تتبدل مثل لعبة الليغو.. ابتكار رقاقة إلكترونية لتسهيل عمليات الحوسبة

نجح مهندسون من معهد ”ماساتشوستس“ للتقنية، من ابتكار رقاقة إلكترونية تسمح بفك المستشعرات والمعالجات وتركيبها بسهولة، وكأنها أجزاء من لعبة ”الليغو“.

ويمكن استخدام التصميم الجديد في تحديث مختلف الأجهزة التي تستخدم الرقاقات الإلكترونية، مثل: الحواسيب، والحواسيب الفائقة، والروبوتات المستشعرة عن بعد دون إنتاج كثير من النفايات، فضلا عن استخدامها في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، ونشِرت الدراسة في مجلة نيتشر إليكترونيكس العلمية.

وتحتوي الرقاقة الجديدة، على طبقات المستشعرات والمعالجات بدلا من الأسلاك النحاسية، وتتواصل الطبقات مع بعضها داخليا من خلال إشارات ضوئية، بتقنية ”الليد“؛ ما يسمح بتبادل الأجزاء بين الطبقات بسهولة.

وقال الأستاذ الدكتور جيهوان كيم الباحث في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس ”في حين أننا ندخل عصر إنترنت الأشياء المعتمدة على شبكات الاستشعار، يتزايد الطلب على أجهزة الحوسبة ذات الوظائف المتعددة، والقادرة على أداء عمليات المعالجة دون الحاجة للاتصال بمخدم مركزي، ويمثل تصميمنا الجديد أهمية عالية في الحوسبة المستقبلية“، وفقا لموقع ”بوب ساي“.

ولاختبار أداء الرقاقة للمهمات البسيطة، صنع الفريق أنموذجا مع مستشعرات للصورة، ومستشعرات ”ليد“، ومعالج يحتوي على أجزاء اصطناعية مصنوعة من السيليكون والفضة والنحاس تقلد عمل الدماغ في إرسال المعلومات.

وتنبع أهميتها في أنها لا تنقل المعلومات بطريقة ثنائية قائمة على أصفار وواحدات، بل تعتمد على قوة الإشارة من أجل توليد قيم عدة للمعلومات المرسلة.

وتربط بين هذه القيم وقوة الإشارة من أجل بقاء عمليات الحساب مستقرة، ويمكن لهذه الدارة معالجة البيانات مباشرة وتصنيف الإشارات على الرقاقة الإلكترونية.

ودرب الباحثون نسخة من الرقاقة على تمييز بعض الحروف، إذ تستطيع استقبال الإشارة المرئية بواسطة المستشعرات الضوئية، وتمريرها إلى طبقات أخرى تعالج الصورة على أنها تتابع من أجزاء الصورة ”بيكسل“ وتصنيف الإشارة بناء على قوة الضوء الملتقط.

واستخدم الباحثون ضوء الليزر لإرسال الأحرف المختلفة إلى الرقاقة، واستطاعت تمييز كل حرف، إلا أن أداءها كان أفضل مع الصور الأوضح.

وأضاف الباحثون في مرحلة متقدمة من البحث معالجا آخر لمساعدة الرقاقة على قراءة الصور غير الواضحة.

ويتصور الباحثون أن هذه القدرات تسمح لهم بإضافة ميزات، مثل: تمييز الصور إلى أجهزة التصوير في الهواتف الذكية، أو مستشعرات مراقبة الحالة الصحية في الجلد الإلكتروني.

وأشار الباحثون إلى إمكانية صنع أشكال مختلفة من الشبكات العصبية لتمييز الصوت والصورة، وترك المستخدم ليختار ما يريد إضافته إلى رقاقته الإلكترونية، وكأنها قطع ”ليغو“.