevenir o movimento de caminhões ou tropas em uma área distante eram as minas terrestres. Soldados podiam rechear a área com milhares de minas antitanques ou antipessoais. Qualquer um que se movimente por esta área, amigo ou inimigo, vai pelos ares. Outro problema, naturalmente, é que muito depois do fim do conflito, as minas permanecem ativas e mortais, esperando para retirar os membros e até mesmo a vida dos que passam. A UNICEF relata (em inglês) que, nos últimos 30 anos, minas terrestres mataram ou mutilaram mais de 1 milhão de pessoas, muitas delas crianças. Com motes, o que é deixado para trás depois da guerra são minúsculos e totalmente inofensivos sensores. E como os motes consomem tão pouca energia, as baterias podem durar um ano ou dois. Depois disso, os motes poderão simplesmente silenciar, não representando perigo físico para os civis de localidades próximas.

Esse conceito de rede de comunicação ad hoc, formado por centenas ou milhares de motes, comunicando-se uns com os outros e passando dados entre eles, é muito eficaz. Eis alguns exemplos do conceito em ação:

• imaginem um bairro ou um complexo apartamento com motes que monitoram os medidores de água e luz. Desde que todos os medidores (e motes) em um bairro estejam a 30 metros uns dos outros, os motes anexados podem formar uma rede de comunicação. Em um extremo deste bairro, está um super mote com uma conexão de rede ou uma ligação para telefone celular. Nesta vizinhança hipotética, ninguém tem de dirigir um caminhão a cada mês para ler cada medidor de água e luz, pois os motes passam os dados de um para outro e o super mote, ao final, os transmite. As medidas podem ocorrer de hora em hora ou diariamente, se desejado;

• um fazendeiro, um proprietário de um vinhedo ou um ecologista pode equipar motes com sensores que detectam a temperatura, umidade e outros fatores, fazendo de cada um deles uma mini-estação meteorológica. Espalhados por todo o campo, vinhedo ou floresta, esses motes podem permitir o rastreamento de micro regiões climáticas;

• um gerente de prédio pode anexar motes em cada fio elétrico de um prédio comercial. Esses motes podem ter sensores de indução, para detectar consumo elétrico naquele fio elétrico específico e permitir ao gerente do prédio controlar o consumo individual. Se o consumo elétrico no prédio parece alto, o gerente do prédio pode rastreá-lo até um ocupante individual. Apesar de ser possível fazer isso com os fios elétricos, com motes seria muito mais barato;

• um biólogo pode equipar um animal de uma espécie em extinção com uma coleira, contendo um mote, que monitora sua posição, temperatura e etc. Como esse animal move-se por aí, o mote coleta e armazena dados dos sensores. No ambiente do animal, o biólogo poderia colocar zonas ou faixas com motes de coleta de dados. Quando o animal vagueia em uma dessas zonas, o mote na coleira pode baixar seus dados para a rede ad hoc criada nessa zona, que poderia então transmiti-los ao biólogo;

• motes colocados a cada 30 metros em uma estrada, e equipados com sensores para detectar o fluxo de tráfego, podem auxiliar a polícia a identificar o local em que um acidente interrompeu esse tráfego. Por não serem necessários fios, o custo da instalação seria relativamente baixo.

Foto cedida pelos laboratórios JLH "Spec," um simples chip de mote (oculto por baixo do quadrado branco de cera), mede aproximadamente 2 mm x 2,5 mm, possui um núcleo RISC tipo AVR, 3K de memória, um 8-bit, on-chip ADC, um rádio transmissor FSK, um sistema de memória de paginação, aceleradores de comunicação de protocolos, registradores windows, e muito, muito mais

Foto cedida pelos laboratórios JLH A bancada usada para trazer à vida o Spec