KR20050099963A - 테러리스트 또는 개인적 위협에 대한 광범위한 감시 방법및 장치 - Google Patents
테러리스트 또는 개인적 위협에 대한 광범위한 감시 방법및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 신규 진보된 마이크로 및 나노센서 기술과 결합된 변형된 개인 무선 디바이스를 사용하여 화학적, 방사선 및 생물학적 위협의 광범위 감지를 위한 방법 및 장치를 사용함으로써 외부 위협을 감지하는 수단에 관계한다. 잠재적인 테러리스트 또는 개인적 위협의 광범위한 감시를 위하여 비용 효율적인 방법을 제공한다. 여기에 설명되는 신규 마이크로센서 기술과 결합된 휴대폰, PDA 또는 시계 등의 개인 전자 디바이스가 중요한 위협의 광범위 감시를 위한 새로운 형태의 기반 감지 기술로서 이용될 수 있다. 지오로케이션 소자, 원격 무선 통신 및 단일 칩에의 센싱을 결합한 "국토 안보" 칩을 제공한다. 개인 무선 장비는 다양한 의학적 관련 위협을 감지하도록 설치될 수 있다. 변형된 개인 디바이스는 개인 특이적인 외부 위협을 감지하는데 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 외부 위협 분석에 관한 것으로, 특히, 진보된 신규 마이크로 및 나노센서 기술과 결합된 변형된 개인 무선 디바이스를 사용하는 화학적, 방사선 또는 생물학적 위협의 광범위한 감지 방법 및 장치에 관한 것이다.
광범위 감시는 여기에서 대도시, 카운티, 주 또는 국가 전체 등 지리학적으로 광범위한 지역에서의 위협을 감지하는 능력으로 정의된다. 미국에서 2001년 9월 11일의 공격 때문에, 이러한 이슈는 광범위하고 무차별적인 대규모 테러리스트 위협에 관계된 국가들에게 매우 중대해지고 있다. 특히, 우려되는 것은 지리학적으로 광범위한 지역을 오염시킬 수 있으며, 국가 전체적으로 매우 심각한 부정적인 경제적 영향을 가져오는 "더러운 폭탄(dirty bomb)"의 위협이다. 그와 동시에, 탄저병 등의 병원체에 의한 생물학적 공격위협에 대한 우려도 국가적 및 세계적으로 매우 심각해지고 있다. 개인적 위협은 여기에서 개인의 건강이나 생명을 위협할 수 있는 화학적, 생물학적 또는 방사선 위협으로서 정의된다.
다수의 상이한 감지기 기술이 일반적으로 이용가능하거나 개발 중에 있어 화학적, 생물학적 또는 방사능 위험을 감지하게 된다. 그러나, 이러한 기술은 일반적으로 감지 능력이 좁은 범위 또는 바로 근접한 범위로 한정된다. 특히, 화학적 또는 생물학적 물질 방출에서는 확산효과 때문에, 위험이나 위협이 센서나 감지기 자체에 매우 근접하는 경우에, 포인트 감지 기술만이 효율적일 수 있다. 이러한 경우는 예를 들어, 개별적 짐들이 감지기에 매우 근접하여 기계적으로 운반되는 공항에서 사용되는 수하물 스크리닝 기술에서 대하여 발생한다. 방사선에 대한 버클리 뉴클레오닉스 스마트 에어리어 모니터(Berkeley Nucleonics' Smart Area Monitor;SAM) 또는 화학 물질에 대한 레이저에 기초한 감지기 등과 같은 일부 부상하는 기술들은 원격 감지(일반적으로 소스로부터 수십 피트 이내)를 가능케 하지만, 이러한 기술은 매우 복잡하고 값비싼 전자디바이스를 필요로 하는 매우 민감한 센서에 의존하고 있다. 지리적으로 광범위한 지역에서의 이러한 감지기들의 배치 및 네트워크 비용으로 인하여 효과적인 전국적 감지 덮개(blanket)의 비용이 비현실적으로 되었기 때문에, 화학적, 방사선적 또는 생물학적 위험에 대한 최근의 감지기는 개별적으로 또는 조합하더라도 광범위 지역 감시에는 그리 적합하지 않다. 또한, 적합한 장소 및 적합한 시간에 감지기 또는 부분적인 센서 네트워크를 가질 확률은 매우 낮기 때문에, "더러운 폭탄" 등의 테러리스트 위협을 놓칠 수 있는 기회가 매우 많을 수 있다. 나아가, 단일 포인트 감지기가 사용되는 경우에는 단일 감지 결과가 위양성(false positive)으로 간주되어 무시될 수도 있다.
미국 백악관 국토안보국(The US White House of Homeland Security)은 이러한 문제를 인식하고, 2002년 7월 국토 안보를 위한 국가 전략(National Strategy for Homeland Security)에서 미국과 같이 국토가 넓은 국가에서 효과적인 광범위 감시는 대중의 폭넓은 참여에 의해서만 이루어질 수 있음을 정확하게 지적하였다. 그러나, 아직까지 명확한 실행 계획이나 기술적 해결방법이 제시되거나 개발되지 않고 있다. 대중 참여는 국토 안보 시작의 성공을 위한 열쇠이며, 미국과 이스라엘 등 다른 나라에서의 최근의 몇가지 예는 대중에 의한 솔선수범이 어떻게 테러리스트 사건을 해결하거나 방지하는데 도움을 줄 수 있는지를 보여준다.
원격 모니터링을 위하여 다수의 기술적 해결방법이 제시되었다. 미국특허 제6,100,806호(Gaukel)는 원격 추적 데이터베이스, 통신 수단 및 개인 특히, 가석방자를 추적하기 위한 신체 착용 디바이스를 포함하는 지피에스(GPS; Global Positioning System) 기반의 지오로케이션(geolocation) 디바이스를 개시하고 있다. 이 Gaukel 시스템은 GPS 시스템, 손목밴드 센서 유닛 및 분리된 "셀룰러 백(cellular bag)"을 사용하여야만 한다. 나아가, Gaukel에 의하여 개시된 시스템은 데이터베이스 관리자를 사용하여 소정 간격을 두고 행한 주기적인 모니터링과 높은 전체적인 모니터링 비용을 수반하는 휴대폰의 지속적인 양방향 사용에 의존하여야만 한다.
미국특허 제5,235,318호(Schulez)는 특정 지역이나 구역에 들어가거나 나오는 사람들을 자동으로 모니터링하는 빌트인 통신능력을 갖춘 개인 방사선 선량계를 개시하고 있다. Shulez 시스템은 컴퓨터 링크에 의하여 원격 감시를 할 수 있으나, 특정 판독 시스템이 모니터링되는 각각의 지역에 설치되어야만 한다.
미국특허 2002/0003470 A1(Auerbach)은 탄환의 지오로케이션을 위한 시스템을 개시하고 있다. Auerbach는 GPS와 삼각측량법을 사용하여 탄환과 그 시그니처를 감지하고 지오로케이션하는 센서의 네트워크를 개시하고 있다.
미국특허 제6,282,410 B1호(Monsen Ⅲ 등)은 위해한 환경에 있는 근로자들을 원격으로 모니터링하는 시스템을 개시하고 있다. Monsen 시스템은 방사선 모니터링 및 비디오 모니터링을 포함하는 완전한 시스템이며, 특정 형태의 원격 근로자 모니터링 상태에 맞춰져 있다.
미국특허 제5,798,458호(Monroe)는 항공기에 대한 테러리스트 위협을 포함하는 위협을 감지하는 아쿠스틱 센서 시스템을 개시한다.
미국특허 제5,339,339호(Petitclerc 등)는 핵 주위를 시찰하거나 모니터링하는 방법을 개시하고 있다.
미국특허 제6,238,337 B1호(Kambhatla 등)는 개인 또는 인구 전체에서 질병의 발병을 감지하는 상이한 디바이스들의 내장 센서를 이용하여 새롭게 떠오르는 질병을 감지하는 방법을 개시하고 있다.
미국특허 제5,132,968호(Cephus)는 센서의 네트워크와 상기 센서를 연결하여 환경 정보를 원격 수집하는 방법을 개시하고 있다.
미국특허 제6,396,416 B1호(Kuusela 등)는 의학적인 모니터링 목적을 위하여 모듈에 플러그를 가지는 휴대폰을 개시하고 있다. Kuusela에 의하여 개시된 기술은 특수화된 센서 모듈을 사용하여 좁은 범위에서 원격으로 측정 가능한 ECG, EEG 및 EMG 기능에 초점을 맞추고 있다.
미국특허 제6,023,223호(Baxter, Jr)는 환경 조건을 측정하는 원격 센서를 갖춘 조기 경보 시스템을 개시하고 있다.
2002년 2월 29일 발행된 미국특허 제6,031,454호(Michael L. Lovejoy, John P. Peeters 및 A. Wayne Johnson)는 "근로자-특이적 노출 모니터 및 근로자의 감시를 위한 방법"에 관한 것으로서, 여기에 참조문헌으로 포함되어 있다.
미국특허 제6,031,454호(Lovejoy 등)는 원격 지오로케이션 및 통신 능력을 갖춘 근로자 특이적 노출 모니터와 교환 가능한 센서 모듈에 대한 방법을 개시하고 있다. 상기 특허는 삼각측량법을 이용하여 근로자를 지오로케이션하는 수단을 개시하고 있으며, 교환가능한 마이크로 또는 나노센서 모듈을 이용하여 어떠한 형태의 노출인지를 결정하는 수단을 제공한다. 상기 특허는 이 기술의 개인 특이적 게놈에의 적용을 설명하고 있다.
상기 특허문헌에 더하여 하기 과학 문헌도 본 발명의 참조문헌으로 인용된다.
H. Sirringhaus 등. 모든 고분자 트랜지스터 회로의 고선명도 잉크젯 프린팅. Science. VOL 290. pp. 2123-2126, 2000.12.15.
D. Hausmann 등. 매우 등각인 실리카 나노라미네이트의 급속 증기 증착. Science. VOL 298. pp.402-406, 2002.10.11.
M. Angelopoulos. 마이크로일렉트로닉스에서 고분자의 전도. IBM Journal of Research and Development. VOL. 45. Number 1. 2001.
J. Li 등. 나노 미터 길이 스케일의 이온 빔 조각. Nature. VOL 412. pp. 166-169. 2001.7.12.
Donhauser 등. 배좌 변화를 통한 단일 분자에서의 전도력 스위칭. Science. VOL 292. pp. 2303-2307. 2001.6.22.
Li-Qun Gu 등. 나노공간에서 단일 분자의 포획. Science. VOL 291. pp.636-640. 2001.1.26.
U. Zㆌlicke. 극소 와이어가 들뜬 상태가 되다. Science. VOL 295. pp. 810-811. 2002.2.1.
Y. Cui 등. 생물학적 화학적 종을 매우 민감하고 선택적으로 감지하는 나노와이어 나노센서. Science. VOL 293. pp 1289-1292. 2001.8.11.
본 발명은 기존의 감지 기술, 네트워크 및 시스템을 토대로 이를 보완하여 새롭고, 완전하게 통합되며, 유연하고 비용 효율적인 해결방법을 제시하며, 특히 현재 감지의 공백을 채우는데 도움을 주어 기존의 전자적 및 안보적 기반을 향상시킴으로써 광범위 위협 감시를 가능케 한다. 특히, 여기에 설명된 기술은 새로운 형태의 매우 탄력적이며, 모듈로 이루어지며, 저비용인 감지기 기술을 소정 국가 내의 모든 장소에, 원칙적으로는 위협이 가장 큰 장소인 인구가 가장 밀집된 장소에 위치시킬 수 있는 수단을 제공한다. 이러한 기술은 개인들이 위부 위험 및 위협에 대하여 자가 감지 및 자기 방어할 수 있도록 한다.
이러한 기술은 여기에 설명되는 본 발명에 필수불가분인 부분을 형성하는 새로운 진보된 센서 기술을 이용함으로써 가능하다.
전술한 본 발명의 특징은 후술하는 상세한 설명과 하기 설명되는 도면을 참조하여 좀더 상세하게 이해되어질 수 있다.
도 1은 화학적, 방사선 또는 생물학적 위협에 대한 센서 모듈을 수용하는 빌트인 삽입 슬롯을 갖춘 휴대폰의 정면도이다.
도 2는 휴대폰 등의 개인 전자 무선 디바이스로의 센서 모듈의 삽입에 대응하는 바람직한 전자적 경로의 흐름도이다.
도 3A는 여기 설명되는 디바이스 내에 맞도록 크기가 작고, 측정 장치 및 제어 장치를 갖춘 소형 전자 방사선 감지기의 디자인이다.
도 3B는 전자 터널링 방사선 측정 나노디바이스이다.
도 4는 본 발명을 위하여 사용되는 일회용 화학코의 내부 소자를 나타내는 투시도이다.
도 5A는 탄저병 전자 감지기의 제1 소자를 드라이 칩에 형성하는 다면 어레이를 나타내는 투시도이다.
도 5B는 드라이 칩의 탄저병 전자 감지기의 제2 소자에 대한 측면 및 상면 투시도이다.
도 6은 트럭 안에 숨겨진 더러운 폭탄과 같은 잠재적인 위험의 존재에 대응하여 대중에 의하여 운반되는 변형된 휴대폰의 사용을 설명하는 도이다.
도 7은 잠재적인 테러리스트에 대한 대응이 연속적인 3단계 제어 및 경고 레벨로 신속하게 활성화될 수 있는 방법을 나타낸다.
도 8은 화학적, 방사선 또는 생물학적 위협의 존재를 원격 감지하는 세계적인 인터페이스를 갖춘 모듈러 무선 감지기의 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시한 모듈러 감지기에 대한 바람직한 전자적 경로를 나타내는 도이다.
도 10은 모듈러 전자 감지기를 포함한 트럭이 잠재적 위협 또는 위헙에 놓여졌을 때 이 트럭을 확인하고 위치를 파악하는 방법을 나타내는 도이다.
[바람직한 실시예의 상세한 설명]
하기 상세한 설명은 본 발명의 전체 시스템을 구성하는 구성요소들의 개별적인 논의들로 편성된다. 본 발명에는 각각 상이한 가능한 구조를 가지는 몇몇 서브시스템이 있다. 본 발명의 핵심 목적 중의 하나는 중요 위협의 광범위 감시를 제공하는 새롭고 매우 비용 효율적인 방법을 제공하는 것이다. 이러한 최대 효과를 성취하기 위하여, 하기와 같이 3가지 기술로 이루어진다.
a) 지오로케이션(geolocation)
이 기술에 이용되는 제 1 구성요소는 지오포지셔닝(geopositioning)을 위한 삼각측량 기술이다. 현재 2가지 시스템이 이용가능하며, 각각은 동일한 원리에 근거한다. 첫 번째는 신호가 정지 위성에 의해 제공되는 GPS 기술에 근거한 삼각측량이다. 이러한 경우, 지오로케이션을 위한 계산은 정지 위성에 의하여 인 시츄(in-situ)로 행해진다. 이는 정확성이 매우 높으며(즉, ∼1미터), 모토로라에 의해 최근 발표된 "모토로라 인스턴트 GPS" 로 명명된 소형 GPS 칩의 도래와 함께, 이 기술은 극도의 소형 디바이스(예를 들면, 휴대폰이나 시계)로 통합될 것이다. GPS 기술의 결점은 비밀리에 작동되지 않는 것이다.
두 번째는 미국특허 제6,031,454호에 개시된 삼각측량 방법에 의한 것인데, 이는 도착시 신호 시간 차이(signal time-difference-on-arrival) 또는 도착시 각도(angle-on-arrival)에 의한 토지 기반의 전송 시스템(예를 들면, 정지 휴대폰 탑)에서 삼각측량에 의하여 지오포지셔닝이 계산된다. 이 기술은 다음 세 가지 이점이 있다. 첫 번째, 계산이 엑스-시츄(ex-situ, 예를 들면, 전송 타워나 네트워크 위치에서)로 행해지므로 지오로케이션되어야 하는 디바이스의 크기가 극도로 작아질 수 있고, 매우 저비용으로 할 수 있다. 두 번째 이점은 휴대폰으로부터의 신호의 가장 근접한 셀 타워까지의 시간을 계산함으로써 기존의 휴대폰 및 전송탑이 이용될 수 있다는 것이다. 세 번째 이점은 이 기술이 비밀리에(대도시에서) 행해질 수 있다는 것이다. 이 기술의 잠재적인 결점은 GPS보다 약간 정확성이 떨어진다는 것과 지오로케이션 정확성이 보통 몇 미터 이내라는 점이다. 응급전화에 대한 미국 연방 통신 위원회(Federal Communication Community; FCC)의 1996년 명령에 응하여, 버라이존(Verizon)은 새롭고 더 비싼 GPS 칩이 장착된 휴대폰의 배포가 필요한 GPS 기반의 방법보다 토지 기반의 삼각측량 방법을 사용할 것이라고 최근 발표하였다.
하기 설명에는 GPS 또는 토지 기반의 삼각측량 기술이 사용되며, 실제로 두 가지 기술은 수반하여 사용될 수 있으며, 또한 수반하여 사용하여야 한다.
b) 무선 네트워크
여기에 사용되는 두 번째 기술은 세계적으로 현재 사용되고 설치되어 있으며, 다양한 형태의 전자통신을 할 수 있는 무선 네트워크이다. 이는 무선 통신 또는 GSM을 의한 글로벌 시스템, CDMA, TDMA 및 GPRS 프로토콜, 블루투스(Bluetooth), 안보 군대 네트워크, 위성 링크 등의 프로토콜을 통한 인터넷 등의 기존 네트워크에의 모든 무선 링크에 근거한 휴대폰 기반의 네트워크를 포함한다.
c) 응급 대응 시스템
여기 이용되는 세 번째 기본 기술은 미국에서 911 시스템 및 부상하는 향상된 911(Enhanced 911; E911) 시스템을 포함하는 현재 사용되는 응급 시스템이다. 부가적인 응급 대응 시스템은 기존의 것 또는 소정 안보 문제에 관심있는 개별 기업, 주 또는 정부에 의하여 설치된 미국에서 사용되는 국토 안보 네트워크, 군대 네트워크, 경찰 네트워크 또는 시스템을 포함한다.
하기 실시예는 새로운 기술을 나타내며, 본 발명의 중요 부분을 이룬다.
전국가적 투명 감시 네트워크
제1 실시예에서, 전자통신을 할 수 있는 휴대폰, PDA 또는 시계 등의 널리 이용되는 전자 디바이스와 그에 관계되는 무선 네트워크가 잠재적인 테러리스트 위협을 감지하는 전국가적 감시 시스템의 새로운 형태의 기술 기반을 제공하는 기초로 이용된다. 전자 디바이스는 Motorola®, Nokia®, L-3 Communications®, Palm®, Citizen® 등의 다양한 마이크로 전자업계의 공급원으로부터 선택될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 이 시스템은 개인 확인, 양방향 통신, 지오로케이션 및 관계되는 일렉트로닉스에 대한 모든 필요한 자동 소자를 제공한다. 또한, 이미 전세계 거의 모든 사람들이 휴대폰 등의 디바이스를 지참하고 있기 때문에, 시스템은 대부분의 국가에서 유비쿼터스하다. 광범위한 분포때문에, 디바이스를 지참하고 있는 사람이 잠재적 위협에 부딪칠 확률은 최대화된다. 실제로, 반복되는 부딪힘이 예상되므로, 그에 의한 위양성을 제거하거나 감소시키는 수단이 제공된다. 휴대폰 사용자는 이미 범죄나 잠재적 테러리스트 위협의 감지에 현저한 기여를 하고 있다. 이러한 감지 수단을 좀더 효율적이고 자동화하는데 현재 결여되어 있는 것은 신규한 센서 기술의 부가에 의한 기존 휴대폰의 변형이다.
광범위 감시와 위협 분석을 위한 이러한 신규 기술 및 현재의 네트워크로의 통합이 본 발명 목적의 하나이다. 이러한 변형이 실행되면, 이 시스템을 채택하는 어떠한 국가에서도 저비용이며, 전국가적이고, 투명하며 매우 탄력적인 감시 네트워크가 계획될 수 있다.
외부 위협에 대한 모듈러 센서를 갖춘 개인 디바이스
도 1을 참조하면, 무선 네트워크, 지오로케이션, 양방향 통신 능력, 단일의 시그니처 아이디(ID)를 가지며, 일반적으로 사람이 착용 또는 사용하는 것인 널리 사용되는 개인 전자 디바이스 10이 있다. 상기 디바이스는 하기 시스템, 즉, 휴대폰, PDA, 내장된 무선 능력을 갖춘 전자 시계, 양방향 호출기 또는 BlackBerryTM 등 양방향 이메일 디바이스의 어느 것이어도 좋다. 전술한 바와 같이, 그러한 디바이스는 Motorola®, Nokia®, L-3 Communications®, Palm®, Citizen® 등의 다양한 공급원에 의하여 공급된다. 트랜스시버에 의하여 제공되는 통신 등 전자 디바이스의 전자통신 기능성은 무선 디바이스와 원격지 사이에 상호작용을 제공한다. 가장 바람직한 실시예는 휴대폰 또는 변형된 시계의 사용이며, 상기 언급된 디바이스의 어느 것도 사용될 수 있는 것으로 알려져 있지만, 주로 휴대폰을 기준으로 한다. 나아가, 산업계에 제공되는 것과 같이, 전자 디바이스에는 빌트인 배터리 시스템과 같은 전력 공급 시스템이 있다. 디바이스는 통합된 이중 용도 유닛 20을 형성하는 센서 또는 센서 모듈 16을 수용할 수 있는 빌트인 슬롯 12를 포함한다.
플러그 가능한 센서 또는 센서 모듈의 기초적인 전자 구조, 특성 및 적용은 이미 본 발명자에 의한 미국특허 제6,031,454호에 상세하게 기술되어 있어, 이를 참조로 하여 여기에 기술한다. 미국특허 제6,031,454호에 나타난 바와 같이, 센서 모듈 기술에 의하면 다양한 형태의 센서를 동일한 디바이스에 호환성 있게 사용할 수 있다. 각각의 센서 모듈은 다수의 매우 작은 센서 또는 나노센서를 포함하는 통합 센서 카트리지이어도 좋다. 모듈에 포함될 수 있는 센서의 형태는 하기에 상세하게 설명되지만, 중요한 특징은 이러한 센서 모듈이 정확하게 동일한 크기이며, 완전하게 호환가능하며, 자급식이라는 점이다.
도 2를 참조하면, 디바이스 10에 센서 모듈 16을 플러그하면 디바이스 내의 마이크로콘트롤러 또는 마이크로프로세서에 의하여 문의 루프 42에 접속한다(여기 도시되지 않은 상세한 내용은 미국특허 제6,031,454호의 도 2를 참조). 이어서, 46에 나타난 바와 같이, 마이크로콘트롤러는 센서 모듈에게 질문한다. 센서 모듈이 인식되지 않으면, 외부 경고 48이 활성화되어 외부 디스플레이 및/또는 소리 신호로 경고한다. 센서 모듈 16은 레퍼런스 테이블을 포함하며, 선보정되거나 EEPRoM 또는 다른 수단을 통하여 프로그래밍된다. 센서 모듈은 일렉트로닉스, 센서 레퍼런스 테이블, ID, 연결 수단 등의 관점에서 완전히 자급식이며, 여기에서 설명되는 개념은 "플러그 앤드 플레이" 형태의 기술이다.
일부 센서 어플리케이션에 대해서는 작동 중에 계산을 수행하기 위하여 좀더 값비싼 마이크로프로세서 용량이 요구될 수도 있음을 주의하여야 한다. 로직, 프로세서 및 메모리 등의 프로그래밍 가능한 내부 소자를 포함하는 다수의 새로운 진보된 마이크로칩이 현재 시판되고 있는데, 예를 들면, 자일링스사(Xilinx Corporation)로부터 필드프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array;FPGA), CoolRunnerTM 또는 Virtex-Ⅱ Pro 칩 등이다. 사용되는 정확한 아키텍처는 휴대폰이나 개인 디바이스의 기존의 마이크로프로세싱 능력으로 이루어지는 사용 정도에 근거하며, 본 출원에서는 "마이크로콘트롤러"와 "마이크로프로세서"가 호환성 있게 사용된다. 일반적으로 본 발명의 목적은 전력 및 센서의 프로세싱 요건을 최소화하여 전력 소비와 크기를 최소로 감소시키는 것이다. 서브-미크론 일렉트로닉스 및 나노일렉트로닉스에서의 새로운 진보가 이루어지고, 이러한 진보는 여기에 설명된 센서를 휴대폰이나 시계에 맞추는데 특히 관계된다. 또한, 내장 소자 등의 새로운 제조방법 및 기술의 사용도 하기 설명되는 바와 같이 이루어진다.
일반적으로, 전자 디바이스에 대한 제어 시스템이 마이크로프로세서나 마이크로콘트롤러 및 메모리 시스템에 의해 제공된다. 센서 모듈이 하나 또는 조합된 외부 위험 요소에 대하여 메모리에 저장된 미리 설정된 역치 50에 도달하면, 센서 모듈은 디바이스 내의 마이크로콘트롤러 또는 마이크로프로세서에게 알리고, 알람 52는 미리 설정된 결정 54에 따라서 내부 알람 48 또는 외부 알람 56으로 형성된다. 외부 알람 56은 하기에 좀더 상세히 설명되는 바와 같이, 원격 네트워크로 송신될 수 있다. 무선 네트워크로 전송이 완료되면, 다음과 같은 정보, 즉, ID(휴대폰 번호), 암호, 지오로케이션 좌표(GPS 칩이 있는 경우), 센서 모듈 타입과 ID, 위험과 위험 레벨 및 미리 기록된 메시지 또는 경보 활성화 코드가 중계된다. 이러한 데이터의 일부 또는 전부는 사용되는 네트워크 및 정확한 어플리케이션에 따라 인코딩된다. 이러한 형태의 정보는 제어 시스템과 센서 모듈에 의해 감지되는 다양한 요인에 관하여 개인에게 경고하는 통지 수단으로서 이용된다.
신규한 센서
본 발명을 휴대폰과 같은 소형 디바이스에 통합시키기 위해서는, 신규 전자 마이크로센서 기술이 요구된다. 마이크로패브리케이션, MEMS 및 나노기술에서의 최근의 진보는 크기가 매우 작고, 신뢰성이 높으며, 전력 소비가 극도로 낮은 미크론 및 서브-미크론 전자 센서 또는 센서 어레이의 제조를 가능케한다. 이 센서는 실제로 매우 작아서 교환 가능한 나노센서 어레이(미국특허 제6,031,454호에 기재된 바와 같음)가 사람들이 직접 지참하는 시계나 다른 디바이스 등에 포함될 수 있다. 많은 형태의 마이크로센서, 마이크로센서 어레이 또는 나노센서가 현재 개발 중이며, 물리적 위험 센서, 화학적 센서, "코" 기술 및 생물학적 시그니처를 감지하여 탄저병 등의 중요한 생물학적 위험을 인지할 수 있는 생물학적 센서(또는 바이오센서)를 포함한다.
본 출원에서, 휴대폰에 직접 설치되거나 테러리스트 또는 외부 개인적 위협을 감지하기 위한 다른 소형 디바이스에 포함됨으로써, 하기에 설명되는 형태의 전자 센서는 단독으로 또는 센서 모듈 16에 삽입되는 것으로 계획된다.
칩의 방사선 센서
방사선 센서는 여기에서 방사성 물질의 붕괴로부터 방출되는 고속 중성자, 열 중성자, 엑스선, 알파, 베타 또는 감마선의 신호를 감지하는 수단으로 정의되며, 이는 "더러운 폭탄", 원자폭탄 또는 핵물질원의 존재를 밝힐 수 있는 것이다.
디바이스 10의 일실시예는 교환할 수 있는 센서 모듈 16에 포함되거나 디바이스 내에 직접 설치되는 소형 전자 방사선 센서를 포함한다. 이러한 빌트인 소형 디바이스는 선보정된 표준 방사선 센서(예를 들면, 소형 에너지 보정된 할로겐-퀀치 Geiger-Muller 튜브에 근거한), 라도스사(RADOS Corporation)에 의해 생산되는 다이렉트 이온 스토리지(Direct Ion Storage ;DIS) MOSFET 트랜지스터 등의 현재 시장에서 이용가능한 다른 소형 전자 방사선 센서 기술, 아직 개발 중인 센서 또는 하기에 설명되는 어떠한 기술이어도 좋다.
이상적으로 빌트인 방사선 센서는 매우 민감하고, 정확하며, 저압 실온에서 작동하며, EM 또는 RF 간섭에 의하여 영향받지 않고, 디바이스의 현재 크기에 거의 영향을 주지 않으면서 휴대폰 내의 작은 칩에 맞을 수 있게 크기가 작은 새로운 형태이다. 이러한 칩의 주요 목적은 방사능원을 정확하게 측정하는 것이 아니라 이러한 잠재적인 방사능원이 존재하기 위한 역치를 감지할 수 있도록 하는 것이다.
도 3A를 참조하면, 센서 모듈 16 내에 포함되거나 또는 개인 디바이스에 직접 설치될 수 있는 메모리를 갖춘 프로그래밍 가능한 소형 마이크로콘트롤러 또는 마이크로프로세서 72는 최소한 2개의 대칭이며 매우 민감한 전자 마이크로디바이스 76 및 80에 병렬로 연결된다. 디바이스 76은 특히 방사선에 최대한 민감하게 설치되는 반면에, 레퍼런스인 디바이스 80은 방사선에 최대한 무감각하게 설치되고, 이를 좀더 보호하기 위하여 차폐물 84를 포함할 수 있다. 차폐물 84는 원자 밀도에 의하여(납과 같은 고밀도의 금속 등), 흡수 또는 퀀칭에 의하여(특정 크리스탈 등), 또는 중성자에 대한 베릴륨(Be) 등의 투영에 의하여 방사선을 차단하는 것으로 알려진 물질이다. 디바이스 76은 예를 들어 베릴륨으로 만들어진 선택적인 소형 오목 접시 78을 포함하여 입사되는 방사선 흐름을 감지기 76으로 집중시켜도 좋다. 이러한 접시는 Be9으로 만들어지며, 고속 중성자가 부딪쳤을 때 Be9이 2개의 열중성자를 배출하면서 Be8로 변화하기 때문에 신호를 집중시킬 뿐 아니라 증폭시킨다.
마이크로디바이스 76 및 80은 방사선에 대한 민감도를 제외한 모든 면에서 유사하다. 이 디바이스들은 특히, 저압 및 실온에서 작동하도록 설치된다. 이러한 디바이스의 예는 쿼츠가 도핑 또는 코팅되거나 그렇지 않은 시계(또는 쿼츠 마이크로밸런스 센서), 차폐되거나 차폐되지 않은 저소음 다이오드, 코팅되거나 코팅되지 않은 MEMS 센서를 포함하며, 민감한 마이크로디바이스는 휴대폰이나 디바이스 내에 존재할 수 있으며, 이중 센서-레퍼런스 형태(dual sensor-reference type)기술로서 사용될 수 있다. 도핑 또는 코팅에는 중성자와 강하게 반응하고, 원자 폭탄 및 특정 형태의 "더러운 폭탄"에 대하여 원격으로 측정가능한 방사선 시그니처 구성요소의 하나로 알려진 B10(붕소) 또는 리튬이 사용된다. 엑스선 및 감마선(특정 더러운 폭탄에 대한 원격 시그니처 구성요소)에 대한 도핑 또는 코팅에서는 소듐 아이오다이드, 세슘 아이오다이드, 카드뮴 텔루라이드, 카드뮴 아연 텔루라이드, 갈륨 아세나이드, 머큐릭 아이오다이드가 단독으로 또는 감마 방사선과 반응할 수 있는 다른 원소와 결합하여 사용된다. 도핑은 어플리케이션 및 제조방법에 따라 특정 금속이나 다른 화학물질을 포함할 수도 있다.
다중 시계 설계가 사용되고, 디바이스가 적절하게 보정되면, 방사선 이벤트는 마이크로콘트롤러 또는 마이크로프로세서 72에 의하여 정확하게 측정되며, 메모리에 저장된 미리 설정된 보정 표준에 대하여 평가될 수 있는 마이크로 디바이스 76에서의 주파수 편이 변조를 야기할 수 있다. 이러한 경우의 보정은 어디에나 배경 방사선이 존재하므로 매우 중요하고, 한 위치에서 다른 위치로 변화할 수 있다. 디바이스 80은 민감하지 않으며(또는 매우 덜 민감하고), 이러한 차이는 전자적으로 극소의 배터리 소모로 측정가능하다. 디바이스 내에 포함된 모든 다른 민감한 전자 구성 요소들이 측정 및 통신 문제를 회피하는데 무감각해질 뿐 아니라 디바이스 72가 방사선에 무감각해진다.
시계의 쿼츠 크리스탈은 방사선에 민감한 것으로 알려져 있으며, 이러한 민감성은 크리스탈의 특성이나 순도의 미세한 변화로 바뀌는 것으로 알려져 있다. 현재의 방사선 감지기의 선행기술은 소듐 아이오다이드, 세슘 아이오다이드 또는 카드뮴 아연 텔루라이드를 포함하는 매우 고밀도인 크리스탈에서의 방사선 흡수에 근거한다. 그러므로, 방사선 이온화에 대한 2가지의 완전히 상이한 민감도를 갖는 2가지의 튜닝된 크리스탈에 근거한 2-시계(2-clock) 디자인은 휴대폰이나 시계에 맞도록 크기가 작은 칩에 소형 방사선 센서를 설치하는 효율적인 방법일 수 있다. 주파수 튜닝이나 보정은 예를 들면, 한 쪽에는 금(레퍼런스로), 다른 한 쪽에는 붕소 도핑을 사용하는 데에 기초한다. 도 3A에 도시된 기술을 사용하면 (크리스탈이 상이하므로) 크리스탈의 진동 주파수 스펙트럼은 상이한 값을 나타내지만, 마이크로콘트롤러에 의해서 변화를 측정할 수 있으며, 내부 메모리 또는 외부 EEPRoM(도시하지 않음)에 저장된 내부 레퍼런스 테이블과 비교될 수 있다. 또한, 프로그램 가능한 마이크로콘트롤러에 의하여 각각의 칩을 정확하게 개별적으로 보정할 수 있다.
다중 시계 설계에 더하여, 휴대폰, 시계 또는 PDA 등의 개인 디바이스에 삽입될 수 있을 정도의 크기를 가진 것이라면 다른 방법과 기술이 사용될 수 있다. 일예는 특별히 설계되고 도핑된 다이오드 회로와 미세 전도도 차이 측정에 근거한다. 도 3A의 설계는 실제로는 포획 또는 반응 표면과 작은 전기회로 사이에 인터페이스가 있는 소형 회로, MEMS 센서 또는 기술에 적합하다.
또한, 나노기술에서의 새로운 진보는 이러한 측정을 서브-미크론 또는 나노 회로 수준에서 가능하게 할 수 있다. 도 3B 및 U. Zulicke, "극소와이어가 들뜬 상태가 되다(Ultrasmall Wires Get Exited)" (Science VOL 295, pp. 810-811. 2002. 2. 1), Y. Cui 등, "생물학적 화학적 종을 매우 민감하고 선택적으로 감지하는 나노와이어 나노센서(Nanowire Nanosensor for Highly Sensitive and Selective Detection of Biology and Chemical Species)" (Science VOL 293, pp.1289-1292, 2001. 8. 11)를 참조하면, 붕소 도핑된 실리콘 나노와이어(SiNWs) 91 또는 다른 나노와이어와 근처의 이온화나 들뜸에 근거하는 이온의 터널링을 측정할 수 있도록 하는 작은 간극 또는 게이트 93을 이용하여 내장 방사선 나노센서를 제조할 수 있다. 도핑된 나노와이어 내에 또는 인접한 포획 표면 지역 95 내에서 중성자의 외부 소스에 의하여 붕소가 들뜨면, 측정될 수 있는 전자 터널링의 쉬프트가 야기된다. 게이트는 일반적으로 비전도성이며, 전압 바이어스가 간극의 양면 사이에 걸릴 수 있다. 이러한 나노 방사선 센서는 마이크로 또는 나노 트랜지스터 또는 회로의 일부분으로서 설치될 수 있고, 크기가 매우 작아서 내부에 쉽게 들어맞고, 시계 회로소자의 구성요소가 될 수 있다. 지역 95는 일반적으로 와이어 면적보다 넓고, 칩의 전체 레이어로서 내장되어 포획 면적을 최대화한다. 또한, 다중 내장 포획 지역 95가 설치될 수 있고, 서로 90도를 이루도록 되어 있어 최적화된 360 포획 표면이 제공될 수 있다. 내장 포획 지역은 리튬 또는 붕소6로 구성된다.
어떠한 설계가 이용되더라도 본 실시예의 특징은 크기가 매우 작으며, 매우 낮은 전력 소비를 가진 방사선 센서의 사용이다. 예를 들면, 전자 터널링을 발생시킬 수 있는 충분한 전위를 일으키는 외부 방사선 이벤트에 의하여 나노회로가 간단하게"온(on)"으로 켜질 때까지 나노센서의 간극은 "오프(off)" 상태이므로, 도 3B의 방사선 나노와이어 간극 붕소 센서는 전류를 더 이상 사용하지 않을 수 있다. 차례로 이것이 감지되고, 증폭되고 나면 경보가 활성화되고, 통신 수단은 꺼지며 그에 의하여 배터리 사용 또는 다른 전력 공급 시스템이 최소화된다. 미국 특허 제6,031,454호에 나타난 바와 같이, 전력 소비는 실제 매우 낮아서, 태양 전지가 전체 센서에 전력을 공급하는데 충분하다.
크기에 더하여 본 발명에서 특히 중요한 점은 각각의 기술의 구성요소에 적용할 수 있는 많은 상이한 어플리케이션을 충분히 고려하고 있다는 것이다. 예를 들면, 후술하는 바와 같이 "더러운 폭탄" 또는 숨겨진 원자 무기의 자동 투명 광범위 감지에 대하여, 칩 상의 방사선 센서의 보정은 다른 어플리케이션 (개인 선량계 등)에 대한 칩의 보정과는 상이하다. 광범위 감시를 위한 칩은 일반적으로 배경 방사선 노이즈에 대하여 덜 민감하며, "더러운 폭탄"에 특유한 특정 방사선 시그니처만을 인식하는 미리 프로그래밍된 특정 코드를 포함한다. 이러한 시그니처는 다중 감지기가 사용되며, 하나의 센서는 중성자를 측정하고, 다른 센서는 감마 방사선을 측정하는 도 3A에 도시된 디바이스로 코드될 수 있다. 이 기술에 의하여, 더러운 폭탄이나 숨겨진 원자 무기가 충분히 차폐되지 않으며, 원격으로 측정가능한 심각한 방사능원이라는 것이 예측된다. 이러한 방사선 센서 기술은 캔버라 앤드 스미스(Canberra and Smith)를 포함하는 다양한 회사에 의하여 공급되며, 이에 한정되지는 않는다.
화학적 센서 및 코
다수의 상이한 화학적 센서 기술이 최근 이용 가능하거나 또는 개발 중에 있다. 이에는 공명 주파수의 공기 쉬프트에서의 화학물질의 결합, 전기 전도도의 변화, 광학 특성의 변화 및 마이크로 기계학적 특성의 변화에 근거하여 전자적으로 측정하는 센서가 포함된다. 특히 주목할 점은 소형 저전력 전자 칩 또는 코로 다수의 상이한 화학물질 또는 화학적 구성요소를 동시에 측정할 수 있는 완전하게 가역적인 마이크로 또는 나노어레이 센서이다. 이러한 어플리케이션에는 표면탄성파, 쿼츠 마이크로밸런스, 마이크로 전자-기계학적(MEMS) 센서, 고분자 어레이, 금속 산화물 박막, 마이크로-광학 센서 또는 다른 센서들이 적합하다. 이러한 기술 및 그의 화학적 센서로의 적용성에 대한 기본적 원칙은 과학적 또한 상업적 문헌에 널리 기재되어 있으며, 다수의 이러한 센서 기술은 상업적으로 이용될 수 있기 시작하였다. 예를 들어, 시라노사이언스(Cyrano Science)사는 고분자 조성물에 근거한 "시라노오즈(Cyranose)" 기술을 판매하기 시작하였고, 비에이이 시스템(BAE Systems)은 표면 탄성파 기술에 근거한 "제이씨에이디 켐센트리(JCAD ChemSentryTM)" 기술을 판매하기 시작하였다. 전도도 변화는 화학 결합을 측정하는 특히 용이한 방법이며, 미리 저장된 레퍼런스 테이블과 비교되어지거나 다양한 정도의 마이크로프로세스 파워를 요구하는 주성분 분석(Principal Component Analysis; PCA) 또는 신경망(Neural Network) 등의 좀더 복잡한 통계분석에 의하여 비교될 수 있다. "코" 형태의 기술은 신경 가스 등의 환경적 위험 또는 화학물질의 일부 복잡한 화학적 분석에 특히 바람직하다.
이러한 어플리케이션에서, 센서 모듈 16은 전도도 또는 공명 쉬프트 측정에 근거한 영구적인 또는 장기간 사용할 수 있는 마이크로 또는 나노센서 어레이 또는 후술하는 바와 같은 일회용 코를 포함한다. 영구적인 센서가 사용되면, 세라믹, 실리콘 또는 쿼츠 등의 안정한 표면에 마이크로 또는 서브마이크로 제조테크닉을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 집중화 이온 빔, 원자층 증착디바이스(atomic layer deposition; ALD), 터널링 스캔닝, 원자외선(EUV) 리소그라피 또는 단일 원자 또는 원자 그룹을 잘 다룰 수 있는 다른 초정밀방법 등의 증착 또는 제조방법이 사용된다.
모든 화학적 센서는 휴대폰이나 시계에 삽입될 수 있을 정도로 크기가 작다. 일반적으로 센서 어레이는 면적이 1cm2 이하이며, 깊이는 수 밀리미터(mm) 이하이다. 영구적인 센서로 서브-미크론 또는 나노 제조방법이 사용되면, 센서 어레이는 1mm2 이하이다.
일부 형태의 화학적 센서는 시간이 지남에 따라 기능이 저하되는 것으로 알려져 있고, 몇 년간 휴대폰 등의 운반가능한 개인 디바이스가 일반적으로 사용되고 있기 때문에, 일예는 새로운 형태의 "일회용 코" 기술의 사용을 포함한다. 일회용 코는 매우 저비용이며, 미리 포장된 본체는 상업적으로 광범위하게 사용되며, 일 단계 조작으로 매우 용이하게 교체될 수 있는 플라스틱으로 주로 만들어진다. 일회용 코는 추가적으로 다양한 화학물질을 감지할 수 있는 다중 센서 또는 센서 어레이를 포함한다. 센서 모듈이 사용되면, 일회용 코는 모든 필요한 잔류 전자 소자들을 포함할 수 있는 모듈의 분리가능한 소자를 형성한다. 그렇지 않으면, 이러한 구성요소들은 일회용 코를 수용하는 연결 슬롯을 가진 개인 디바이스에 직접 설치된다. 이러한 코 기술은 캔버라 앤드 스미스(Canberra and Smith) 등의 다양한 회사로부터 공급되며, 이에 한정되지는 않는다.
도 4를 참조하면, 특정 도핑된 잉크 또는 고분자 등의 특정 전도성, 반전도성 또는 비전도성 물질의 패턴 104가 프린트되거나 증착된 비전도성 기판 101이 있다. 고분자는 폴리아닐린, 폴리벤조티오펜, 폴리티오펜, 리지오레귤러(regioregular) 폴리(헥실티오펜) 등이다. 고분자는 요오드, 아세닉 펜타클로라이드, 염화철(Ⅲ), NOPF6 및 소듐 나프탈리드 등의 화학물질에 의하여 산화 또는 환원함으로써 도핑된다. 직접적인 프린팅에 적합한 전도성 나노입자로 도핑되는 새롭고 안정한 잉크 또는 고분자가 사용될 수 있으며, 일부 어플리케이션에 특히 바람직하다.
기판 101은 실리콘계 물질 등 단단한 물질 또는 유연한 물질이며, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 아세테이트 등의 플라스틱 또는 잉크젯 프린터용으로 사용되는 시판 플라스틱 시트로 만들어진다. 잉크젯, 접촉 프린팅, 스탬핑(stamping) 및 스크린 프린팅 등의 다양한 프린팅 또는 증착 테크닉이 당업자에게 이용될 수 있으며, 알려져 있다.
이러한 기술을 특히 비용 효율적으로 하기 위하여, 표준 잉크젯이나 플렉소그래픽(Flexographic) 프린팅 등의 다른 새로운 프린팅 기술을 사용하여 플라스틱과 같은 부드럽고 유연한 기판의 큰 시트 위에 일회용 프린팅하는 것은 상이한 형태의 잉크젯, 전도성 고분자 또는 유연하고, 고온도 가황이 필요하지 않으며, 전도도가 특정 화학물질의 결합으로 변화하는 다른 화학물질을 사용하는데 특히 바람직하다.
기판 101 위에는 전도성 리드로 작용하며, 안정한 전도성 잉크 또는 전도성 고분자를 사용하는 프린트되거나 증착된 정밀 기하학적 패턴 104가 있다. 한 면에 있는 리드는 더 큰 연결 지역 106을 형성하고, 다른 면은 리드와 서로 연결되어 개별 센서를 형성하는 그 지역 내에 특정 고분자를 프린팅하거나 증착시키는 하나 이상의 인터스페이스 지역 108을 형성한다. 다중 대칭 패턴 104는 기판 101 위에 프린트되고 일반적으로 각각의 인터스페이스 지역은 상이한 고분자를 포함하여 다중 개별 화학적 센서 107이 만들어지고, 완전한 센서 어레이 또는 코 109를 형성한다. 또한, 다중 지역 108은 고분자 또는 전도성 잉크를 각각의 개별 센서 내에 그라데이션 또는 혼합하는 각각의 센서 소자 107에 포함되며, 그에 의하여 전체 센서의 판별력이 향상된다. 코 109 위에는 일반적으로 렉산(Lexan) 폴리카보네이트 등의 단단한 플라스틱으로 만들어지며, 다중 금속성의 또는 금속화된 플러그인 리드 114를 가지는 외부 전자 연결 지역 112를 포함하는 전자 연결 프레임 110이 결합된다. 플러그 인 리드 114의 각각은 구성요소 101과 110을 연결하여 그에 의하여 외부 연결 수단을 제공하면서 각각의 센서 소자에 대하여 지역 106을 관통하기 위한 날카로운 핀 116과 연결된다. 연결 리드로는 금 도금된 금속이 특히 바람직하다. 다른 연결 시스템도 사용될 수 있으며, 전도성 접착제 또는 겔과 조합된 플랫 커넥터 (핀 116을 대신하여)를 포함하여도 좋다. 일부 어플리케이션에서는 경화된 전도성 고분자가 사용될 수 있으며, 그에 의하여 제조비를 감소시킬 수 있다.
코 109는 전도성 겔이나 접착제로 채워진 소형 구멍을 포함하는 비전도성 받침 위에 놓여진다. 프레임 110이 기계적으로 구성요소 109 및 120에 결합되었을 때, 각각의 핀 116은 각각의 상응하는 연결 지역 106을 관통하여 각각의 개별 센서 소자를 외부적으로 결합시킨다. 구멍 122 내의 겔이나 전도성 잉크는 전체 센서 유닛을 밀폐시키는데 도움을 주면서 안정하고 장기간 전자적으로 연결시킨다.
구성요소 110-109-120으로 이루어진 유닛 위에 Gore-Tex® 등의 물질로 만들어진 반투과성 증기 장벽 128이 탑재되어 가능한 물에의 노출로부터 고분자 센서를 보호한다. 증기 장벽 128의 지지 프레임에는 충분한 높이의 스페이서(도시하지 않음)가 포함되어 증기가 인터스페이스에서 자유롭게 흐르도록 하고, 센서 기판 101과 상호작용하도록 한다. 유닛 128-110-109-120 위에는 다중 구멍을 가지고 밀폐된 센서 유닛 140을 형성하는 보호 그리드 136이 추가된다. 전체 유닛 140은 크기가 작고(일반적으로 약 1cm2), 주로 플라스틱으로 만들어지며, 어디에서나 매우 용이하게 판매될 수 있는 밀봉된 저비용의 광범위하게 이용되는 포장 내에 미리 포장되어진다. 예를 들면, 이 기술은 식료품점 또는 약국의 계산대에서도 이용할 수 있다.
코 109는 공기에 노출되었을 때 다른 센서 소자보다 더 빨리 시간에 따라 기능이 저하되며, 센서 모듈이나 카트리지의 코를 교체할 시기가 되었을 때 사용자에게 경고하는 계수기(counter)로서 작용하는 적어도 하나의 전도성 화학 구성요소를 포함한다. 또한, 코는 공기 중에 존재하는 습기의 양을 측정하는 흡습성 물질로 만들어진 습도 센서를 포함할 수 있다. 고분자의 전도도가 시간 및 습도에 따라 변화하기 때문에, 레퍼런스 테이블은 계수기와 습도계의 값의 변화에 따라 변화한다. 고분자 코 및 고분자 전자 회로의 제조, 측정 및 보정 방법은 당업자에게 공지된 바이며, 여기에 포함된다.
본 실시예의 목적은 매우 저비용으로 일 단계 "플러그 앤드 플레이" 포장으로 매우 광범위하게 사용될 수 있으며, 일정 간격으로 교체할 수 있는 복합 소형 화학적 센서의 제조수단 및 용도를 제공하는 것이다.
일회용 코 기술은 특히, 휴대폰이나 PDA 등의 개인 전자 디바이스의 장기간 사용을 보완하기 위한 것이다. 이 기술을 이용하면, 장기간, 저비용으로 사린, 소만, VX, 시안화수소 등의 감지를 포함하는 다중 화학적 위협 감지 어플리케이션이 가능하다. 이 기술은 미국특허 제6,031,454호에 개시된 바와 같이, 개인의 특이한 의학적 요구때문에 특정인에게만 부정적인 효과를 가지는 개인 특이적인 외부 화학적 위험의 장기간 감지를 위한 어플리케이션을 포함한다.
일부 어플리케이션에는 더욱 간단한 선보정된 통합 단일 화학적 센서 소자가 센서 모듈에의 삽입에 바람직하거나 직접 디바이스 내에 설치되며, 전도성 고분자 보다는 다른 기술에 기초할 수 있다. 단일 화학적 센서에 대한 레퍼런스는 예를 들면 피가로 엔지니어링사(Figaro Engineering Inc.) 또는 옴론(OMRON) 등의 회사에 의하여 만들어 진다.
칩의 탄저병 감지기
칩의 소형 생물학적 물질 센서는 현재 집중적으로 연구되고 개발되고 있다. 이러한 소정 어플리케이션의 특히 중요한 점은 표면 전자화학적 측정에 근거한 공기 중의 탄저병 포자와 같은 중요한 생물학적 위협을 감지하는 드라이 칩의 소형 센서이다. 아이어트로퀘스트사(IatroQuest Corporation)의 BioAlloyTM 센서 기술이 참고되지만, 이러한 형태의 기술은 여전히 개발 중이다.
바람직한 일 실시예에서, 특히 공기 중의 탄저병 포자를 감지할 수 있는 새로운 형태의 소형 생물학적 센서를 제공한다. 무기화된 탄저병 포자는 항체 또는 유기체의 외피 또는 코팅에 존재하는 개별 단백질의 형태에 근거하는 액체 기반의 감지 시스템에 의해서는 포자를 인식할 수 없도록 하는 특정 화학물질로 코팅되어 있기 때문에, 특별한 문제를 가지고 있다. 그러므로, 탄저병을 확실하게 감지할 수 있는 유일한 방법은 포자를 따로 쪼개서 정교한 DNA 방법을 사용하는 것이다.
이 기술은 후술하는 2가지 원칙을 조합하여 사용한다. 첫째, 표면의 정전기적 및 화학적 표면 성질에 기인하여 작은 입자들이 특정 표면에 의하여 끌어당겨지거나 또는 반발하는 능력이 알려져 있다. 도 5A를 참조하면 제1 영역에, 작은 칩(일반적으로 1cm2 이하) 위에 결정질 실리콘, 유리 또는 특정 세라믹 등의 극도로 편평하고 안정적인 비전도성 표면 150이 있다. 외부 연결 또는 리드(도시하지 않음)를 가진 개별 전극 152가 표면 위에 놓여진다. 전극은 표준 리소그래피 방법에 의하여 비전도성 표면에 내장된다. 화학적으로 상이한 개별 그리드 154는 이어서 표면 150 위에 마스크를 사용하여 증기 증착되어 상이한 화학적 표면 159의 안정하고 영구적인 어레이 156을 형성한다. 증기 증착 기술로는 펄스 레이저 증착, 스퍼터링(sputtering) 또는 원자층 화학 증기 증착 등이 적합하다. 일반적으로 각각의 표면은 단지 수백 내지 수천 원자 두께이다.
얻어진 어레이는 크기가 동일하고, 화학적 표면 조성은 상이한 수십 또는 수백의 영구적인 그리드 154를 가진다. 각각의 그리드는 도랑 또는 실리콘 등의 안정한 구성요소로 된 벽인 분리 지역 또는 공간 158에 의하여 서로 전기적으로 절연된다. 어떠한 종류의 화학물질도 다음 세 가지 특성을 가지면 개별 그리드 154의 제조에 이용될 수 있다. 1) 화학적으로 안정하고, 원자 이동이 일어나지 않을 것, 2) 무기화된 탄저병 포자에 가능한 것으로 알려진 코팅 각각에 대하여 다양한 정도의 정전기적 인력을 가지는 것으로 알려진 화학적 조성물일 것, 3) 어느 정도 전기 전도도를 가지는 것이다.
도 5B를 참조하면, 두 번째 영역에, 정확하게 제조된 전도성 마이크로전극 160의 매트릭스가 있다. 마이크로전극은 탄저병 포자 164가 전극 내에 정확하게 들어맞을 수 있는 크기와 특정 형태를 가지고 있어서, 전극 내에 꼭 맞는 입자의 성질을 정확하게 전기적으로 측정하는 수단을 제공한다. 탄저병 포자와 정확하게 동일한 부피를 가진 먼지 조각은 탄저병 포자와 같은 전도도 및 전자 시그니처를 나타내지 않는다. 전극 160은 유닛 156의 개별 그리드 154와 동일한 표면적을 정확하게 덮는 그리드 패턴을 형성하며, 분리 유닛 170을 형성한다. 전극 160은 각각의 그리드마다 크기가 달라지거나 또는 같은 크기이다.
첫 번째 영역과 두 번째 영역은 충분한 간격을 가진 하나의 칩으로 조합되어 예를 들면 전기적으로 비활성인 스페이서(도시하지 않음)를 사용하여 전극 160이 표면 159와 접촉하지 않도록 한다. 다양한 제조 방법이 사용될 수 있다. 두 개의 표면 156 및 170은 2개의 개별적인 칩으로 제조되고나서, 극도로 정밀한 다이 본딩 장비(die bonding machine)을 사용하여 정확하게 오버레이함으로써 결합된다. 또 다른 방법은 칩을 연속하는 층으로 형성하거나 또는 두 개의 유닛 면을 나란하게 설치하는 것이다. 가장 바람직한 실시예는 두 개의 층을 하나의 층 상부에 다른 층을 결합하여 두 가지로 판별 및 분석하는 단일 전자 칩을 얻는 것이다. 전체 칩은 교체 가능한 센서 모듈에 포함되며 일반적으로 20 내지 100 μ2인 개구부를 갖는 그리드(도시하지 않음)에 의하여 보호되어, 더 큰 입자들을 배제하면서 하나의 탄저병 포자가 센서의 내부 및 외부로 자유롭게 흐르도록 한다.
전기적 시그니처가 측정되고 외부 마이크로프로세서(도시하지 않음)에 의하여 통계적으로 판별 측정된다. 1차 판별은 각각의 그리드에서 다음 그리드와 비교한 입자의 보유 시간 및 인력이다. 2차 판별은 그리드 내의 입자의 전기 전도도 측정이다. 2단계로 측정 및 판별되므로, 이 기술은 주요 원소 분석법(PCA), 정준분산분석(Canonical Variate Analysis; CVA) 또는 신경망 분석 등의 효과적인 통계학적 판별 수단으로 보정하는데 도움이 된다. 또한, 이 기술은 완전히 가역적이며, 고분자 "코" 기술과 매우 유사하다. 통계학적 방법 및 관련 기술 분야에서 공지인 화학적 코 기술에 사용되는 다양한 압축 알고리즘이 참고된다.
차이점은 상기 기술은 특히 공기 중의 생물학적 위험을 감지하기 위하여 형성된 것이며, 휴대폰 등의 작은 개인 디바이스에 포함될 정도로 작게 만들어진다는 것이다. 또한, 이 기술은 전극 152 및 160을 사용하여 주기적으로 또한 자동으로 표면의 극성을 반전시킴으로써 즉각적인 청소가 가능하다.
상기 센서 기술에 대하여 바람직한 실시예는 탄저병 포자의 계획적 살포와 같은 테러리스트 위협의 광범위 감시에 사용되도록 칩의 소형 탄저병 감지기가 휴대폰 등의 작은 개인 디바이스 내에 포함되는 것이다. 이 기술의 이용과 위양성의 제거는 방사선에 대하여 후술하는 과정 및 방법과 유사하다.
칩의 조합 센서
상기 센서 기술은 크기가 작아서 단일 드라이 칩에 방사선, 화학적 및 생물학적 감지 능력을 제공하면서 결합할 수 있어 본 발명의 또다른 실시예를 형성한다. 세 가지 기술이 결합된 경우, 종래의 또는 진보된 리소그래피 테크닉이 실리콘 기초 위에 사용될 수 있으며, 다른 극정밀 증착 또는 원자 제거 방법으로 보완될 수 있다. 방사선 및 생물학적 센서의 구성요소는 전술한 바와 유사하다. 그러나, 화학적 센서로는 쿼츠 마이크로밸런스, 마이크로 또는 나노 전도성 표면 센서 등의 더 작고 더 영구적인 센서 기술이 이용된다.
결합 방사선 및 화학적 감지 마이크로칩은 도핑된 마이크로 또는 나노와이어 또는 도핑된 나노튜브를 사용하여 동일한 마이크로칩 상에 제조된다. 실제로 도핑은 이러한 나노와이어 또는 나노튜브의 성질 및 전도도를 변화시킨다. 화학물질의 경우, 도핑 분자와의 특정한 결합은 전도도 또는 전자 터널링을 변화시킨다. 방사선의 경우, 전술한 바와 같이, 특정 금속에 대하여 유사한 변화가 예측된다. 그러므로, 이원적인 방사선 화학적 센서 기술은 특히 간단하며 본 발명의 적용에 바람직하다. 이러한 센서는 센서 모듈에 포함되거나 디바이스 내에 직접 설치될 수 있다.
전술한 적용에 더하여, 진보된 마이크로 및 나노 제조기술을 이용함으로써 단일 칩에 무선 통신, 지오로케이션 및 화학적, 방사선 및 생물학적 위험 또는 그의 조합에 대한 외부 위협 감지 기능을 갖는 "국토 안보"칩이 만들어진다. 이러한 국토 안보 칩은 대량 생산되며, 광범위한 배포 및 개인 디바이스로 또는 어떠한 전자 디바이스로의 통합에 상업적으로 이용될 수 있게 되어서, 그에 의하여 소정 국가 내의 테러리스트 위협의 광범위 감지를 위한 또 다른 수단을 제공한다. 단일 "국토 안보" 칩은 Intel®을 포함하는 다양한 기술 기업에 의하여 생산되며, 이에 한정되지는 않는다.
센서로서 내장 수동 소자의 사용
내장 수동 소자(Embedded Passives; EP)는 스크린 프린트될 수 있고, 저항, 캐패시터 및 인덕터로 작용할 수 있어서 회로 보드의 비용과 크기를 감소시키기 때문에 프린트 회로 제조에 중요한 기술로 급속히 부상하고 있다. 이 기술은 휴대폰 구성요소를 만드는 데 이용될 수 있다. 예를 들어 디스랜드 테크놀로지(Dieceland Technologies)에 의하여 생산된 일회용 전화를 참고한다.
본 적용과 다른 실시예를 형성하는데 있어서, 휴대폰이나 PDA 회로 어셈블리는 내장 수동 소자 기술을 포함하며 특히, 상이한 종류의 고분자를 사용하고 화학적 가스 센서로 작용하는 표면 노출된 내장 수동 소자를 포함하여 크기나 비용 증가 없이 이원적인 기술을 제공하며, 휴대폰 기술에 2가지 중요한 관점을 제공하는 것으로 생각된다.
가스 센서로 작용하는 특정 표면 노출된 내장 수동 소자를 휴대폰 전자 어셈블리의 일부분으로 직접 형성하면 본 발명의 일부 적용에 있어서 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 수동적인 저비용 모니터링 어플리케이션에 있어서, 활성화되는 휴대폰 보드의 유일한 부분은 센서 부분이다. 위험이 감지되면, 전체 휴대폰 회로가 활성화되어 열이 발생하고 그에 의하여 센서 반응이 역전된다.
개인 특이적 위험 감지 기술
다른 실시예에 있어서, 전술한 로직, 저장 및 마이크로프로세싱 능력을 갖춘 휴대폰, PDA, 변형된 호출기 또는 변형된 시계와 결합되어 사용되는 일회용 코 기술은 개인 특이적인 센서 값의 라이브러리를 형성할 수 있도록 한다.
예를 들어, 한 개인이 특이한 화학적 알레르기나 다중 화학적 알레르기가 있거나, 천식을 앓고 있으면, 여기에 설명되는 기술은 특정인에게만 위험으로 나타나는 특정 화학적 물질을 인식하도록 일회용 코를 "훈련" 하는데 사용될 수 있다.
코를 선보정하는 것보다 다음과 같은 것이 일어난다. 어떤 사람이 외부 화학물질에 대한 거부반응을 겪거나, 천식 발작을 일으킬 때마다, 그 사람은 변형된 개인 디바이스의 특정 버튼을 누르는 것과 같이 사용자 인터페이스를 활성화하여 전자 디바이스의 마이크로프로세서 및 메모리에 신호를 보낸다. 소정 시간에서의 코의 센서 소자 각각의 전자적 값은 메모리에 저장되며, 개인 특이적인 값의 라이브러리가 디바이스에 기록되어진다. 이러한 값이 기록되면, 이 값들을 비교, 병합하여 개인 특이적인 레퍼런스로 사용하여 특정인에게 거부반응을 일으킬 수 있는 화학물질이 있는 환경으로 그 사람이 들어가고 있음을 경고한다.
특정인이 알레르기 또는 천식을 앓고 있을 때, 센서 값들은 네트워크를 통하여 안보 데이터베이스로 보내진다. 원격 데이터베이스에 저장된 값들은 정확한 개인 특이적인 화학적 알레르겐을 특징지우는데 사용되며, 그에 의하여, 천식이나 화학적 알레르기 환자에 대한 맞춤 개인 특이적 약물 치료를 행할 수 있다. 양방향 무선 링크도 디바이스 내에 자동적으로 업로드되는 소프트웨어로 사용될 수 있어, 개인 특이적 위험을 인식하고 경고할 수 있다.
세계적으로 다수의 사람들이 화학적 알레르기를 앓고 있지만 어떤 화학 물질이 이러한 거부반응을 야기하는지, 또한, 사람마다 어떻게 다른지를 정확하게 미리 평가하는 것은 매우 어렵기 때문에, 전술한 기술과 방법은 중요하다.
이러한 기술은 센서 모듈 내에 포함될 수 있고, 일회용 코(및 잔류하는 전자부품이 디바이스 내에 설치되는 부분)를 수용하는 간단한 슬롯을 갖춘 변형된 개인 디바이스의 일부분으로 형성될 수도 있으며, 또는 장기간 다중 화학적 센서 칩이 사용되면, 센서 소자와 관계된 전자부품이 개인 디바이스 내에 직접 설치될 수 있다. 서브-미크론 제조방법으로 전술한 감지 기술 및 방법은 시계에도 포함될 수 있다.
빌트인 방사선 마이크로센서를 갖춘 휴대폰
마이크로전자소자 및 특히 소형 로직 게이트는 이온화 및 입자 방사선에 민감한 것으로 알려져 있으므로, 휴대폰 내의 많은 전자 소자는 일반적으로 방사선에 대한 레퍼런스 또는 측정 디바이스로 작용할 수 있다. 이 때문에, 일부 마이크로전자소자들은 이제 "무감각"해져서 방사선에 민감하지 못하다. 그러나, 본 실시예에서는 휴대폰 내의 일부 구성요소를 방사선과 같은 외부 위협에 대한 특히 우수한 측정 장치로 만드는 것이다. 이 기술은 대중의 개인 구성원들이 국가적 위협 감시 노력에 직접 기여함으로써 전세계적 또는 광범위 감시 노력에 기여할 수 있다는 점에서 특히 중요하다. 나아가, 휴대폰 등과 같은 개인 디바이스 내에 설치된 측정 장치를 가짐으로써 사람들이 그들의 휴대폰을 다중적으로 이용할 수 있도록 하고, 휴대폰 생산자에게는 중요한 경제적 인센티브를 제공한다.
휴대폰과 위협 평가 기술은 일부 보안 용도에 있어서는 안티탬퍼링 (anti-tampering)특성을 가질 수 있으며, 후술하는 바와 같이 감시 네트워크에 투명한 다이얼을 하도록 한다.
이러한 모니터링 능력이 직접 휴대폰에 설치되고, 이러한 능력이 정부에 의해서 또는 미국의 FCC 등의 조직에 의하여 요구되거나 또는 이러한 신규 이원적인 용도 기술이(교환가능한 센서 모듈 또는 빌트인 구성요소로서) 그들의 고객에게 제공하는 이점을 깨달은 휴대폰 생산자에 의하여 자발적으로 채용된다고 생각해보면, 후술하는 시나리오를 상상할 수 있다.
도 6를 참조하면, "더러운 폭탄" 또는 원자 무기 등의 디바이스를 운반하는 트럭 202는 세슘 137, 코발트 60, 우라늄 또는 다른 방사성 물질로부터 고레벨의 방사선(일반적으로 감마, 중성자 및 엑스레이)을 강한 시그니처와 함께 방출한다. 트럭 202는 진로를 따라서 이동하고, 예를 들면 휴대폰을 가진 승객이 탄 차의 옆을 달리는 것에 의하여 다수의 변형된 휴대폰 204, 205, 206 및 207과 매우 근접하여 연속으로 마주치게 된다. 트럭 202에 근접한 휴대폰 206은 비정상적인 레벨의 방사선을 포착하고, 자동적으로 투명하게 휴대폰을 활성화하여 메모리에 저장된 미리 프로그래밍된 지시에 따라 네트워크로 다이얼한다. 다른 디자인 및 구성에서는, 사용자가 48에 나타난 바와 같이 처음으로 알게 되고 나서, 911에 전화할지 아니면 다른 응급 번호로 전화할지를 선택하게 된다. 이러한 예에서는 소프트웨어가 휴대폰에 포함되어 사용자에게 통신 옵션뿐 아니라 응급 음성 또는 스크린 지시를 제공할 수 있다. 사용자는 트럭이 의심스러운 것으로 스스로 판단하면, 경찰에게 트럭, 위치 및 운전자에 대한 상세한 설명을 해 줄 수 있다. 교환가능한 센서 모듈이 사용되면, 개별 모듈은 사용자 및/또는 네트워크에 대한 지시를 갖춘 소프트웨어를 포함할 수 있다.
이러한 기술이 대중적으로 채용되기 위해서는, 각각의 사용자가 글로벌 감시 노력에 참여할 의사가 있는지를 스스로 결정하도록 해야 하고, 자동 통지를 켜거나, 휴대폰을 수동으로 세팅하거나 또는 센서 능력을 전혀 사용하지 않는 것을 선택하도록 해야 한다.
자동화된 투명 시스템이 사용되면, 지오로케이션은 2개의 분리된 수단에 의하여 제공될 수 있다. GPS 칩이 이미 디바이스 내에 존재하면, 다른 중요한 정보와 함께 GPS 좌표가 네트워크로 제공된다. 휴대폰에 GPS 칩이 없으면, E911 시스템이 사용되며, 2개의 근접한 타워 210 및 212와 휴대폰 사이에 토지 기반의 삼각측량이 활성화된다. 이러한 정보는 미리 세팅된 지시에 따라 사건을 기록하고 모니터하는 네트워크 컴퓨터 220으로 전달된다. 연속으로 휴대폰 204, 205, 206 및 207(또는 다중 사용자)은 트럭 202의 경로뿐 아니라 위양성(false positive)을 제거하는 수단으로서 작용하는 것을 나타내는 동일한 정보를 전달한다. 특수한 컴퓨터 알고리즘이 개발되어 위양성 제거에 도움을 줄 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어 베이지언 어프로치(Bayesian approach)가 유용하게 사용될 수 있다.
컴퓨터 220 및/또는 E911 오퍼레이터는 224에 나타난 바와 같이, 인터넷, 전용 전화 또는 T1 라인, 무선 링크, 광학섬유, 위성 링크 또는 이들의 조합인 링크 216을 통하여 정보를 관련 응급 시스템에 전달한다. 일반적으로 응급 정보는 지역 경찰 또는 신속 대응 팀(rapid response team) 또는 미국에서 국토 안보 시작에 대한 대응인 연방 응급 시스템으로 전달된다.
도 7을 참조하면, 후술하는 소프트웨어, 결정 경로 및 경고 수준이 이해될 수 있다. 첫째, 네트워크는 다수의 다른 휴대폰으로부터가 아닌 동일한 전체 지역으로부터의 경보 242의 갑작스런 증가가 있는지를 결정한다. 이것이 제1 레벨의 경고이다. 다음으로, 244에 나타난 바와 같이 잠재적 위협의 중요성 정도는 그의 정확한 위치(예를 들어, 대도시)에 의하여 결정된다. 위협의 정확한 위치에 대한 정보는 수 미터 이내로 계산되며, 이러한 정보는 GPS 좌표 또는 정확한 지도 좌표(거리명 등)로 변환된다. 248에 나타난 바와 같이, 이 정보는 특수 응급 팀(예를 들어 극도로 민감한 감지기를 갖춘 경찰차 등)으로 전달된다.
특수 차의 좌표는 잠재적인 "더러운 폭탄"을 운반하는 트럭이나 차를 정확하게 확인할 수 있도록 하는 잠재적 위협의 좌표와 맞춰진다. 특수 차의 고민감성 감지기가 잠재적 위협 250을 확인하면, 이는 제2 레벨 경고를 유발하며, 몇 가지 옵션이 주어진다. 그 중의 하나는 의심스러운 차량을 멈추게 하고 위협을 육안으로 검사할 수 있는 특수 팀 254를 보내는 것이다. 위협이 확인되면 고레벨 경고 258이 활성화될 수 있다(대피 등). 특수 차에 적재하는데 적합한 다수의 고민감성 원격 방사선 감지기가 시판되고 있는데, 예를 들면 Cryo3(Lawrence Livermore, Los Alamos 및 Lawrence Berkeley National Laboratories 공동 개발) 또는 Berkeley Nucleonics의 SAM 935 등이다.
전술한 방법과 디바이스를 사용하면 위협의 감지 기회를 최대화하고 위양성을 제거하는 수단을 제공할 뿐 아니라 기존의 네트워크와 시스템을 사용함으로써 전체 비용을 최소화하는 단계적인 접근을 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 중요한 특성은 시스템이 극도로 유연하며, Lawrence Livermore National Laboratory가 그의 광범위 추적 시스템(Wide-Area Tracking System;WAT S)에 대하여 만든 원형 등의 특수화된 Bayesian 소프트웨어의 부가에 의하여 자동화될 수 있다.
전술한 설명은 방사선에 한정되지만, 유독 신경 가스 또는 바이오테러리즘에 대하여도 유사한 접근이 가능하다. 더욱이, 이 적용예에 나타난 바와 같이, 현재 마이크로 칩 제조에서의 급속한 발전은 탄저병 포자 등의 병원체를 소형 드라이 칩으로 감지할 수 있다. 이러한 센서는 휴대폰을 포함하는 사람들이 지참하는 소형 개인 디바이스에 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 디바이스의 내부 및 외부에 대한 가능성 분석을 이용하고, 설명되는 네트워크 프로토콜을 사용하여 다중 이벤트가 신속하게 감지되고, 위치를 정확하게 지적하고, 육안 검사 및/또는 더 비싼 감지기 기술을 사용하여 확인된다. 잠재적인 더러운 폭탄이나 탄저병 방출의 경우, 이러한 단계적인 감지 방법은 매우 저비용으로 위양성을 제거한다. 이러한 기술은 매우 많은 생명을 구하고 경제적 재앙을 막는데 도움이 될 수 있다. 여기 설명되는 기술은 광범위 감시를 위한 효율적인 방법을 제공하기 위하여 기존의 많은 구성요소들을 사용하기 때문에 가능한 가장 저비용으로 이루어질 수 있다.
완전히 자동화된 시스템이 설명되었지만, 더러운 폭탄이나 탄저병 방출 등의 중요한 위협의 감지는 여전히 변형된 휴대폰을 지참한 사람들에 의하여 직접적으로 또한, 수동으로 이루어지는 것이 가장 많다. 도 6을 참조하면, 트럭 202가 근접해 와서 휴대폰 206에 의하여 경고되어짐으로써 휴대폰 지참자는 몇 번씩 트럭에 가까워졌다가 다시 멀어진다. 몇 번씩 센서가 활성화되었다가 다시 비활성화되면, 트럭에 방사선원의 존재를 확인할 수 있다.그 때, 트럭, 운전자 및 트럭의 위치에 대한 정확한 설명이 911 시스템에 수동으로 알려지고, 경찰이 신속히 트럭을 멈추게 하고 검사할 수 있다.
모듈러 유니버셜 감지기
다른 설계와 다른 실시예에 있어서, 여기 설명되어 있으며, 미국특허 제6,031,454호에 처음으로 개시된 광범위 감시 기술은 변경되고, 후술하는 바와 같이, 부분적으로 휴대폰 기술에 근거하고 있다. 본 실시예에서 이 기술은 운송 산업 부분 등의 개별 산업 구성요소에 좀더 맞춰져 있다. 강조점은 주요한 위협에 대한 감지 기회를 최대화하도록 광범위하게 채용될 수 있는 매우 저비용의 해결책을 제공하는 것이다. 운송 산업은 예를 들면 FEDEXTM, UPSTM 및 다른 다양한 운송 및 운반 산업이 포함되며 이에 한정되지는 않는다.
센서를 휴대폰, 휴대 정보 단말기 또는 시계 내에 직접 설치하거나, 센서 카트리지를 삽입할 수 있는 슬롯을 갖춘 새로운 형태의 개인 디바이스를 제공하는 것보다, 후술하는 특징을 가진 유연하고, 프로그래밍할 수 있으며, 완벽하게 모듈로 구성된 디바이스를 제공한다.
·어떠한 선보정된 센서, 센서 디바이스 또는 센서 모듈과도 직접 연결될 수 있다.
·무선 링크를 통하여 어떠한 형태의 원격 네트워크에도 링크할 수 있다.
·트럭, 선적 컨테이너, 버스 등에 부가되도록 튼튼하게 설계된다.
·전력 소비가 매우 낮다.
·시스템이 잠재적인 응급상황에 의하여 활성화되기까지는 소유주에게 네트워크 요금을 부담지우지 않는다.
·저비용이며 크기가 작다.
도 8을 참조하면, 마이크로콘트롤러 284에 의하여 조절되는 센서 또는 센서 어레이 282는 연속적으로 소정 외부 위험을 모니터한다. 마이크로콘트롤러 284와 센서 282는 286연결되며, 외부 전원 288을 포함하는 자율적인 유닛을 형성한다. 마이크로콘트롤러 284는 센서 282에 대한 레퍼런스 값을 저장하고, 특정 역치에 대하여 경고를 하도록 프로그래밍될 수 있다. 명료한 설명을 위하여 필요한 전자소자(아날로그-디지털 컨버터 등)를 모두 도 8에 도시하지는 않았으며, 이는 당업자에게 잘 알려져 있는 것이다.
디바이스 282 및 284는 모든 형태의 상업적 시판품 또는 선보정된 방사선 모니터 등의 COTS 센서 유닛일 수 있다. NATO에 의해 사용되는 지멘스 일렉트로닉 퍼스널 도스미터(Simens Electronic Personal Dosemeter;EPD) 및 지멘스 뉴트론 일렉트로닉 퍼스널 도스미터(Simens Neutron Electronic Personal Dosemeter;EPD-N)를 참고한다. 화학물질에 대하여 다수의 COTS 기술 및 Cyrano Science에 의하여 만들어진 "Cyranose" 등의 센서가 이용될 수 있다. 생물학적 병원체에 대하여는, Lawrence Linermore National Laboratory에 의해 만들어진 HANNA 감지기의 변형이 일부 어플리케이션에는 적합하지만, 보다 적은 COTS 센서가 현재 이용될 수 있다. 전술한 개별 센서는 모두 센서 소자 282의 기초로서 이용될 수 있다.
인터페이스 294는 유닛 290으로부터 신호를 받는데, 예를 들어 커넥션(connection) 296을 통하여 빌트인 알람으로부터 신호를 받는다. 인터페이스 294는 유닛 290으로부터 신호를 약화시키거나 증폭시키는 전압 코렉터(도시하지 않음)를 포함하는 간단한 플러그인 커넥터이어도 좋다. 인터페이스 294는 소형 릴레이 또는 후술하는 바와 같이 유닛을 켜는 유사한 수단을 포함하여도 좋다. 인터페이스 294의 목적은 모든 형태의 센서 모듈을 호환가능하게 연결시키는 것이며, 그에 의하여 완벽하게 유연성 있게 감지기 기술을 선택할 수 있다.
인터페이스 294는 후술하는 구성요소를 포함하는 자급식 프로그래밍 가능한 모듈러 통신 유닛 300의 일부를 형성한다.
프로그래밍 가능한 마이크로콘트롤러 304가 링크 302를 통하여 인터페이스 294에 연결된다. 마이크로콘트롤러 304는 외부 사용자로 하여금 소정 통화 번호의 입력과 저장을 용이하게 하는 소형 키패드 306을 포함한다. 그러한 번호는 911, 소정회사의 보안 시스템, 팩스 번호 또는 인터넷에 연결된 시스템에 대한 통신 번호를 포함한다. 키패드 306은 링크 308을 통하여 마이크로콘트롤러 304에 연결된다.
마이크로콘트롤러 304는 링크 312를 통하여 인터페이스 310에 연결된다. 인터페이스 310에 의하여 사용자는 매우 유연하게 입력이 가능하다. 예를 들어, 인터페이스는 사용자가 "선단(차대) XXX로부터 트럭 번호 XXX. 잠재적인 위험이 이 트럭에서 감지되었다. 즉시 경찰에 알려달라." 등의 자신의 메시지를 녹음할 수 있게 하는 녹음가능한 칩이어도 좋다. 메시지는 전자적으로 유닛 310에 다운로드되어 소정 보안 회사와 팩스나 이메일을 통하여 통신할 수 있다. 다른 예는 인터넷 기반 시스템 또는 보안 서버로 되는 전자 보안 코드 및 암호를 가진 미리 녹음된 메시지이다. 유닛 310은 마이크로콘트롤러 304의 프로그래밍을 가능케하고 모든 필요한 신호변경(handshake) 및/또는 소정 네트워크 또는 보안 시스템에 접근할 수 있는 보안 프로토콜을 저장하도록 한다.
마이크로콘트롤러 304는 링크 314를 통하여 통신 칩 324 및 송수신 안테나 328을 포함하는 통신 유닛 320에 연결된다. 마이크로콘트롤러 304는 전체 유닛 300에 전력을 공급하는 전력 커넥션(connection) 318에 의하여 전력이 공급되며, 링크 302 및 296을 통하여 유닛 290에 전력을 공급할 수 있다.
최대의 유연성을 위하여, 특히 외부 전원이 이용가능할때, 마이크로콘트롤러 304는 바람직하게는 로직, 프로세서 및 메모리의 프로그래밍 가능한 내부 소자를 포함하며, 예를 들면 자일링스사(Xilinx Coporation)의 CoolRunnerTM을 참고한다. 센서 어플리케이션 및 유닛 284에 따라서, 마이크로콘트로러 304는 좀더 포괄적인 프로세싱 수단을 포함하여도 좋고, 외부 저장 유닛(도시하지 않음)을 포함하여도 좋다. 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array;FPGA)가 사용되면, 자일링스사에 의해 만들어진 MicroBlaze 등의 프로세싱 소프트웨어가 용이하게 사용될 수 있고, 편리하게 유닛을 프로그래밍할 수 있다.
저비용 보안 네트워크
바람직한 실시예에서는, "사용한 만큼 지불하는" 기술이 사용되어 사용자는 월수수료를 내지 않아도 된다. 이러한 신규 기술은 기본적으로 통신 시간 또는 네트워크 상의 유닛에 대한 선지급을 허용한다. 이러한 기술은 예를 들어 Hop-On Corporation에 의하여 사용되며, 드문 사건에 의하여 활성화될 때까지 또는 원격으로 활성화될 때까지(예를 들어, 트럭의 적재물들을 원격으로 체크한다.) 통신시스템이 꺼져 있도록 설계되었기 때문에, 여기 사용하는데 이상적인 형태의 시스템이다. 미국에서 911 또는 E911 전화는 FCC에 의하여 요구되어지는 바와 같이 무료 전화이며, 더 이상 활성화되지 않는 휴대폰에 의해서도 전화가 걸려야만 하는 점을 주목하여야 한다. 이러한 시스템의 사용은 월수수료 없이 비용을 절감할 수 있는 또 다른 방법이다.
도 9를 참조하면, 미리 설정된 역치 50에 도달하면 마이크로콘트롤러 284는 마이크로콘트롤러 304에 신호를 전송하고, 신호 354를 통하여 유닛 300을 켠다. 다른 예는 인터페이스 294가 "오프/온(Off/On)" 소형 릴레이(도시하지 않음) 또는 유닛 300을 켜고 전력소비를 최소화하는 다른 디바이스를 포함하는 것이다. 릴레이 또는 온/오프 변환 능력을 위한 전력은 유닛 290 또는 300으로부터 공급된다. 이는 전력 소비를 최소화하기 위함이다. 센서 유닛 290이 특히, 마이크로 및 나노센서를 포함하고 있으면, 극도로 낮은 전력 소비를 나타낸다. 통신 모듈은 필요한 경우에만 켜지기 때문에, 전체 유닛은 장기간 소형 고용량 배터리로 작동될 수 있다. 이러한 배터리는 디바이스를 사용하는 트럭, 열차 또는 운송 시스템의 전원에 연결된 링크 288에 의하여 재충전 가능하다.
미국특허 제6,031,454호에 개시된 바와 같이, 통신 유닛 또는 시스템은 예를 들어, 소정 센서 값을 확인하기 위하여 원격으로 켜질 수 있으며, 매우 다양한 디자인이 가능하다.
마이크로콘트롤러 304는 미리 저장된 통화 번호 또는 코드 356를 검색하고, 칩 324 및 안테나 328에 전력을 공급하여 유닛 320을 활성화시킨다. 358에 나타난 바와 같이, 연결이 형성되고, 마이크로콘트롤러 304는 유닛 310에 미리 기록된 메시지를 검색하여 362에 나타난 바와 같이, 메시지를 전송한다. 다양한 "신호변경" 프로토콜이 유닛 310에 저장되고, 364에 나타난 바와 같이, 전달이 확인된다. 가능한 반복 루프 255가 포함되고 미리 프로그래밍된 유닛은 368에 나타난 바와 같이 차단하거나 또는 루프 370(영원한 루프를 방지하기 위한 카운터를 포함한다.)에 나타난 바와 같이 메시지를 반복할 수 있다.
도 8에 설명된 디바이스는 완전히 자급식이며, 트럭, 버스, 컨테이너 등에 탑재되어진다. 전체 유닛은 일반적으로 튼튼하며, 열, 진동 등에 견딜 수 있도록 형성된다. 디바이스는 안티탬퍼링을 방지하도록 밀폐되어 있으며, 안티탬퍼링 기술(유닛이 분해되거나 분리되면, 특정 메시지와 함께 통지 발하는 등)을 포함하여도 좋다. 전체 유닛은 크기가 매우 작으며(일반적으로 담배 상자 크기), 트럭, 버스 또는 운송 시스템의 몸체 내에 용이하게 숨겨질 수 있다.
COTS 구성요소, 중성자에 대한 신규 마이크로칩 방사선 센서 및 여기 설명된 감지 및 제조방법을 사용하여, 더러운 폭탄의 광범위 감지를 위한 소형 원격 센서가 US $100 이하로 설치할 수 있으며, 이에 의하여 이러한 기술이 매우 광범위하게 개발될 수 있다.
본 발명의 전체 원칙을 설명하는 도 8 및 9에 대하여 많은 상이한 형태의 디자인이 가능한 것으로 생각된다.
도 10을 참조하면, 트럭 412 또는 자급식 디바이스를 갖춘 컨테이너가 예를 들면, 방사선 이온화 소스나 일반적으로 존재하지 않아야 하는 잠재적인 위험을 포함하는 짐을 적재한다. 통신 유닛 300을 활성화하고, 트럭은 GPS, 삼각측량 기술을 통하여 또는 운전자 및/또는 트럭 소유회사와 직접 접촉함으로써 지오로케이션되어 신속하게 검사될 수 있다. 이러한 실시예에서, 네트워크 216을 통한 통신 420은 트럭 또는 운송 시스템을 소유한 회사를 위하여 작동되는 내부 보안 시스템에 발송되는 것이 가장 바람직하다. 회사는 다음에 필요한 행동이 무엇인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 트럭의 운전자에게 알려서 멈추도록 요구할 수 있다(또는 사람이 밀집된 장소를 떠나도록 요구할 수 있다). 고레벨의 위협이 의심되면, 보안 관리자 또는 시스템은 즉시 정보를 경찰 또는 국토 안보 시작의 일부로서 설치된 연방 보안 시스템에 전달할 수 있다.
본 발명은 충분하고 명료한 설명을 위하여 특정 실시예에 의하여 설명되었지만, 청구항은 이에 한정되지 않으며, 여기 설명된 기본적인 교시에 포함되는 당업자에게 가능한 모든 변경 및 대체 구성을 실시하는 것으로 파악된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 휴대폰, 휴대 정보 단말기(PDA), 호출기 또는 시계 등과 같이 일반적으로 사람들에 의해 매일 사용되는 변형된 네트워크 가능한 개인 무선 디바이스가 주요 테러리스트 위협에 대한 전국가적 감시 시스템의 기초를 형성하는데 제공된다. 전체 감시 시스템은 매우 탄력적이며, 모듈로 이루어지고, 기존의 또는 부상하는 신원확인, 센싱, 양방향 통신 및 지오로케이션(geolocation)에 대한 전자공학 기술을 충분히 이용하도록 디자인되어 있다. 본 발명의 특징은 비용 효율성에 있으며, 이로 인하여 광범위 감시가 가능해진다. 휴대폰이나 시계가 광범위하고 보편적으로 사용되고 분포되어 있기 때문에, 상기 기술은 변형된 개인 디바이스를 지참하고 있는 사람이 잠재적인 위협에 부딪힐 기회를 최대화할 것이다. 실제로 반복되는 부딪힘이 예상될 수 있으므로 위양성(false-positive)을 제거하거나 감소시키는 수단이 제공된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 휴대폰 등의 개인 무선 디바이스에는 빌트인 슬롯이 포함되어 있어서, 개인의 건강이나 웰빙을 위협할 수 있는 테러리스트의 위협이나 외부적 위험을 감지하는 통합된 센서 모듈을 삽입할 수 있다. 이 기술에 의하면, 복합적인 형태의 센서를 호환성 있게 동일한 디바이스에 사용할 수 있다. 각각의 센서 모듈은 미크론, 미크론 미만 또는 나노 범위의 다수의 극소 센서들을 포함하는 카트리지이어도 좋다. 센서 모듈에 사용되는 센서의 형태는 방사선 센서, 화학적 센서, 생물학적 센서 또는 이들의 조합을 포함한다. 중요한 특징은 이러한 센서 모듈이 정확하게 동일한 크기이며, 완전하게 호환가능하며, 모든 필요한 전자 소자 및 플러그 앤드 플레이(plug and play) 형태 기술을 위한 제어 코드를 완비하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 방사선이 크리스탈 등의 특정 물질과 특정 전자 소자와 상호작용을 한다는 공지된 사실에 근거하는 레퍼런스와 적어도 하나의 측정 장치를 포함하는 선보정(pre-calibration)된 소형 방사선 센서가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 소형 센서는 휴대폰 등의 개인 무산 디바이스에 직접 설치되며, 외부 방사능원에 의하여 야기된 미세한 물리화학적인 변화를 감지하는 소형 전자 방사선 센서가 가장 바람직하다. 이러한 변형된 휴대폰은 대중이 이용가능하며, "더러운 폭탄(dirty-bomb)" 등의 잠재적인 테러리스트 위협을 원격 감지할 수 있게 한다. 네트워크 가능성 알고리즘과 여기에 설명된 프로토콜에 의한 수동적인 확인에 의하여 위양성(false-positive)을 제거할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 휴대폰, PDA 또는 시계 등의 개인 전자 디바이스를 사용하여 외부 화학적 위협 또는 위험을 장기간 모니터링할 수 있도록 일회용 코(nose)기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 소형 개인 전자 디바이스를 사용하여 탄저병 위협을 감지할 수 있으며, 공기 중에서 작동할 수 있고, 분리, 증폭 및 분석의 복잡한 마이크로 유체역학 단계를 필요로 하지 않는 새로운 형태의 드라이 일렉트로닉 마이크로칩에 근거하는 탄저병 감지기가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명의 목적을 위하여 저비용 이중 용도 칩에 방사선 및 화학적 센서의 조합이 제공된다.
또 다른 실시예에 의하면, 어떠한 크기 변경이나 제조 비용의 추가 없이 개인 전자 디바이스 내에 화학적 센서를 포함하는 수단을 제공하도록 내장 수동 소자(Embedded Passives)가 사용된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 지오로케이션, 원격 무선 통신 및 센싱의 요소들은 어떠한 개인 또는 전자 디바이스에도 부가될 수 있고, 상기 디바이스로부터 자율적으로 기능할 수 있는 단일 "국토 안보(Homeland Security)" 칩으로 조합되며, 그에 의하여 소정 국가 내에서 신속하게 글로벌 위협을 감지할 수 있는 편리한 수단을 제공한다.
다른 실시예에서는 본 발명의 센서와 전자 소자가 고객 맞춤으로 제공되어 특정인에 대하여 특이한 외부 위협이나 위험을 감지할 수 있다.
다른 실시예에서는 중요한 위협의 광범위 감시의 다른 기술이 제공된다. 센서를 휴대폰 등의 개인 디바이스에 직접 설치하거나 전자 모듈러 센서 카트리지를 삽입할 수 있는 슬롯이 있는 새로운 형태의 휴대폰을 제공하는 것보다, 탄력적이고, 프로그래밍 가능하며 완전히 모듈로 이루어진 소형 안보 무선 디바이스가 제공되는데, 이는 저비용이며, 전력소모가 매우 적고, 크기가 매우 작아서 트렁크, 선적 컨테이너 또는 버스에도 숨길 수 있다. 이 디바이스는 어떠한 형태의 선보정된 상용규격품(commercial-of-the-shelf; COTS) 센서 또는 센서 모듈과도 용이하게 조합될 수 있고, 지오포지션(geo-position)될 수 있으며, 양방향 통신에 대한 월수수료를 감소시키거나 제거하는 방법을 사용하여 이루어진다.
다른 실시예에서는 특정 중성자 또는 감마 시그니처를 감지하는 빌트인 소자를 갖춘 변형된 휴대폰 사용에 근거하여 테러리스트 위협의 감지, 특히 더러운 폭탄의 감지를 위한 투명 감시 시스템을 제공한다.
본 발명의 목적은 새롭고 포괄적이고, 저비용이며, 사용이 용이한 테러리스트 위협이나 외부 위험의 광범위 감시 방법을 제공하는 것이다. 이 기술은 완벽하게 모듈로 이루어지고, 탄력적이므로, 개인, 단체, 주 및 전체 국가도 이 기술을 그들 각각의 필요와 보안에 대한 관심에 맞추어 적용시킬 수 있게 된다.
본 발명에 의하면 신규 진보된 마이크로 및 나노센서 기술과 결합된 변형된 개인 무선 디바이스를 사용하여 화학적, 방사선 및 생물학적 위협의 광범위 감지를 위한 방법 및 장치를 사용함으로써 외부 위협을 감지하는 수단을 제공한다. 잠재적인 테러리스트 또는 개인적 위협의 광범위한 감시를 위하여 비용 효율적인 방법을 제공한다. 여기에 설명되는 신규 마이크로센서 기술과 결합된 휴대폰, 휴대 정보 단말기(PDA) 또는 시계 등의 개인 전자 디바이스가 중요한 위협의 광범위 감시를 위한 새로운 형태의 기반 감지 기술로서 이용될 수 있다. 지오로케이션 소자, 원격 무선 통신 및 단일 칩에의 센싱을 결합한 "국토 안보" 칩을 제공한다. 개인 무선 장비는 다양한 의학적 관련 위협을 감지하도록 설치될 수 있다. 변형된 개인 디바이스는 개인 특이적인 외부 위협을 감지하는데 사용될 수 있다.
Claims (155)
- 전자통신 기능성 및 주변 환경의 위해 물질의 존재를 감지하는 적어도 하나의 센서를 가지는 센서 모듈을 포함하는 무선 디바이스;상기 무선 디바이스는 원격 무선 네트워크와 통신하며, 적어도 양방향 통신 능력을 가지며, 디바이스 내에 통합되는 통신 시스템;센서 모듈이 수령한 정보에 관하여 개인에게 경고하여 센서 모듈에 의하여 감지된 위해 물질의 존재를 통지하는 통지 신호 및마이크로프로세서 또는 마이크로콘트롤러를 포함하고, 무선 디바이스 및 센서 모듈을 작동시킬 수 있으며, 디바이스의 통지 시스템과 통합되어 전자통신 기능성 및 감지된 위해 물질에 대하여 개인에게 경고하는 통지 신호를 제공하는 제어 시스템을 포함하는 지역적 감시에 사용되는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 무선 디바이스는 변형된 휴대폰인 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제2항에 있어서, 휴대폰은 일회용인 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 무선 디바이스가 변형된 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA)인 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 무선 디바이스가 변형된 양방향 호출기인 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 무선 디바이스가 변형된 시계인 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 디바이스가 무선 네트워크를 통하여 식별될 수 있는 단일 시그니처 ID를 가지는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 무선 네트워크에 의하여 원격지와 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 개인 무선 디바이스를 가진 사람의 위치를 결정하는 지오포지셔닝(geopositioning) 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제9항에 있어서, 지오포지셔닝 수단은 삼각측량 기술에 근거하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제10항에 있어서, 지오포지셔닝 수단이 개인 무선 디바이스의 내부에 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 지오포지셔닝 수단이 정지 위성에 근거하며, 위치확인위성(global position satellite; GPS)기술을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제10항에 있어서, 지오포지셔닝 수단이 개인 무선 디바이스의 외부에 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제13항에 있어서, 지오포지셔닝 수단이 토지 기반의 전송 시스템에 근거하는 것을 특징으로 하는 것을 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 추가적으로 센서 모듈을 수용하는 빌트인 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 센서 모듈이 플러그 앤드 플레이(plug and play) 형태의 기술을 사용하여 빌트인 슬롯 내에 안전하게 놓여져, 통합된 이중용도 유닛을 형성하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 센서모듈이 방사선 센서, 화학적 센서, 생물학적 센서 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 복수의 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 센서모듈이 마이크로센서, 마이크로센서 어레이, 나노센서 및 그의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 센서모듈이 화학 물질, 방사선 물질, 생물학적 물질 및 이의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 센서모듈이 목적 물질에 대한 통합 측정 및 제어 장치를 갖는 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 주변 환경에 존재하는 방사선 레벨을 감지할 수 있는 방사선 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서,소정 방사선 시그니처(signature)를 저장하고 인식하는 프로그래밍 가능한 수단 및 개인 통지를 위한 신호는 무선 링크를 통하여 외부 프로그램 가능한 번호로 위협 특성을 자동적으로 다이얼인하거나, 또는 디바이스 지참자에게 위협의 존재에 대하여 단계적인 스크린 또는 음성 지시, 중요한 번호 및 소리로 경고를 함으로써 제공되며, 통지 기능을 수동으로 선택하는 수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서,적어도 1개의 마이크로디바이스는 방사성 물질의 존재에 민감하고, 적어도 1개의 마이크로디바이스는 방사성 물질의 존재에 민감하지 않은 적어도 2개의 마이크로디바이스를 갖는 센서;선택 센서 소자 위에 놓여지는 차폐물질 및마이크로디바이스의 감지 레벨을 통하여 방사선의 특정 형태를 인식하도록 맞춰진 센서, 마이크로디바이스에 의한 전기적 출력을 비교하는 수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제23항에 있어서, 마이크로디바이스의 감지 레벨은 크리스탈의 특정한 도핑 및 코팅에 의하여 주어지며, 마이크로디바이스는 도핑된 크리스탈 및 도핑되지 않은 크리스탈을 갖는 적어도 2개의 클록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서가 외부 중성자원의 포획 및 측정의 이중 기능을 수행하는 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제25항에 있어서, 다이오드는 붕소 또는 리튬이 도핑되거나 코팅된 초고순도 다이오드로 이루어진 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서는 나노와이어에서의 전자 터널링 원칙에 근거하는 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제27항에 있어서, 나노와이어에서의 전자 터널링은 간극이 있는 붕소 도핑된 실리콘 나노와이어(SiNWs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제28항에 있어서, 리튬으로 이루어진 내장 포획 지역(embedded capture area)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제28항에 있어서, 붕소6으로 구성된 내장 포획 지역을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서가 증폭 장치를 가지는 전자 지향성 반도체 중성자 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서가 소형 베릴륨 오목 접시로 이루어진 중성자 집중 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서가 휴대폰의 내부 로직 게이트 소자를 사용함으로써 휴대폰의 내부 회로 내에 직접 방사선 민감 부분, 방사선 둔감 부분 및 차폐 부분이 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서가 추가적으로 소형 가이거-밀러(Geiger-Mㆌller) 튜브 및 관계 일렉트로닉스로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 방사선 센서가 추가적으로 다이렉트 이온 스토리지(Direct Ion Storage; DIS) MOSFET 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 디바이스가 감지기에서 특정 방사선 시그니처를 식별하기 위한 빌트인 소프트웨어 및 보정 수단을 가지는 감마 및 중성자에 대한 다중 소형 고체 상태 감지기를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제21항에 있어서, 무선 디바이스가 방사선 센서와 통지 수단은 켠 상태로 무선 디바이스를 끌 수 있어 전원시스템을 보존할 수 있는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 센서 모듈이 주변 지역의 화학물질 레벨을 감지하도록 설계된 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제38항에 있어서, 센서가 다수의 상이한 화학적 구성요소를 동시에 측정할 수 있는 완전히 가역적인 센서 어레이를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제39항에 있어서, 센서 어레이가 일회용 화학 코에 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제38항에 있어서, 센서가 센서 어레이가 소형 저전압 전자칩에 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제38항에 있어서, 센서가 다중 센서 또는 센서 어레이를 포함하는 자급식 일회용 화학적 코를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제42항에 있어서, 화학적 코가 시간이 지남에 따라 교체하는 분해성 화합물로 이루어진 계수기, 습도 센서 및 화학적 코를 개인 전자 디바이스에 한번에 플러그인하거나 제거할 수 있도록 하는 연결 핀 및 외부 지지 프레임을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제42항에 있어서, 센서가 전도성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제42항에 있어서, 센서가 나노입자로 도핑된 화학물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제42항에 있어서, 화학적 코가 프린팅 기술을 사용하여 칩에 제조되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제46항에 있어서, 사용되는 프린팅 기술이 플렉소그래픽(Flexographic) 프린팅인 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제46항에 있어서, 사용되는 프린팅 기술이 잉크젯 기술인 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 이중 감지 센서에 의하여 화학물질 및 방사선 레벨이 감지될 수 있는 것을 특징으로 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 센서 모듈이 주변 지역에 존재하는 생물학적 물질의 레벨을 감지할 수 있는 생물학적 물질 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제17항에 있어서, 센서가 탄저병을 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 빌트인 전원 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제52항에 있어서, 빌트인 전원 시스템이 재충전할 수 있는 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제52항에 있어서, 빌트인 전원 시스템이 일회용 배터리로 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 통신 능력이 음성(verbal) 통신에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 통신능력이 문자(text) 통신에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제1항에 있어서, 통지 신호가 음성 경고, 문자 경고, 문자 메시지, 응급 대응 시스템에의 직접 연결, 인커밍 통지 및 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 적어도 하나의 기능은 외부 화학적 또는 방사성 위협을 감지하는 것이며, 전자 무선 디바이스의 전기 회로의 내장 소자를 설치하는 제1 세트의 전도성 분자를 사용하여 개인 디바이스를 제조하는 단계 및 전체 제조비용을 절감할 수 있도록 디바이스의 노출 부분에 직접 설치되어 화학적 센서를 제공하는 제2 세트 전도성 분자를 사용하는 단계를 포함하는 다중기능 저비용 개인 전자 무선 디바이스의 제조방법.
- 제58항에 있어서, 센서는 개인 디바이스 내에 있는 회로 기판의 노출 부분에 놓여지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 센서는 개인 디바이스 내에 있는 칩의 노출 부분에 놓여지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 내장 수동소자를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 전도성 고분자를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 잉크 또는 나노입자로 도핑된 고분자를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 도핑된 나노와이어를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 무선 디바이스가 휴대폰인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제65항에 있어서, 휴대폰이 일회용인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제65항에 있어서, 무선 디바이스가 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA)인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 무선 디바이스가 호출기인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제58항에 있어서, 무선 디바이스가 시계인 것을 특징으로 하는 방법.
- 적어도 하나의 센서가 칩에 놓여지며, 주변 지역의 위해 물질을 감지하며, 디바이스 내에 통합될 수 있는 주변의 외부 외협을 감지하는 자급식 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 센서 모듈이 전자통신 능력을 제공하는 소형 개인 디바이스 내에 맞도록 크기가 작은 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 방사선 센서, 화학적 센서, 생물학적 센서 및 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 복수의 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 복수의 센서가 마이크로센서, 마이크로센서 어레이, 나노센서 및 그의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 화학 물질, 방사선 물질, 생물학적 물질 및 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 감지할 수 있는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 칩이 위해 물질에 대한 통합 측정 및 제어 장치를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 주변 지역에 존재하는 방사선 레벨을 감지할 수 있는 적어도 하나의 방사선 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서가 방사성 물질의 존재에 대하여 적어도 하나의 마이크로디바이스는 민감하고 적어도 하나의 마이크로디바이스는 민감하지 않은 적어도 2개의 마이크로디바이스를 가지는 센서, 선택 센서 소자에 놓여지는 차폐 물질 및 마이크로디바이스 감지 레벨을 통하여 특정 형태의 방사선을 식별하도록 맞춰져 있는 센서인 마이크로디바이스에 의한 전기적 출력을 산출하고, 그에 따른 통지 신호를 제공하는 비교 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제77항에 있어서, 마이크로디바이스가 도핑된 크리스탈 및 도핑되지 않은 크리스탈을 가지는 적어도 2개의 클록으로 구성되며, 특정 도핑된 크리스탈 및 도핑되지 않은 크리스탈에 의하여 마이크로디바이스의 감지 레벨이 제공되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제77항에 있어서, 방사선 센서가 외부 중성자원을 포획 및 측정하는 이중 기능을 가지는 다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제79항에 있어서, 다이오드가 붕소 또는 리튬이 도핑되거나 코팅된 초고순도 다이오드들 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서는 나노와이어에서 전자 터널링 원칙에 근거한 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제81항에 있어서, 나노와이어에서의 전자 터널링은 간극을 가지는 붕 도핑된 실리콘 나노와이어(SiNWs)를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 무선 디바이스.
- 제82항에 있어서, 리튬으로 이루어진 내장 포획 지역을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제82항에 있어서, 붕소6으로 이루어진 내장 포획 지역을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서가 증폭 장치를 가지는 전자 지향성 반도체 중성자 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서가 소형 베릴륨 오목 접시로 이루어진 중성자 집중 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서가 휴대폰의 내부 로직 게이트 소자를 사용하며, 방사선 민감 부분, 방사선 둔감 부분 및 차폐 부분이 직접 휴대폰의 내부 회로 내에 있는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서가 소형 가이거-밀러(Geiger-Mㆌller) 튜브 및 관계 전자부품으로 구성된 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제76항에 있어서, 방사선 센서가 다이렉트 이온 스토리지(Direct Ion Storage; DIS) MOSFET 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 주변 지역에 존재하는 적어도 하나의 화학물질의 레벨을 감지하도록 설계된 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제90항에 있어서, 동시에 다수의 상이한 화학물질을 측정할 수 있는 완전히 가역적인 센서 어레이를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제91항에 있어서, 센서 어레이가 일회용 화학적 코에 있는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제91항에 있어서, 센서 어레이가 소형 저전압 전자칩에 있는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제91항에 있어서, 센서가 다중 센서 또는 센서 어레이를 포함하는 자급식 일회용 화학적 코를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제94항에 있어서, 화학적 코가 시간이 지남에 따라 교체하는 분해성 화합물로 이루어진 계수기, 습도 센서 및 화학적 코를 소정 표면에 부착시키는 연결 핀 및 외부 지지 프레임을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제94항에 있어서, 센서가 전도성 고분자로 구성된 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제94항에 있어서, 센서가 나노입자로 도핑된 화학물질인 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제94항에 있어서, 화학적 코가 프린팅 기술을 사용하여 칩에 제조되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제98항에 있어서, 사용되는 프린팅 기술이 플렉소그래픽(Flexographic) 프린팅인 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제98항에 있어서, 사용되는 프린팅 기술이 잉크 젯 기술인 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 이중 감지 센서가 화학적 물질 및 방사선 레벨을 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제101항에 있어서, 이중 감지 센서가 도핑하는 제1 부분에 의하여 캡슐화된 방사선 감지기가 형성되고, 도핑하는 제2 부분에 의하여 표면 노출된 화학적 감지기의 소자를 형성하는 2개의 부분으로 나누어지는 소형 도핑된 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제102항에 있어서, 방사선 감지기가 중성자 포획에 근거하며, 붕소로 도핑되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제102항에 있어서, 감지기가 포획 또는 증폭 메카니즘을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 주변 지역에 존재하는 생물학적 물질의 레벨을 감지할 수 있는 생물학적 물질 센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제70항에 있어서, 센서가 탄저병을 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제106항에 있어서, 센서가 제1 및 제2 감지 및 판별 레벨을 가지며, 제1 레벨은 양성에서 음성까지의 범위인 코팅된 탄저병 포자에 대하여 다양한 친화성을 갖는 영구적인 비전도성 표면 위에 증착되는 상이한 화학적 전도성 표면을 갖는 마이크로 어레이로 구성되며, 제2 레벨은 탄저병 포자의 크기와 형태에 정확하게 맞는 크기와 형태를 가지며, 마이크로전극 내에 맞는 입자의 전기 전도도 프로파일을 측정하는 수단으로 작용하는 마이크로전극 어레이로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제107항에 있어서, 제1 감지 레벨은 증기 증착에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 제107항에 있어서, 센서가 다변수 통계적 인식 처리를 사용하여 작동되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
- 국토 안보와 관련된 외부 위협의 감지 및 지오로케이션을 위한 통합 수단을 가지며, 칩의 위치를 결정하는 지오포지셔닝 시스템, 칩과 원격지 사이에 통신하는 무선 통신 시스템 및 칩 주위의 소정 지역에 존재하는 화학적 위험, 생물학적 위험, 방사성 위험 및 그의 조합의 감지를 포함하는 외부 위협을 감지하는 센싱 및 측정 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 소형 전자칩.
- 제110항에 있어서, 칩이 어떠한 전자 시스템에도 포함될 수 있어 세계적으로 보안 및 소정 지역의 중요 위협의 감지를 향상시키는 수단을 제공하는 것을 특징으로 하는 단일 소형 전자칩.
- 제110항에 있어서, 운송 시스템에 의하여 운반되는 외부 위협의 감지 및 지오로케이션을 위하여 칩이 운송 시스템에 탑재될 수 있는 것을 특징으로 하는 단일 소형 전자칩.
- 제110항에 있어서, 칩의 크기가 작아서 개인 무선 전자 디바이스 내에 놓여질 수 있는 것을 특징으로 하는 단일 소형 전자칩.
- 개인 특이적 외부 위험 감지 능력을 제공하도록 변경된 우선적 통신 능력을 가지며, 다양한 감지 정보를 프로세싱하고 저장하는 마이크로프로세서 및 통합 메모리를 가지는 중심 전자 구성요소, 개인 특이적 외부 위험을 감지하는 센서 모듈 및 센서 모듈과 마이크로프로세서에 링크되며, 개인 각자가 센서 모듈에 의하여 감지된 정보를 디바이스의 메모리에 저장할 수 있고, 센서 모듈에 의하여 제공된 정보를 저장하기 위하여 원격지에 신호를 제공할 수 있는 사용자 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 외부 위험의 개인 특이적 프로파일이 사용자 인터페이스를 사용하여 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 위부 위험이 개인 특이적인 화학적 알레르기를 야기하는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 외부 위험이 공기 중의 어떤 특정한 화학물질의 존재에 기인하는 개인 특이적 천식을 야기하는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 센서 모듈이 외부 센서 모듈을 첨가 및 제거할 수 있는 빌트인 슬롯 내에 놓여지는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 위험이 개인 특이적 방사선 민감도를 야기하는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 외부 요인에 의하여 유발되는 모든 개인 특이적 의학적 상태를 특정 센서 모듈을 사용하여 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제120항에 있어서, 사용자 인터페이스를 통하여 수취한 정보에 근거하여, 의학적 상태의 징후와 관련된 개인 특이적 센서 값의 라이브러리를 송신하고 구성할 수 있는 능력을 가지는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 사용자 인터페이스를 통하여 수취한 센서 정보를 보안 데이터베이스에 링크된 프로그래밍 가능한 숫자로 다운로드하는 자동화된 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제122항에 있어서, 다운로드된 센서 정보가 개인 특이적인 맞춤 양 또는 치료법을 제공하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 센서 모듈이 일회용 코인 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 중심 구성요소가 변형된 휴대폰인 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 중심 구성요소가 PDA인 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 중심 구성요소가 변형된 호출기인 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 제114항에 있어서, 중심 구성요소가 변형된 시계인 것을 특징으로 하는 개인 전자 디바이스.
- 주변 지역의 위해 물질의 존재를 감지하고, 위해 물질과 관련된 감지 정보를 자동적으로 원격지에 전달할 수 있는 운송 시스템에 탑재되며, 지오포지셔닝 메카니즘, 안테나를 가지는 휴대폰 칩, 전체 전력 소비를 최소화하는 빌트인 웨이크업(wake up) 프로토콜 및 소정 메시지를 전자 디바이스에 또는 전자디바이스로부터 송수신하는 통신 능력을 포함하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 외부 통신을 위하여 소정 통화 번호를 입력할 수 있는 외부 유닛을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 통화 번호가 전자 디바이스 내에서 프로그래밍될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 메시지가 팩스 메시지인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 메시지가 음성 녹음된 메시지인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 메시지가 이메일인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 운송 시스템은 트럭인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 운송 시스템이 선적 컨테이너인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 운송 시스템이 승객을 운반할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 탬퍼링(tampering)이 발생하면 원격으로 무선 경고하는 안티탬퍼링(anti-tampering) 기술을 추가적으로 포함하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 전송된 메시지가 인코딩되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 디바이스가 휴대폰 구성요소로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 제129항에 있어서, 전원 시스템을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스.
- 이중 통신 용량을 가지며, 화학물질, 생물학적 물질, 방사선 물질 및 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 위해 물질을 감지하는 센서 모듈 유닛을 운반하는 수단을 제공하는 무선 디바이스를 공중에 제공하는 단계 및 디바이스가 위해 물질의 감지 정보를 응급 대응 네트워크에 제공하며, 기존의 무선 네트워크에 근거하여 통합 무선 시스템을 설립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접적인 대중 참여에 근거하는 잠재적 테러리스트 위협의 광범위 감시 방법.
- 제142항에 있어서, 위해 물질의 감지에 근거하여 위협을 인식하는 특수 무선 네트워크 소프트웨어 및 프로토콜을 제공하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제143항에 있어서, 소프트웨어 및 프로토콜이 위양성(false positive)을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제142항에 있어서, 위해 감지 정보를 제공하는 변형된 무선 디바이스의 위치를 감지하기 위한 지오로케이션 포지셔닝 수단을 사용하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제145항에 있어서, 지오로케이션 포지셔닝 수단이 토지 기반의 삼각측량 지오포지셔닝 방법에 근거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제145항에 있어서, 지오로케이션 포지셔닝 수단이 위치확인위성(global positioning satellite;GPS) 시스템에 근거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제145항에 있어서, 지오로케이션 포지셔닝 수단이 토지 기반의 삼각측량 포지셔닝 방법 및 위치확인위성(global positioning satellite;GPS)의 조합에 근거하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제145항에 있어서, 응급 네트워크 대응 시스템이 911, E911 및 다른 응급 대응 공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제142항에 있어서, 무선 디바이스는 변형된 휴대폰인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제150항에 있어서, 변형된 휴대폰은 일회용인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제142항에 있어서, 무선 디바이스는 변형된 PDA인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제142항에 있어서, 무선 디바이스는 변형된 양방향 호출기인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제142항에 있어서, 무선 디바이스는 변형된 시계인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제142항에 있어서, 감시 시스템이 모든 국가의 모든 무선 네트워크에 적응될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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