Τρίτη, 26 Ιουνίου 2018

Ο μικρότερος υπολογιστής στον κόσμο. An even smaller world’s smallest ‘computer’

Οι ερευνητές έδωσαν στην δημοσιότητα μια φωτογραφία με τον υπολογιστή που δημιούργησαν δίπλα σε ένα κόκκο ρυζιού για να δείξουν πόσο μικρός είναι. he latest from IBM and now the University of Michigan is redefining what counts as a computer at the microscale. The Michigan Micro Mote (M3) next to a grain of rice for scale. Photo: Joseph Xu/Michigan Engineering

Πριν από τρεις μήνες (Μάρτιος 2018) η IBM ανακοίνωσε την κατασκευή του μικρότερου υπολογιστή στον κόσμο με διαστάσεις 1 χιλιοστό x1 χιλιοστό. Το ρεκόρ κατέρριψε μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Michigan που κατασκεύασε έναν μικρότερο υπολογιστή, τον Michigan Micro Mote, με μήκος μόλις 0,3 χιλιοστά – μικρότερο κι από έναν κόκκο ρυζιού.

Όμως υπάρχει ένα αλλά… Όταν αποσυνδέουμε τον υπολογιστή μας τα προγράμματα και τα δεδομένα του δεν χάνονται – εξακολουθούν να υπάρχουν όταν τον θέσουμε πάλι σε λειτουργία. Αυτές οι μικροκατασκευές της IBM και του Πανεπιστημίου Michigan χάνουν τους προγραμματισμούς και τα δεδομένα τους όταν πάψουν να τροφοδοτούνται με ενέργεια.

Αριστερά, ο μικροσκοπικός υπολογιστής της IBM. Δεξιά, ο ακόμα μικρότερος υπολογιστής Michigan Micro Mote – πιο μικρός κι από έναν κόκκο ρυζιού.

Ο μικροσκοπικός υπολογιστής του Michigan  έχει το 1/10 του μεγέθους της αντίστοιχης μικροκατασκευής της ΙΒΜ, καταναλώνει ελάχιστη ισχύ και είναι διαφανής, αφού το φως μπορεί να προκαλέσει ηλεκτρικό ρεύμα στα μικροσκοπικά του κυκλώματα. Προς το παρόν ο μικρότερος υπολογιστής του κόσμου λειτουργεί ως αισθητήρας θερμοκρασίας μεγάλης ακρίβειας.

Μπορεί να καταγράψει θερμοκρασίες σε μικροσκοπικές περιοχές – π.χ. μιας ομάδας κυττάρων – με σφάλμα περίπου 0,1 βαθμούς της κλίμακας Κελσίου. Το σύστημα μπορεί να επαναπρογραμματιστεί ώστε να εκτελεί κι άλλες εργασίες, αλλά οι ερευνητές προτίμησαν τις μετρήσεις θερμοκρασίες εξαιτίας της χρησιμότητάς τους στην ογκολογία, μετά από πρόταση του Gary Luker, καθηγητή ραδιολογίας και βιοϊατρικής μηχανικής. Κάποιες μελέτες δείχνουν ότι η καρκινικοί όγκοι είναι θερμότεροι από τους φυσιολογικούς ιστούς, αλλά τα δεδομένα δεν είναι επαρκή για να καταλήξει κανείς στο συμπέρασμα αυτό. Η γνώση της θερμοκρασίας μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση των θεραπειών του καρκίνου.

«Δεδομένου ότι ο αισθητήρας θερμοκρασίας είναι μικρός και βιοσυμβατός, μπορούμε να τον εμφυτεύσουμε σε ένα ποντίκι, και γύρω από αυτόν να αναπτυχθούν καρκινικά κύτταρα» λέει ο Gary Luker. «Χρησιμοποιώντας τον λιλιπούτειο υπολογιστή ως αισθητήρα θερμοκρασίας μπορούμε να διερευνήσουμε τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του όγκου σε σχέση με τους φυσιολογικούς ιστούς και ίσως μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε τις μεταβολές της θερμοκρασίας ώστε να προσδιορίσουμε την επιτυχία ή την αποτυχία της θεραπείας».

Εκτός από τα πειράματα του Luker ο μικροσκοπικός υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλους σκοπούς. Ήδη μετά την ανακοίνωση της κατασκευής του οι κατασκευαστές του Michigan Micro Mote δέχονται καταιγισμό προτάσεων συνεργασίας για διάφορες έρευνες.

Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως μετρητής πίεσης μέσα στο μάτι για διάγνωση γλαυκώματος, στις μελέτες για τον καρκίνο, στην παρακολούθηση δεξαμενών πετρελαίου, στην παρακολούθηση βιοχημικών διεργασιών κ.ά.

Ο μικρότερος υπολογιστής του κόσμου παρουσιάστηκε στις 21 Ιουνίου 2018 στο συμπόσιο «VLSI Technology and Circuits» στην εργασία με τίτλο: “A 0.04 mm3 16nW Wireless and Batteryless Sensor System with Integrated Cortex-M0+ Processor and Optical Communication for Cellular Temperature Measurement.”