Take a fresh look at your lifestyle.

محقق ایرانی مخترع مدار کامپیوتری جدید برای شرایط خاص

مدارهای کامپیوتری معمولا بدون حرکت هستند. اما ممکن است ابزاری وجود داشته باشند که آنها را به حرکت در محیط های خاص وا دارد. تیم دانشگاهی یوتا ریزمداری را اختراع کردند که در مقابل سطح بالای اشعه یونیزگی مقاومت می کند و سیستم ماشینی میکرواالکترو (MEMS) نامیده می شود.

مدار MEMS

رایانه های معمولی به صورت نیمه رسانا ساخته می شوند و حالت خاموش/روشن (همان صفر و یک) در آنها با جریانی در مدار کنترل می‌شود. در MEMS از جریان برای به حرکت در آوردن الکترونها استفاده می‌شود. این الکترون‌ها در اثر فاصله فیزکی از هم جدا هستند و تنها زمانی به یکدیگر برخورد می‌کنند که جریان کافی برای ایجاد یک نیروی جاذب بین آنها وجود داشته باشد. در اصل یک سوییچ فیزکی 25 میکرومتری یک طرفه است.

تراشه های کامپیوتر معمولا نمی‌توانند در برابر مقدار زیاد تابش اشعه یا گرما مقاومت کنند. به عنوان مثال برخی از ربات های نیروگاه هسته ای فاکوشیما سال گذشته در اثرتابش اشعه مادون قرمز به مدارشان خراب شدند. ماهواره ها باید به یک محافظ مجهز شوند زیرا اشعه های تابشی از فضا در سیستم های آنها اشکالاتی را بوجود می آورد و تنها راه برای جلوگیری از این اتفاق استفاده از نیم رساناهایی است که در برابر اشعه مقاومت می‌کنند مانند نیمه رساناهای گران قیمت یا محافظت کردن آنها با فلزاتی مانند سرب.

دلیل انتخاب این نیمه رساناها ماهیت ساختاری آنهاست. هر اشعه ای در آنها تولید جریان می‌کند و طرز کار سلولهای فتوولتائیک به گونه ای است که اگر مقدار آنها به اندازه کافی باشد مدار را روشن می کنند و مدار موجود در سوییچ‌های کوچک که تراشه های رایانه را تشکیل می دهند می توانند عملکرد طبیعی یک مدار را مختل کنند.

مدار MEMS این مشکل را ندارد چون در واقع هیچ کانال نیم رسانایی در آن وجود ندارد. مسعود طبیب آذر توسعه دهنده ایرانی این فن آوری می‌گوید: اگر ما رباتی با این ساختار بسازیم نواقص مکانیکی دیگری را خواهد داشت.

به منظورآزمایش توانایی مقاومت مدارهای MEMS را به مدت 2 ساعت درون رآکتور تحقیقاتی قرار دادند و این مدارها به کار خود ادامه داد در صورتی که اگر مدارهای معمولی بودند با مشکل مواجه می‌شدند. سیستم طبیب آذر یک نمونه ساده است و هیچ دلیلی وجود ندارد که این مدارها نتوانند کوچک تر شوند و می توانند در ساخت کامپیوترهای واقعی آینده مورد استفاده قرار گیرند.

کامپیوتری که در این شرایط خراب نشود، در مواردی از قبیل ساخت ربات ها برای شرایط خطرناک مانند رآکتور مناسب دربرابر فرآیند ذوب شدن و کاهش هزینه های ساخت ماهواره ها با کاهش میزان پوشش های مورد نیاز در ساخت آنها کارآرایی خواهد داشت چنین مدارهایی مورد علاقه ارتش نیز خواهند بود.

البته MEMS نواقصی هم دارد از قبیل سرعت دارند. تراشه های سیلیکونی هزاران بار از MEMS سریعتر هستند ولی با این وجود یک سوییچ MEMS می تواند جایگزین چند سوییچ سیلیکونی باشد. عدم وجود قسمت های حرکتی به معنی کاهش شکست در مدارهای کامپیوتری است.

مدار MEMS طبیب‌آذر 2 میلیون سیکل را بدون حتی یک خطا زد. اما نیاز است که برای مفید بودن در ماشینی واقعی این چرخه یک میلیونی افزایش داده شود. نقص دیگر آن اندازه آن می باشد چون تراشه های MEMS بسیار بزرگتر از آنهایی هستند که با سیلیکون ساخت می‌شوند.

با همه این محدودیت ها شما نمی‌توانید کامپیوتری را بسازید که هم خیلی کوچک باشد و هم خیلی سریع و نیازی هم به استفاده از اپلیکیشن طبیب آذر نداشته باشد. نه ربات های کنترل از راه دور که محاسبات پیچیده را انجام می‌دهد و نه سیستم های هدایت سیستم ماهواره ای بی‌نیاز از مدار MEMS نیستند.

برای انتخاب و استفاده از این مدارها در ربات‌هایی چون ربات های موجود در فاکوشیما نیازی به محاسبات پیچیده نیست و گرفتن تصمیم بسیار آسان است.

منبع: livescience.com

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.