البروفيسور دونالد لوبو وإنترنت كل شيء

المحتوى

• No Bugs، No Stress - دليلك خطوة بخطوة لإنشاء برامج لتغيير الحياة دون تدمير حياتك

المصدر: Red150770 / Dreamstime.com

يبعد:

يبلغ الإنتاج الحالي لرقائق السيليكون حوالي 20 مليار دولار سنويًا. قد لا يكون ذلك كافيا لتوسيع شبكة الإنترنت. الجواب قد تكمن في الالكترونيات إد.

منذ فجر الحوسبة الرقمية ، كان المبتكرون يبحثون عن قدر أكبر من قوة الحوسبة وكفاءتها. استخدمت ENIAC ما يقرب من 18000 أنبوب فراغ ، ويمكنها إجراء حسابات في ثوان قد تستغرق أسابيع من الجهد البشري. خفضت الترانزستورات في وقت لاحق حجم وتكلفة الأجهزة الإلكترونية. تقدمت الدائرة المتكاملة من احتواء حفنة من الترانزستورات والبوابات المنطقية إلى مليارات الدولارات على شريحة واحدة. لكن القفزة الكبرى التالية في تكنولوجيا الحوسبة قد تكون في كل مكان حول الطاقة.

الحل؟ مجسات ، مجسات في كل مكان! يعمل البروفيسور دونالد لوبو من جامعة تامبيري للتكنولوجيا في فنلندا على الأفكار التي من شأنها تسهيل تطوير إنترنت الأشياء (IoT). يبلغ الإنتاج الحالي لرقائق السيليكون حوالي 20 مليار دولار سنويًا. ولكن تحسبا لشرط تريليونات أجهزة الاستشعار ، يعمل الأستاذ لوبو وزملاؤه على مفهوم أوسع. تركز مشاريعهم على إنترنت كل شيء (IoE). (لمعرفة المزيد حول إنترنت الأشياء ، راجع ما هي أفضل القوى المحركة لإنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء)؟)

أصبحت مفتونة بعمل البروفيسور لوبوس بعد قراءة مقال IEEE تمت مقابلته. لتلبية المتطلبات المتزايدة للتوصيل حسب الطلب ، يعمل البروفيسور لوبو وفرقه على توفير إلكترونيات منخفضة التكلفة ومستدامة بيئيًا في كل مكان. يقع TUT في ثالث أكبر مدينة Finlands ، وهو Tampere ، في المرتبة 11^العاشر في العالم من حيث التعاون الصناعي. ويشارك البروفيسور لوبو في مشروعين هناك في مختبر توتس للإلكترونيات في المستقبل. انتهزت صداقتي مع الأستاذ متعدد المواهب لسؤاله عنها.

البروفيسور لوبو: "يُطلق على المرء اسم ed ، وهو نظام الحكم الذاتي للطاقة UniversaL (PAUL) لأجهزة الاستشعار اللاسلكية متعددة الوظائف ، وهو مشروع مدته 5 سنوات بتمويل من Tekes يهدف إلى تطوير التكنولوجيا لتمكين الإنترنت من كل شيء. والآخر هو "افتتاح استراتيجي" كبير تموله Tekes يسمى النهج العاري ، بتنسيق من VTT ومع جامعة أولو ، وجامعة آلتو ، ديموس هلسنكي وجامعة لابلاند المشاركة بالإضافة إلى TUT. ينظر هذا المشروع على المستوى العالمي إلى رؤية الانتقال من مجتمع يركز على الأدوات الذكية إلى حياة خالية من الارتباطات التشعبية ، حيث تظهر الخدمات حسب الحاجة وتختفي عندما لم تعد هناك حاجة إليها. "

تولى البروفيسور بول بيرغر من جامعة أوهايو الاستاذ في FiDiPro في TUT. يأتي الأستاذان لوبو وبيرجر وفريقهم من خلفيات وحقول مختلفة لتشكيل نهج دولي متعدد التخصصات للإبداع التقني. يحتوي مشروع PAUL على أربعة أهداف:

1. تحسين حصاد الطاقة
2. الأجهزة الإلكترونية عالية السرعة
3. تكنولوجيا التكامل الهجين
4. التكامل الكامل لترسيب الطبقة الذرية ترسبات (ALD)

هذا هو كل شيء عن إلكترونيات إد. سوف يستخدم Internet of Everything أجهزة الاستشعار في أي مكان وفي كل مكان. سألت البروفيسور لوبو عن العقبات الرئيسية التي تحول دون تكامل ALD والإنتاج الضخم للأجهزة الإلكترونية عالية السرعة. (لمعرفة المزيد حول أجهزة إنترنت الأشياء ، راجع هل الأجهزة القابلة للارتداء تهديد لشبكات الشركات؟)

البروفيسور لوبو: "كان العائق لفترة طويلة هو حقيقة أنها كانت عملية تسلسلية بطيئة للغاية حيث كنت في حاجة لإخماد المواد بشكل أساسي طبقة ذرية في وقت واحد وضخ غرفة التفاعل في كل مرة. تقوم شركات تصنيع معدات ALD الرائدة مؤخرًا (مثل Picosun و Beneq ، وكلاهما من الشركات الفنلندية ، لكنني أعتقد أن هناك شركات أخرى نشطة للغاية) بتطوير آلات ALD مستمرة وحتى آلات قابلة للالتفاف يمكنها الإيداع على ركائز مرنة. لا يزال هناك عمل يتعين القيام به في هذا المجال ، ونحن نتابع بنشاط مزيج ALD و ing ، ولكن بالنسبة للأغشية الرقيقة (ليس أكثر من بضع عشرات من النانومتر) أعتقد أنه يمكن أن يكون حلاً جيدًا للتصنيع. "

سمع البروفيسور لوبو شائعات مفادها أن ALD تستخدم بالفعل في إنتاج شرائح السيليكون منذ عام 2007. لكن PAULs ed electronics شيء مختلف. سؤالي التالي: هل يقترح نهاية السيليكون؟

No Bugs، No Stress - دليلك خطوة بخطوة لإنشاء برامج لتغيير الحياة دون تدمير حياتك

لا يمكنك تحسين مهارات البرمجة لديك عندما لا يهتم أحد بجودة البرنامج.

البروفيسور لوبو: "بالطبع لا! أو على الأقل لا تحل محلها جي. كثافة الأجهزة التي تحصل عليها على رقائق CMOS في أجهزة الكمبيوتر مذهلة وكذلك السرعة. سيكون لديك دائما هياكل أكبر وبالتالي رقائق أقل. لذا ، ربما يكون الطحن الكبير للبيانات (أجهزة الكمبيوتر والخوادم) هو CMOS لفترة طويلة ، وقد يكون البديل شيئًا مختلفًا تمامًا استنادًا إلى ظواهر الكم. سوف تفتح إد إلكترونيات مجالات للإلكترونيات والذكاء في كل مكان حيث يكون السيليكون قويًا للغاية ومفرط في الزيادة. "

المشروع الثاني في محفظة Prof. Lupos يعمل جنبًا إلى جنب مع إلكترونيات ed. "النهج العاري" يستخدم أجهزة الاستشعار في أي مكان وفي كل مكان يذهب المستخدم. تخيل عالمًا رقميًا بدون أدوات. سواءً في المنزل أو في العمل أو في المركز التجاري أو في أحد المطاعم أو حتى في الشارع ، فإن الخدمات تتحقق عند الحاجة ، ثم تختفي عند الانتهاء من المستخدم. يوضح مقطع فيديو YouTube هذا المفهوم. يشرح موقع النهج العاري المزيد. يقول البروفيسور لوبو: "يتم النظر إلى مشكلات مثل التجوال والتعرف والخصوصية والواجهات بالإضافة إلى ما يسمى أجهزة الالتصاق".

مستشعرًا ببعض الحيرة في أسئلتي ، قدم الأستاذ لوبو ملخصًا آخر للتكنولوجيا:

البروفيسور لوبو: "يشمل حل تمكين الأجهزة الذكية في كل مكان:

1. استقلالية الطاقة مع المواد غير السامة. هذا هو الجزء الحصاد والتخزين. يمكن تطبيقه أيضًا على الأجهزة التي تتضمن رقائق السيليكون ، وفي الواقع نتوقع أن يتم طرح هذا في وقت أبكر من دوائر الدوائر الكاملة ، ربما خلال بضع سنوات.
2. دوائر مرنة ، منخفضة التكلفة: هذا هو الجزء الخاص بجعل الأجهزة الإلكترونية تتمتع بأداء جيد بما فيه الكفاية (السرعة ، الطاقة المنخفضة ، إلخ) لاستخدامها في هذه الأجهزة في كل مكان. نعتقد أن الجمع بين ALD و ing سيكون أحد الطرق للمضي قدمًا ، لكن هذا جهد طويل الأجل ، حيث أتوقع دليلًا على المبدأ في المختبر في السنوات المقبلة ولكن قبل بضع سنوات أخرى من تسويق هذه الأشياء. "

هذا لديه نظرة التكنولوجيا المتقدمة. هل لديه أي أوهام بأن بول أو النهج العاري يمكن أن تمثل خطوة تطورية على مقياس الترانزستور أو الدائرة المتكاملة؟

البروفيسور لوبو: "ربما ليس في مجموعاتنا وحدها ، ولكن إذا كنت تفكر في العمل الجاري في العالم اليوم ، أعتقد أن العمل الذي نقوم به نحن وآخرون بشأن استقلالية الطاقة والدوائر الخالية من السيليكون (الإلكترونيات الكلية؟) تأثير مماثل على حياتنا كان للتطور السابق للإلكترونيات الدقيقة تأثير على حياتنا ، من خلال جعل فكرة الإنترنت لكل شيء أو تريليون مجسات ممكنة ومستدامة بيئيًا. "

كان مقالي الأولي هو البحث عن البروفيسور لوبو للمقارنة بين التقنيات الحالية. ما هو مستقبل إلكترونيات إد وماذا سيكون مكانها في السوق في ظل تكنولوجيا رقائق السيليكون القوية؟

البروفيسور لوبو: "لن تتمكن شركة إد إلكترونيكس من اللحاق بتكنولوجيا CMOS أو من يخلفها مماثلة للمعالجات الدقيقة عالية السرعة والرقائق المعقدة. ولكننا نعتقد أن هذه المستشعرات في كل مكان لن تحتاج إلى مستوى القدرة على المعالجة ، وأنه في هذا المستوى (بما يكفي لقياس بعض المعلمات البسيطة ، والقيام ببعض معالجة البيانات والتواصل مع عقدة لاسلكية) يمكن أن يمكّن عدد من الأجهزة التي ليست حقا مجدية مع السيليكون. نعتقد أيضًا أن ALD سيكون جزءًا أساسيًا من هذه المعادلة. "

لذلك قد نتطلع جميعًا إلى تجربة يومية لإنترنت كل شيء تستفيد من الأجهزة الإلكترونية وأجهزة الاستشعار في كل مكان. الجميع يريد المزيد من الاتصال. لكن البروفيسور لوبو تحدث بحماس عن الاستخدامات المحتملة للتكنولوجيا الطبية ، مثل أجهزة استشعار EKG اللاسلكية ، والقياس عن بعد للعلامات الحيوية أو مجموعة من التطبيقات التشخيصية الأخرى. لا شك في أن مستقبل أقل للأدوات مع توزيع واسع من التوصيلية يميز النمو الهائل للإنترنت والتطور نحو إنترنت كل شيء. الدوائر الذكية الرخيصة والصديقة للبيئة قد تحدث فرقًا كبيرًا.