Современные технологии стремительно развиваются, и вместе с ними появляется все больше новых устройств с высокими вычислительными возможностями. Однако вместе с постоянным обновлением техники возникает серьезная экологическая проблема — огромное количество электронных отходов. Одним из неожиданных, но перспективных направлений в борьбе с этой проблемой стало повторное использование старых смартфонов Google, превращая их в миниатюрные дата-центры для Интернета вещей (IoT). Это направление способствует не только снижению затрат на создание вычислительной инфраструктуры, но и помогает продлить жизнь электронным устройствам, которые иначе могли бы оказаться на свалках, загрязняя окружающую среду. Интернет вещей требует мощных вычислительных ресурсов, чтобы обрабатывать огромные массивы данных, поступающих с разнообразных датчиков и устройств.
Традиционно для этого используются крупные, дорогостоящие и энергоемкие дата-центры. Несмотря на их эффективность, в некоторых случаях, например, для удаленных или малонаселенных территорий, использование таких центров нецелесообразно. Именно здесь на помощь приходят инновационные разработки ученых, которые нашли способ объединить старые смартфоны в единую, самостоятельно организующуюся вычислительную систему. Группа инженеров из Эстонии продемонстрировала, что смартфоны Google Nexus, которым более десяти лет, при объединении могут выполнять сложные задачи по обработке данных с внушительной скоростью. Ключевой особенностью этих устройств является разрядка старых моделей под управлением Linux-подобной операционной системы Postmarket OS, с помощью которой удалось обойти ограничения устаревшего программного обеспечения и обеспечить совместную работу смартфонов.
Такая система, объединяющая несколько смартфонов, может успешно решать задачи распознавания изображений, анализа данных, хостинга небольших веб-сайтов и других приложений, востребованных в рамках IoT. Помимо преимуществ высокой вычислительной мощности и эффективности энергопотребления, решение с использованием старых смартфонов отличается чрезвычайно низкой себестоимостью. Разработка мини-центра, объединяющего четыре смартфона Google Nexus, обошлась примерно в восемь евро, что значительно дешевле современной мини-компьютерной платформы Raspberry Pi, стоимость которой превышает пятьдесят евро. При этом старые смартфоны превосходят в производительности многие специальные IoT-устройства, что делает их привлекательным альтернативным ресурсом для внедрения в различные проекты. Однако использование устаревших смартфонов сопряжено с определенными сложностями.
Старые батареи быстро разряжаются, а устаревшие операционные системы содержат уязвимости, создавая потенциальные риски безопасности. Впрочем, эти проблемы можно решить, подключив устройства к внешним источникам питания и установив открытую программную платформу для обновления и контроля работы аппаратов. Кроме того, технические специалисты отмечают, что последние модели смартфонов с их современной конструкцией менее удобны для перепрофилирования: компоненты все чаще становятся незаменяемыми, а программное обеспечение — закрытым и трудно модифицируемым. Поэтому выбор старых моделей с открытой архитектурой оказывается важным аспектом успешной реализации таких проектов. Эксперименты показали реальные перспективы применения смартфонов, объединенных в мини-дата-центры, в сложных условиях.
В одном из исследований ученые прикрепили четыре Google Nexus к водонепроницаемому корпусу и использовали их для подсчета морских видов на глубине около 25 метров возле острова Мадейра. В течение восьми часов автономной работы система стабильно обрабатывала видеопоток и передавала результаты. Это свидетельствует о высоком потенциале таких мини-центрических систем для мониторинга и анализа окружающей среды, особенно в местах, где большие дата-центры недоступны. Кроме экологического мониторинга, исследователи разрабатывают приложения для отслеживания движения людей в городах с использованием инфракрасных датчиков. В перспективе подобные системы смогут устанавливаться на мобильные платформы, например, наземные роботы, которые будут принимать данные от групп беспилотных летательных аппаратов, обрабатывая большого объема информацию в режиме реального времени.
Такой подход значительно расширит возможности сбора и анализа данных в полевых условиях. Кроме того, технология открывает новые возможности для начинающих компаний с ограниченным бюджетом, которым необязательно арендовать дорогостоящие места в облачных дата-центрах. Создание собственного мини-центра на базе старых смартфонов позволит им экономить средства и гибко масштабировать вычислительные мощности в зависимости от текущих задач. Большой проблемой остаются законодательные и производственные барьеры. Производители смартфонов все чаще переходят на конструктивные решения, затрудняющие разборку и повторное использование компонентов.
Программное обеспечение становится менее открытым, что усложняет перепрограммирование устройств для новых нужд. Исследователи надеются, что в будущем регуляторы смогут стимулировать разработчиков техники к созданию более ремонтопригодных и перерабатываемых продуктов, что станет важным шагом на пути к сокращению мирового электронного мусора. Проблема электронных отходов становится все более острой: ежегодно около 62 миллионов тонн техники выбрасывается по всему миру, а уровень надлежащей переработки не превышает 22%. Выпуск токсических материалов в почву и воду при неправильной утилизации приносит значительный вред экологии и здоровью человека. Таким образом, проекты по вторичной переработке и повторному использованию старых устройств, в том числе как вычислительных узлов для IoT, играют ключевую роль в устойчивом развитии.
С учетом вышесказанного, можно утверждать, что использование старых смартфонов Google в качестве миниатюрных дата-центров — это инновационный, доступный и экологически ответственный подход, который имеет все шансы стать частью будущего Интернета вещей. Такая технология способствует демократизации вычислительной мощи, снижая как финансовые, так и экологические барьеры для внедрения интеллектуальных систем обработки данных. В конечном итоге это направление демонстрирует, что эффект устойчивого развития можно достигать не только через инновации в технологиях, но и через творческое переосмысление уже существующих ресурсов.
