Co všechno musí uchovat paměť předmětů

V budoucnosti mají být všechny předměty – produkty – od námořních kontejnerů až po krabičky s mlékem – vybaveny digitální pamětí, tzv. RFID-čipem. Obsahuje informace o původu, době vzniku, účelu, trvanlivosti, které mohou být získávány rádiem. Na nových materiálech pro moderní radiočipy pracují výzkumníci Bayer MaterialScience. RFID (Radio Frequency Identifikation) – tak se jmenují chytré čipy, které jsou příští revolucí v oboru informačních technologií. Data se dají přenášet rádiovými vlnami bez dotyku a bez přímé viditelnosti. Příkladné je uplatnění v logistice. Kompletní RFID-systém zahrnuje čip, tzv. transpondér, který se nalepí na předmět, čtečka (snímač) a software s rozhraním k databázím. RFID-etikety, tzv. tagy vydávají informace přes anténu na naladěných vlnových délkách na základě dotazu čtečky. Informace jsou na čipu uloženy v číselném kódu. Každý předmět na světě tak může dostat nezaměnitelnou identitu. Speciální aktivní tagy obsahují dokonce vlastní minipočítač nebo databázi. Světový trh RFID-systémů se může podle odhadů Vysoké školy technické (ETH) v Curychu do roku 2010 zvýšit na cca 12 mld. USD. Z toho 4 mld. USD připadne na aktivní tagy s vlastním proudovým napájením a cca 5,5 mld. na pasivní tagy a dobré 2 mld. USD na čtečky. Využití RFID-systému se vyplatí v maloobchodě. Umožňuje navigování zákazníka ke speciální nabídce nebo bezdotykové placení u pokladny. Zdokonaluje evidenci zásob, snižuje ztráty obratu a eliminuje krádeže. Brzdou rozvoje je cena RFID-etikety. Pasivní tagy čerpají energii z elektromagnetického pole čtečky a stojí dnes ještě cca 30 centů, aktivní tagy i několik eur. To jsou zanedbatelné náklady u znovupoužitelných kontejnerů v továrnách, ale příliš velké pro krabičku mléka. Existuje ovšem i řada aplikací mezi těmito příklady. Přibližně 2 mil. knih a rukopisů Vatikánské knihovny má rádiové čipy, které urychlují výpůjčky i inventarizace. U Airbusu A380 zjednodušují RFID-transpondéry rutinní úkoly, provádění oprav, přiřazování součástí a vedení vlastní údržbové historie. V Legolandu v dánském Billundu jsou pomocí RFID-náramků vyhledávány pohřešované děti, v Baja Beach Clubu v Barceloně slouží čipy jako klubová karta, pivovar ve Flensburgu vybavil RFID-čipy pivní sudy a díky tomu rozpozná čisticí zařízení, jakým druhem piva byl sud naplněn a tomu automaticky přizpůsobí intenzitu čištění. NOVÉ TECHNICKÉ MATERIÁLY SE STŘÍBREM PRO ANTÉNY Neustále se pracuje na vývoji výhodnějších a robustnějších tagů. V současnosti stojí u pasivního tagu anténa, čip a nosný materiál přibližně vždy třetinu. Dobrou šancí pro antény je inkoust z dispergovaných kovových částic. Také nosný materiál musí být např. elastický jako vlastní balení, musí snášet zmrazení, ale i vysoké teploty – musí být tepelně stabilní. Standardní čipy z papíru pro nalepení, kterých je dnes 75-80 % na trhu, tomu nevyhovují. Výzkum se proto věnuje RFID-tagům vystaveným extrémnímu zatížení. Mají vykazovat při vysokých teplotách a tlacích, ale i za působení agresivních chemikálií vysokou flexibilitu. U dokumentů je zase požadována mimořádná bezpečnost proti falšování. Specifické vlastnosti musí vykazovat etikety pro oděvní součásti. Musí vydržet vyvařování, praní, chemické čištění a garantovat spolehlivé vracení oděvních součástí majitelům. Zkoušeny jsou pračky pro domácnosti, které podle informací na etiketě volí správný program praní. Tagy na autopláštích mají hlavně demaskovat produkty pirátů. Nesou údaje o výrobci a výrobě. Jsou zavulkanizovány v bocích pneumatiky, právě v místě, kde se pneumatika většinou deformuje, a jsou vystaveny tlaku 400 bar, teplotě 180 °C a působení koktejlu agresivních oxidantů. Za jízdy se nosný materiál deformuje – roztahuje až o 10 % své původní délky. V mrazech nesmí materiál křehnout, aby se plášť nemohl roztrhnout. Využíván je termoplastický polyuretan (TPU) jako fólie v nejrůznějších stupních pevnosti a s nejrůznějšími teplotami tavení. Měkké, nízkotavitelné varianty slouží k nalepení jiných plastů, jako např. polykarbonátu. U tuhých materiálů jsou často potřebné elastické mezivrstvy z TPU pro odpružení působících sil. Před třemi lety byla uvedena na trh nosná fólie RFID, vyznačující se mimořádnou elasticitou, technologie Epurex – tenký sendvič, např. pro cestovní pasy – sestávající ze tří vrstev TPU. Do střední vyseknuté vrstvy se vkládá čip a anténa je nalepena mezi střední a horní vrstvu. RFID-čip může nést také biometrické údaje, např. otisky prstů. Velký podíl na úspěchu a rozvoji Epurexu má podpora státních míst. Pomocí TPU-fólie z Epurexu může být soustředěn čip, anténa, papír a polykarbonátová, PVC nebo PET fólie ve vícestupňovém procesu do tenkého sendviče s tloušťkou 0,3-0,4 mm. Tento tzv. Inlay se dá vlepit do průkazu za jisté teploty a tlaku. V principu je to možné i s jinými plasty, ale TPU fólie má rozhodující výhodu. Pokusí-li se někdo ji otevřít, zničí se. Vývojářům se po prvé podařilo pomocí speciálního diodového laseru vypálit ostré fotografie ve stupních šedé. Již dnes se mohou představit i bankovky s RFID-čipem. Věří se také na papírové peníze z TPU fólie. STŘÍBRNÝ INKOUST Bayer MaterialScience a Bayer Technology Services mají vyvinutý vodivý inkoust, který se dá nanášet malinkými tryskami na plastovou fólii, např. z polykarbonátu a vytvářet tak libovolné vodivé dráhy s unikátní přilnavostí. Recept obsahuje 20 až 70 nanometrů malé stříbrné částečky, které se při tisku na nepropustný obal navzájem propojují. Výsledkem je vodivost dosahující přibližně 12 % čistého stříbra. Toho je dosahováno při podílu 4 váhových % stříbra v inkoustu. Taková vodivost je dostatečná pro většinu aplikací při cenové únosnosti. Výhodou je i nízká teplota při nanášení 130 °C, která je mimořádně ohleduplná k materiálům. Tisk nebo ražba může mít libovolný tvar. Protože stříbro je drahé, byla vyvinuta další varianta, kdy vodivá vrstva sestává z uhlíkových nanotrubiček. Zlevnění přinesou uhlíkové trubičky BayTubes® vyráběné společností Bayer MaterialScience. VIZE Profesor Friedemann Mattern na ETH v Curychu vede odbor distribuovaných systémů. Podle něj budou v budoucnosti všechny předměty – věci – navzájem propojeny do sítě. Definuje tzv. Internet věcí. Objekty budou vnímat svoje prostředí, zpracovávat data a poskytovat informace příp. je hlásit jiným objektům. RFID-čipy se zabudovaným senzorem budou sledovány z letadel stejně jako celé prostředí. Informatizace světa bude rapidně stoupat. Nutno ještě vyřešit energetické problémy (spotřebu a životnost zdrojů) i infrastrukturu vč. vhodných standardů. Je-li něco technicky proveditelné, ještě to neznamená, že to také potřebujeme. Ale upřímně řečeno, postrádali jsme před 12 lety mobilní telefony? A dnes jsme rádi, že existují. Snaha lidí po bezpečnosti, komfortu i zábavě vede k prosazení mnoha takových aplikací. V Internetu věcí se stírají hranice mezi online a offline. Kritické je akceptování všech aplikací, s nimiž se dají lokalizovat a sledovat předměty a často také jejich majitelé. Velmi dobré to je, když ztratíte své klíče, ale méně dobré, když s tím chce stát dohlížet nad svými občany. Systémy musí být uspořádány tak, aby fungovaly i ve výjimečných situacích, např. při výpadku inteligentních předmětů, a zůstávaly ovladatelné. Naše prostředí musí ještě fungovat i bez inteligentních objektů. Trendem může být „Pay per Use“- používání za poplatek. Auto může např. hlásit kolik kilometrů a jakou rychlostí ujelo, kde bylo v noci odstaveno apod. Je to důležité pro majitele, uživatele i pojišťovnu i pro mnoho dalších institucí podle podmínek a příležitostí. Překvapením možná bude jak se mnohé obchodní modely s malými objekty prosadí, uplatní a rozšíří. /an/