Biologie staat model voor nieuwe generatie ‘gossip’-netwerken
Containers die, zonder tussenkomst van detectiepoortjes, zelf aan het internet melden waar ze zich op de wereld bevinden. Een clubkaart die, na aanraking van een button, op de tennisvereniging een beschikbare tennispartner opsnort voor een partijtje.
Actief
De kracht achter deze toepassingen zit in het actief maken van de RFID-chip. De huidige generatie RFID-labels geeft slechts zijn informatie af wanneer een passerende scanner daartoe opdracht geeft. Actieve RFID-‘nodes’ gaan autonoom op zoek naar gelijkgestemden in de nabije omgeving. Ze vormen een dynamisch netwerk dat voor de meest uiteenlopende toepassingen kan worden ingezet. Heeft het netwerk voldoende knooppunten, dan is ook plaatsbepaling mogelijk. Auto’s kunnen elkaar melden of ze bewegen; informatie waaruit eenvoudig is af te leiden waar files staan zonder een gespecialiseerd netwerk van lussen in het wegdek. Tegelijk kunnen ze ook via via doorgeven aan de garage dat er een motorisch probleem dreigt.
Dit type netwerken wordt dan ook wel aangeduid met roddelnetwerken (gossip networks). Ze geven de informatie aan elkaar door over vrije en dus goedkope radiobanden tot de eindbestemming is bereikt.
Roddelnetwerken vormen één van de aandachtvelden van DevLab, het onderzoekslab van twaalf innovatieve technische bedrijven uit het mkb met organisatorische ondersteuning van de FHI, de federatie van technologiebranches. Het onderzoek, in samenwerking met de Vrij Universiteit, loopt nu twee jaar.
De dynamiek in deze netwerken heeft veel weg van hoe biologische systemen werken. “Adrenaline zorgt er voor dat in een fractie van een seconde alle miljarden cellen in je lichaam op de hoogte zijn van een stresssituatie. Dat is wel een prestatie. Blijkbaar is die communicatie heel slim”, legt Siebren de Vries uit. Hij is algemeen directeur van Chess.
Chess richt de komende maanden samen met een aantal deelnemers in DevLabs een testnetwerk in van 10.000 nodes verspreid over Nederland. Het is eigenlijk een netwerk van netwerken of ‘connected villages’ zoals De Vries ze noemt. Elk van de bedrijven neemt enkele honderden tot duizenden nodes in gebruik. Eén of meer poorten (gateways) in zo’n netwerk zorgen via het internet voor communicatie met de poorten van andere deelnemers. Zo gedraagt het netwerk zich toch als een geheel.
De Vries claimt dat dit het grootste sensornetwerk ter wereld wordt, veel groter dan dat van MIT Medialabs in Boston waar ook het concept van roddelnetwerken wordt bestu-deerd.
Simulatie
In afwachting van de levering van de nodes doet Chess simulatie-experimenten. Onderzoeker Claudiu Zissulescu laat zien hoe door het aanklikken van een node een berichtje in de gemeenschap wordt geïntroduceerd en zich verspreidt als een rafelige vlek. Dat de verspreiding niet als een olievlek verloopt verklaart De Vries als volgt: “Bij nodes die van twee kanten tegelijk benaderd worden, vindt een botsing plaats en is de overdracht niet efficiënt. Ook werken de nodes met het fenomeen dat je een nieuwtje doorvertelt tot je te vaak het signaal krijgt dat iemand die je het vertelt het al weet”
De RFID-nodes hebben een beperkt geheugen en wissen boodschappen wanneer er nieuwere komen. Door te spelen met de parameters van de boodschappen, wordt duidelijk hoe waarschijnlijk het is dat een boodschap een bepaalde node op een vastgesteld moment bereikt.
Malafide
De Vries: “Wij introduceren ook enkele malafide nodes, die een slechte boodschap verspreiden. Vergelijk het met spam. Die berichten gaan als een razende door het netwerk tot dit haast niet meer functioneert. Een oplossing kan liggen in het toevoegen van een handtekening aan het nieuwtje waaruit blijkt dat het authentiek is.”
Het controleren van handtekening kost echter energie en tijd. Het blijkt dat wanneer slechts in 1 procent van de gevallen controle plaatsvindt een isolatie van de bron mogelijk is. Ook hier past weer een parallel met de natuur. Net als wanneer witte bloedlichaampjes worden geactiveerd door een vreemde stof, geven de nodes een signaal af aan de buren wanneer een foutieve handtekening wordt ontdekt. De omringende nodes gaan dan ook controleren en zo sluit het net zich.
De nodes worden zelfs aan sociologisch onderzoek onderworpen. Nodes die veel contacten met anderen hebben geven mogelijk aanleiding tot ‘dorpsvorming’. De informatieuitwisseling blijkt vooral te gebeuren binnen de gemeenschap en minder met buitenwereld. De informatie in het dorp is voornamelijk afkomstig van de ‘promiscue’ node. De Vries: “Promiscue gedrag geeft macht, net als in het echte leven.”
Myriadned
Myriadned, zoals het in aanbouw zijde netwerk van 10.000 nodes heet, moet ondermeer inzicht geven in de betrouwbaarheid en de snelheid van informatieverspreiding. Ook de energieconsumptie in het netwerk is een aandachtspunt.
De actieve nodes in Myriadned hebben allerlei vormen en verschillende sensoren. Sommige leggen contact met het internet en hebben de vorm van een USB-stick. Deze betrekken hun energie van de pc. Wanneer nodes in andere toepassingen ook op zichzelf werken vormt de stroomvoorziening afhankelijk van de plaatsing een aparte uitdaging. De Vries: “Er ligt een enorme druk op zuinig programmeren. Elke regel code levert extra stroomverbruik. Wij hebben weer programmeurs nodig die hexadecimaal coderen. Programma’s moeten terug naar een omvang twee tot vier kilobytes”
De kosten van de RFID-nodes ligt hoger dan de huidige RFID-labels. “Alles hangt af van het volume waarin de nodes kunnen worden geproduceerd. Maar de sensornodes zullen het RFID-label op het melkpak niet vervangen”, zegt Paul van den Avoort, business directeur van Chess.