Sie hören eine solche Geschichte nicht jeden Tag. Eric Wooldridge ist Spezialist für hochentwickelte Systeme am Morris Hospital in der Nähe von Chicago. Als er das neue MRT-Gerät von GE Healthcare installierte
, erhielt er Beschwerden über defekte Telefone. Dann fingen die Leute an, Apple Watches zu stören.
"Ich dachte sofort, dass die MRT eine Art elektromagnetische Strahlung aussendet, wodurch wir möglicherweise viele Probleme haben." Der EM-Puls würde aber auch die medizinische Ausrüstung des Krankenhauses deaktivieren - und alles funktionierte einwandfrei! Er begann dieses Problem zu untersuchen und fand heraus, dass absolut alle Geräte, die unter diesem Vorfall litten, von Apple hergestellt wurden - während das Android-basierte Telefon selbst einwandfrei funktionierte. Darüber hinaus verbreitete sich dieser Vorfall ziemlich weit und beeinträchtigte den Betrieb von 40 verschiedenen Geräten. Was zur Hölle?
In meinem Leben habe ich viele seltsame Pannen gesehen, aber ich habe noch nie davon gehört. Wie Eric. „Die Geräte haben sich ziemlich seltsam verhalten. Die meisten von ihnen sind völlig außer Betrieb. Ich steckte sie in eine Steckdose und sah keine Anzeichen dafür, dass sie aufgeladen wurden. Andere Geräte wurden eingeschaltet, hatten jedoch Probleme mit dem Mobilfunksignal. WiFi war schnell und klar, aber das Handy war einmal durch. “
Dann schrieb er einen Beitrag über sein Problem auf Reddit, und andere Systemadministratoren begannen zu argumentieren, dass flüssiges Helium, das zur Kühlung der MRT verwendet wird, dieses Problem verursachen könnte. Er führte eine Untersuchung durch und entdeckte ein Heliumleck, das sich dann im Gebäude ausbreitete.
„Ich habe festgestellt, dass ein Heliumleck aufgetreten ist, als ein neuer Magnet für die Kühlung vorbereitet wurde. In ungefähr 5 Stunden verschwanden ungefähr 120 Liter flüssiges Helium. Das Auto hatte ein Ventil, das funktionierte, aber wahrscheinlich undicht war. Ein Raum mit MRT gehört nicht zu einem System mit isolierter Heizung und Lüftung, daher wird die Luft aus diesem Raum mit der Luft des größten Teils des Gebäudes gemischt. Wir wissen nicht, welcher Teil des Heliums ausgetreten ist und welcher Teil hineingekommen ist. Helium wandelt sich von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand und dehnt sich 750-mal aus. Am Ende hatten wir also viel Helium (90.000 Liter). “ Ich wette, dass an diesem Tag die Stimmen der Krankenschwestern höher klangen!
Nach dem ersten Vorfall erholten sich die Geräte langsam, konnten dies jedoch nicht vollständig tun. „Wir hatten einige Geräte, die sich ungewöhnlich verhalten. Ein Telefon hatte ernsthafte Reparaturprobleme, und einige Smartwatches funktionierten weiter, mit Ausnahme von Problemen mit dem Touchscreen (sogar einige Tage danach). “
Er sortierte die Geräte nach Typ. „IPhones ab Version 6 sowie Apple Watches ab Version 0 litten darunter. Wir sind uns der Anwesenheit eines iPhone 5 im Gebäude an diesem Tag bewusst, und dies hatte keinerlei Auswirkungen darauf. Die Frage war: Was ist passiert, aufgrund dessen sind nur Apple-Geräte kaputt gegangen? “
Dies weckte mein Interesse und ich kontaktierte Freunde, die in der Herstellung von
mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) tätig waren. Dies sind einige der kleinsten mechanischen Geräte der Welt. Jedes Telefon verfügt über Gyroskope und Beschleunigungsmesser mit Elementen in Größen in der Größenordnung von einem Mikrometer Dicke. Erstens hatte ich eine Theorie (die mit der Meinung eines Reddit-Anwenders übereinstimmte), dass Heliummoleküle, die klein genug waren, diese Chips durchdrangen und anfingen, die Arbeit der mechanischen Teile zu stören.
Diese Idee hat jedoch zwei Probleme: Erstens verwendet nicht nur Apple MEMS-Gyroskope - sie sind in jedem Telefon enthalten [nicht in jedem, sondern in vielen / ca. übersetzt.]. Warum funktionierten Android-Telefone nicht? Vielleicht gibt es einen Fehler in iOS, aufgrund dessen das System abstürzt, wenn falsche Daten vom Gyroskop empfangen werden? Die Situation betraf aber auch Apple Watche und sie haben ihr eigenes System, WatchOS. Darüber hinaus waren iPhones mit Versionen unter 6 nicht betroffen. Es ist unwahrscheinlich, dass dies ein neuer Softwarefehler war, der sowohl iOS als auch WatchOS gleichzeitig betraf.
Im Inneren des MEMS-Kreisels iPhone 4Was könnte der Grund sein? Das Herzstück jedes elektronischen Geräts ist eine Uhr. Typischerweise sind dies
Quarzoszillatoren (Oszillatoren), Kristalle, die mit einer bestimmten vorhersagbaren Frequenz - normalerweise 32 kHz - schwingen. Als sie zum ersten Mal auftauchten, konnte die erste Quarzuhr hergestellt werden. Jetzt sind diese Frequenzgeneratoren das Herzstück eines jeden elektronischen Geräts.
Ohne Stunden friert das System ein. CPU funktioniert nicht. Eine Uhr ist der Herzschlag eines modernen Geräts.
Quarzoszillatoren haben jedoch bestimmte Probleme. Sie messen die Zeit bei hohen (und niedrigen) Temperaturen nicht sehr gut und sind relativ groß - in der Größenordnung von 1 × 3 mm. Auf der Suche nach immer kleineren
Geräteimplementierungen hat Apple kürzlich damit begonnen,
SiTime MEMS-Oszillatoren als Ersatz für Quarzkomponenten zu verwenden.
MEMS-Beschleunigungsmesser unter einem ElektronenmikroskopInsbesondere verwenden sie
SiT512 , "den kleinsten 32-kHz-Oszillator in Bezug auf Größe und Energieverbrauch der Welt". Und wenn ein MEMS-Gerät Helium ausgesetzt ist, könnte dies unser Schuldiger sein!
Der ausgefallene Oszillator ähnelt den von Eric im
Experiment beschriebenen
Symptomen . „Ich habe das iPhone 8 Plus in einen versiegelten Beutel gesteckt und mit Helium gefüllt. Dies war nicht sehr realistisch, da diese iPhones niedrigeren Konzentrationen ausgesetzt waren, aber das Experiment unterstützte immer noch die Idee, dass Helium das Gerät beschädigen könnte. Ich ließ das Display eingeschaltet und startete den Timer. Nach 8 Minuten und 20 Sekunden friert das Telefon ein. Es passiert nichts Verrücktes - die Uhr bleibt stehen und das wars. Der Bildschirm bleibt eingeschaltet. “
Ich konnte das Experiment in unserem Labor wiederholen. Mein iPhone 8 hielt ungefähr 4 Minuten in einer Heliumatmosphäre, bevor es sich vollständig ausschaltete.
Apples Telefon- und Uhrenanweisungen melden ein ähnliches Problem:
Setzen Sie das iPhone keinen Umgebungen aus, die eine hohe Konzentration an Industriechemikalien enthalten, und bringen Sie es verdunstenden Flüssiggasen wie Helium zum Verdampfen - dies kann das Telefon beschädigen oder beschädigen. Wenn Ihr Gerät diesem Problem ausgesetzt war und solche Symptome aufweist oder sich nicht einschalten lässt, kann es normalerweise wiederhergestellt werden. Lassen Sie es nicht an das Ladekabel angeschlossen und lüften Sie es eine Woche lang. Helium sollte das Gerät vollständig verlassen und der Akku sollte vollständig entladen sein. Schließen Sie das Gerät nach einer Woche direkt an das Ladegerät an und lassen Sie es eine Stunde lang aufladen. Dann kann das Telefon wieder eingeschaltet werden.
Wasserstoff und Helium sind aufgrund der geringen Größe ihrer Moleküle äußerst schwer zu halten. Anscheinend arbeitet SiTime schon seit einiger Zeit an diesem Problem. In ihren
FAQ fand ich Folgendes: "Wie effektiv ist das abgedichtete Gehäuse von MEMS-Oszillatoren?"
Frühere Generationen von EpiSeal-Resonatoren konnten durch hohe Konzentrationen niedermolekularer Gase beeinträchtigt werden. Modernere EpiSeal sind für alle niedermolekularen Gase undurchlässig. Wenden Sie sich an SiTime, wenn Sie unser Gerät in der Nähe großer Konzentrationen kleiner Moleküle verwenden möchten, damit wir ein geeignetes Ersatzteil empfehlen können.
Ich fragte mich, ob Gas andere Arten von MEMS-Geräten beeinflussen würde, und wandte mich an InvenSense Motion, das Unternehmen, das den Bildstabilisierungs-Chip für Pixel 3 herstellt. David Almoslino, Senior Director Corporate Marketing, bestätigte dieses Problem. Er sagte mir, dass ihre Produkte „möglicherweise etwas von Helium betroffen sind. Helium kann durch die schmelzgebundenen Substrate sickern und den Druck in den Hohlräumen erhöhen. Helium kann die absolute Genauigkeit unserer Drucksensoren vorübergehend beeinträchtigen. In Gyroskopen kann Helium zu einem Ungleichgewicht führen, weshalb Schwingungen vorübergehend aufhören können. Helium kann in Beschleunigungsmessern wenig Schaden anrichten. Alle unsere Produkte müssen sich jedoch erholen, nachdem sie aus der heliumreichen Umgebung entfernt wurden. “
Natürlich haben Sie noch nie davon gehört, weil solche Situationen ziemlich selten auftreten. Hersteller von Siliziumchips sind mit diesem Problem jedoch sehr vertraut und tun alles, um es zu minimieren. David sagte mir, dass "Heliumleckage ein ziemlich Standardtest für MEMS ist, den die meisten Unternehmen für Lecktests durchführen."
Das ist der springende Punkt! Heliummoleküle können wie unglaublich feine Sandkörner in das Gerät eindringen, die Uhr anhalten und Ihr Telefon vorübergehend in einen Briefbeschwerer verwandeln.