Неуязвимая электроника

15.03.2013

Команде ученых и инженеров удалось создать крошечный микрочип, усилитель мощности миллиметровых волн, который способен восстанавливать работоспособность даже после серьезных повреждений. Ученые из Калифорнийского технологического института создали электронику, которая самовосстанавливается после повреждений. Прибору на ее основе будут не страшны короткие замыкания, радиационное облучение, механические повреждения и т.д. В ходе экспериментов различные части микрочипа даже уничтожали мощным лазером, но все равно "умная" схема восстанавливала работоспособность менее чем за секунду. При этом чип настолько мал, что на мелкую монету могут поместиться 76 таких устройств.

"Это было невероятно впечатляюще. Мне кажется, что мы были свидетелями следующего шага в эволюции интегральных схем, - говорит один из разработчиков уникальной технологии Али Хаджимири. - Мы буквально взорвали половину усилителя и испарили многие из его компонентов, включая транзисторы. Тем не менее, он смог восстановиться и продемонстрировал почти максимальную производительность".

До сих пор даже мелкие неисправности часто оказываются фатальными для интегральных микросхем. Специалисты из Калифорнийского технологического института решили создать микрочипы, обладающие чем-то вроде "иммунной системы", которая обнаружит проблему и восстановит работоспособность чипа. В результате удалось создать прототип подобной микросхемы. "Неуязвимый" усилитель мощности включает множество надежных датчиков, которые контролируют температуру, ток, напряжение и потребляемую мощность. Информация с этих датчиков подается на центральный процессор, который выступает в качестве 'мозга' системы. Процессор анализирует эффективность работы усилителя и, если это необходимо, переключает функции тех или иных компонент.

Интересно, что "мозг" не функционирует на основе алгоритмов, то есть не обязательно заранее предугадывать всевозможные типы поломок. Вместо этого процессор делает выводы на основе совокупных показаний датчиков. Проще говоря, система всегда автоматически находит оптимальную конфигурацию для максимальной производительности, "не интересуясь" причиной поломки. Таким образом, сложные микросхемы могут автоматически поддерживать высокую эффективность работы в самых разных условиях, например при перегреве или падении напряжения. В случае серьезного повреждения такая микросхема сохранит хотя бы минимальную работоспособность, что в некоторых ситуациях может спасти жизни людей.

Сегодня без электроники невозможно представить ни одну область деятельности. Фактически, наша цивилизация базируется именно на компьютерах, и надежность этих машин имеет первостепенное значение. "Неразрушаемые" микросхемы несомненно станут важным шагом к сверхнадежным космическим кораблям, автомобилям, самолетам и т.д.

<< Назад: 60-ГГц приемопередатчик со встроенной самокалибровкой 16.03.2013

>> Вперед: Сенсорные экраны станут дешевле 15.03.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Возрождение мамонтов началось с мышей 03.03.2025 Компания Colossal BioSciences, известная своими амбициозными проектами по возрождению вымерших видов, сделала значительный шаг вперед в своей работе. Генетики и биоинженеры компании успешно вывели шерстистых мышей, используя технологию редактирования генов CRISPR. Этот эксперимент не только приближает ученых к их главной цели - возрождению шерстистого мамонта, но и открывает новые возможности для изучения адаптации млекопитающих к холодному климату. "Колоссальная шерстистая мышь" - это переломный момент в нашей миссии по борьбе с вымиранием. Этот успех делает нас на шаг ближе к нашей цели - возрождению шерстистого мамонта", - заявил соучредитель и гендиректор Colossal Biosciences Бен Ламм. Для достижения этой цели ученые провели масштабное исследование, в ходе которого проанализировали геномы 62 слонов и 59 шерстистых мамонтов, живших на Земле миллионы лет назад. В результате анализа были отобраны гены, отвечающие за формирование шерсти и другие признаки, необходимые для выживания в условиях холода. Исследователи сосредоточились на генах, которые отличают мамонтов от их ближайших родственников - азиатских слонов. Это позволило сузить круг генов до 10, наиболее важных для формирования шерсти и липидного обмена, и при этом совместимых с организмом мышей. С помощью технологии CRISPR ученым удалось изменить цикл роста шерсти у мышей, сделав его в три раза длиннее, чем у обычных грызунов. В результате мыши приобрели густую волнистую шерсть и завитые усы, что сделало их более приспособленными к низким температурам. Этот эксперимент является важным шагом не только в проекте по возрождению мамонтов, но и в изучении механизмов адаптации млекопитающих к холодному климату. "Мы расширили границы генной инженерии, скоординировав множество сложных модификаций и признаков у животных с исключительно высокой эффективностью. Это достижение демонстрирует как технический опыт наших ученых, так и возможности нашей платформы генной инженерии для получения предсказуемых фенотипов", - отметил один из руководителей проекта, молекулярный микробиолог Майкл Абрамс. Таким образом, выведение шерстистых мышей открывает новые перспективы для исследований в области генетики и биоинженерии, а также приближает человечество к возможности возрождения вымерших видов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025