פרופסור דונלד לופו והאינטרנט של הכל

תוֹכֶן

• אין באגים, אין מתח - המדריך השלב אחר צעד שלך ליצירת תוכנה לשינוי חיים מבלי להרוס את חייך

מקור: Red150770 / Dreamstime.com

להסיר:

הייצור הנוכחי של שבבי סיליקון מסתכם בכ- 20 מיליארד דולר בשנה. זה אולי לא מספיק לאינטרנט המתרחב. התשובה עשויה להיות בתחום האלקטרוניקה המעודכנת.

מאז שחר המחשוב הדיגיטלי, מחדשים מחפשים אחר כוח ויעילות מחשוב גדולים יותר. ה- ENIAC השתמש בכמעט 18,000 צינורות ואקום ויכול היה לבצע חישובים תוך שניות שהיו לוקחים שבועות על ידי מאמץ אנושי. טרנזיסטורים הפחיתו מאוחר יותר את הגודל והעלות של מכשירים אלקטרוניים. והמעגל המשולב התקדם מכיל רק קומץ טרנזיסטורים ושערי היגיון למיליארדים בשבב אחד. אבל הקפיצה הגדולה הבאה בטכנולוגיית המחשוב עשויה לעסוק יותר בכל מקום מאשר כוח.

הפתרון? חיישנים, חיישנים בכל מקום! פרופסור דונלד לופו מאוניברסיטת הטמפרה בטמפרה (TUT) בפינלנד עובד על רעיונות שיאפשרו את התפתחות האינטרנט של הדברים (IoT). הייצור הנוכחי של שבבי סיליקון מסתכם בכ- 20 מיליארד דולר בשנה. אך לקראת הדרישה לטריליוני חיישנים, פרופ 'לופו ועמיתיו עובדים על מושג רחב יותר. הפרויקטים שלהם מתמקדים באינטרנט של הכל (IoE). (למידע נוסף על IoT, ראה מהם כוחות המניעה המובילים באינטרנט של הדברים (IoT)?)

הוקסמתי מעבודתו של פרופ 'לופוס לאחר שקראתי מאמר של IEEE שעבורו התראיין. כדי לעמוד בדרישות ההולכות וגוברות לקישוריות לפי דרישה, פרופ 'לופו וצוותיו פועלים למען האפשר למוצרי אלקטרוניקה זמינים בכל מקום ברחבי העולם. TUT, הממוקמת בעיר פינלנדס השלישית בגודלה, טמפרה, דורגת 11^th בעולם מבחינת שיתוף פעולה בענף. פרופ 'לופו מעורב בשני פרויקטים שם במעבדת TUTs לאלקטרוניקה עתידית. ניצלתי את החברות שלי עם הפרופסור הרב-מוכשר כדי לשאול אותו עליהן.

פרופ 'לופו: "אחת נקראת פלטפורמת ed, energy Autonomous UniversaL (PAUL) לחיישנים ומכשירים אלחוטיים רב-פונקציונליים. זהו פרויקט בן חמש שנים במימון Tekes שמטרתו לפתח את הטכנולוגיה כדי לאפשר את האינטרנט של הכל. השנייה היא "פתיחה אסטרטגית" גדולה במימון Tekes בשם "גישה עירומה", המתואמת על ידי VTT ואוניברסיטת אולו, אוניברסיטת אלטו, הדגמות הלסינקי ואוניברסיטת לפלנד שמשתתפות בנוסף ל- TUT. פרויקט זה מסתכל באופן גלובלי יותר על החזון של מעבר מחברה ממוקדת גאדג'טים לחיים נטולי גאדג'טים נטולי גאדג'טים, בהם השירותים מופיעים כנדרש ונעלמים כאשר כבר אין צורך בהם. "

פרופ 'פול ברגר מאוניברסיטת אוהיו הצטרף לפרופסור ב- FiDiPro ב- TUT. הפרופסורים לופו וברגר, כמו גם הצוות שלהם, מגיעים מרקע ותחומים שונים ויוצרים גישה רב-תחומית, בינלאומית, לחדשנות טכנית. לפרויקט PAUL ארבע יעדים:

1. קציר אנרגיה משופר
2. מכשירים אלקטרוניים במהירות גבוהה
3. טכנולוגיית שילוב היברידית
4. שילוב מלא של תצהיר שכבה אטומית מגלגל לגליל (ALD)

כל זה עוסק במוצרי אלקטרוניקה. האינטרנט של הכל ישתמש בחיישנים בכל מקום ובכל מקום. שאלתי את פרופ 'לופו לגבי המכשולים העיקריים לשילוב ALD וייצור המוני של מכשירים אלקטרוניים במהירות גבוהה. (למידע נוסף על מכשירי IoT, ראה האם מכשירים לבישים מהווים איום לרשתות עסקיות?)

פרופ 'לופו: המכשול במשך זמן רב היה העובדה שמדובר בתהליך סדרתי איטי מאוד בו היית צריך להניח חומרים בעצם שכבה אטומית בכל פעם ולהוציא את תא התגובה בכל פעם. לאחרונה יצרני ציוד ALD מובילים (למשל פיקוסון ובנק, שתיהן חברות פיניות, אבל אני חושב שאחרים פעילים גם כן) פיתחו מכונות ALD רצופות ואפילו מכונות רול-רול שיכולות להפקיד על מצעים גמישים. יש עדיין לעשות עבודה בתחום הזה ואנחנו רודפים באופן פעיל אחר השילוב בין ALD לבין ing, אבל עבור סרטים דקים (לא יותר מכמה עשרות ננומטרים) אני חושב שזה יכול להיות פיתרון ייצור טוב. "

פרופ 'לופו שמע שמועות על כך ש- ALD כבר נמצא בשימוש בייצור שבבי סיליקון מאז 2007. אבל PAULs האלקטרוניקה הינה משהו שונה. השאלה הבאה שלי: האם הוא מציע סוף סיליקון?

אין באגים, אין מתח - המדריך השלב אחר צעד שלך ליצירת תוכנה לשינוי חיים מבלי להרוס את חייך

אינך יכול לשפר את כישורי התכנות שלך כאשר לאף אחד לא אכפת מאיכות התוכנה.

פרופ 'לופו: "בהחלט לא! או לפחות לא להחליפו על ידי ing. צפיפות המכשירים שתקבלו על שבבי CMOS במחשבים מדהימה וכך גם המהירות. ing תמיד יהיה מבנים גדולים יותר ולכן פחות שבבים. אז קריסת הנתונים הגדולים (מחשבים, שרתים) תהיה ככל הנראה CMOS למשך זמן רב, והחלופה עשויה להיות משהו שונה לחלוטין על סמך תופעות קוונטיות. האלקטרוניקה המעודכנת תפתח אזורים לאלקטרוניקה ולבינה נפוצה בכל מקום בהם הסיליקון כבר חזק ועוצמתי מדי. "

הפרויקט השני בפורטפוליו של לופוס עובד יד ביד עם אלקטרוניקה ed. "הגישה העירומה" עושה שימוש בחיישנים בכל מקום ובכל מקום אליו הולך המשתמש. דמיין עולם דיגיטלי ללא גאדג'טים. בין אם בבית, בעבודה, בקניון, במסעדה או אפילו בהליכה ברחוב, השירותים מתגשמים בעת הצורך, ואז נעלמים כשהמשתמש מסיים איתם. סרטון YouTube זה ממחיש את המושג. אתר הגישה העירומה מסביר יותר. "נושאים כמו נדידה, זיהוי, פרטיות וממשקים נבדקים כמו גם מה שמכונה התקני-על-זה-על-מכשירים", אומר פרופ 'לופו.

כשהוא חש במבוכה בשאלותי, פרופסור לופו סיפק בחביבות סיכום נוסף של הטכנולוגיה:

פרופ 'לופו: "הפיתרון לאפשר מכשירים חכמים בכל מקום כולל:

1. אוטונומיה אנרגטית עם חומרים לא רעילים. זהו החלק הקציר והאחסון. זה יכול להיות מיושם גם על מכשירים הכוללים שבבי סיליקון, ולמעשה אנו מצפים שזה יגיע לשוק מוקדם יותר מאשר מעגלים מלאים, ככל הנראה בעוד כמה שנים.
2. מעגלים ed, גמישים, בעלות נמוכה: זהו החלק שגורם לייצור אלקטרוניקה ed בעלת ביצועים מספיק טובים (מהירות, אנרגיה נמוכה וכו ') שישמשו במכשירים בכל מקום. אנו חושבים ששילוב בין ALD לבין ing יהיה דרך אחת קדימה, אך זהו מאמץ לטווח ארוך יותר, שם אני מצפה להוכחת עקרון במעבדה בשנים הקרובות, אך כמה שנים נוספות לפני שניתן יהיה למסחור דברים כאלה. "

זה נראה כמו טכנולוגיה פורצת דרך. האם יש לו אשליות שפאול או הגישה העירומה יכולות לייצג צעד אבולוציוני בסולם הטרנזיסטור או המעגל המשולב?

פרופ 'לופו: "בטח לא בקבוצות שלנו בלבד, אבל אם לוקחים בחשבון את העבודה הנעשית כיום בעולם, אני חושב שהעבודה שאנחנו ואחרים עושים על אוטונומיה אנרגטית ועל מעגלים נטולי סיליקון (מקרואלקטרוניקה?) עשויה להיות בעלת השפעה דומה על חיינו שהייתה ההתפתחות הקודמת של המיקרואלקטרוניקה על חיינו, על ידי הפיכת הרעיון של האינטרנט של חיישני הכל או טריליון לביצוע ובר-קיימא מבחינה אקולוגית. "

הגישה הראשונית שלי הייתה לבדוק את פרופסור לופו לצורך השוואה לטכנולוגיות הקיימות. מה העתיד של האלקטרוניקה המעודכנת, ומה יהיה מקומה בשוק בצל טכנולוגיית שבבי הסיליקון החזקה?

פרופ 'לופו: האלקטרוניקה המעודכנת ככל הנראה לעולם לא תצליח להדביק CMOS או ממשיכה דומה עבור מעבדי מיקרו-מעבדים במהירות גבוהה ושבבים מורכבים. אך אנו מאמינים כי חיישנים בכל מקום לא זקוקים לרמת יכולת עיבוד כזו, וברמה זו (די בכדי לבצע מדידה של כמה פרמטרים פשוטים, לבצע עיבוד נתונים ולתקשר עם צומת אלחוטי) יכול לאפשר מספר מכשירים אשר לא ממש ריאלי עם סיליקון. אנו גם חושבים ש- ALD יהיה חלק מרכזי במשוואה זו. "

אז כולנו אולי מצפים לחוויה יומית של האינטרנט של כל מה שמנצל את האלקטרוניקה המעודכנת והחיישנים בכל מקום. כולם רוצים קישוריות רבה יותר. אולם פרופ 'לופו דיבר בהתרגשות על שימושים פוטנציאליים בטכנולוגיה רפואית, כמו חיישני EKG אלחוטיים, טלמטריה מרחוק של סימנים חיוניים או שלל יישומי אבחון אחרים. עתיד חסר גאדג'טים עם תפוצה רחבה של קישוריות יאפיין ללא ספק את הצמיחה האקספוננציאלית של האינטרנט, ואת ההתפתחות לכיוון האינטרנט של הכל. מעגלים חכמים זולים וידידותיים לסביבה עשויים לעשות את כל ההבדל.