स्टैनफोर्ड और एक और नवाचार

आदमी 80% तरल है। प्रश्न: किसी व्यक्ति से कितने कंप्यूटर बनाए जा सकते हैं? पहली नज़र में, जवाब स्पष्ट है - बिल्कुल नहीं। लेकिन आपने स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों के एक और नवाचार के बारे में नहीं सुना है।



स्टैनफोर्ड के दिमागों ने "चिप पर ड्रॉप" पानी की बूंदों के भौतिक आंदोलन के आधार पर पहला परिचालन कंप्यूटर मॉडल विकसित करने और बनाने में दस साल से अधिक समय बिताया है। यह कंप्यूटिंग की भौतिकी में एक वास्तविक सफलता है, जो कंप्यूटर के मूल पदनाम पर आधारित है: एक प्रोग्रामेबल डिवाइस जो तार्किक (गणितीय) संचालन करने में सक्षम है। हाइड्रोडायनामिक्स में उन्नत सिद्धांतों और कंप्यूटिंग में अप्रचलित सिद्धांतों को जोड़ते हुए, मनु प्रोक्श टीम ने एक कंप्यूटर बनाया जिसकी कम्प्यूटेशनल क्षमताएं पूरी तरह से जल भौतिकी पर आधारित हैं।



इलेक्ट्रॉनों की गति पर आधारित कंप्यूटर की तुलना में तरल की चलती बूंदों की भौतिकी पर आधारित एक कंप्यूटर कई बार धीमा काम करता है। सच है, इस मामले में यह वास्तव में मायने नहीं रखता है। नए लिक्विड बेस्ड सीपीयू के सुपर फास्ट होने की उम्मीद किसी को नहीं थी। लेकिन प्रमुख शोधकर्ता मनु प्रकाश और उनके स्नातक छात्रों को उम्मीद है कि तरल पदार्थों के हेरफेर में कम्प्यूटेशनल सिद्धांतों का उपयोग विज्ञान के अन्य क्षेत्रों में एक कम्प्यूटेशनल क्रांति का उत्पादन करेगा।

प्रारंभ में, प्रकाश का मुख्य लक्ष्य (बायोइंजीनियरिंग में एसोसिएट प्रोफेसर) विश्वसनीय सुपर-फास्ट रासायनिक विश्लेषण के लिए एक मंच तैयार करना था। विधि, जिसे नीचे और अधिक विवरण में वर्णित किया जाएगा, संभावित रूप से आपको माइक्रोक्रिकिट के सर्किट के साथ तरल की लाखों बूंदों को भेजने की अनुमति देता है, जहां प्रत्येक बूंद में परीक्षण के लिए अलग-अलग रसायन हो सकते हैं। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई चिप टेस्ट ट्यूबों में रासायनिक प्रयोगों के महीनों को चिप पर एक मिनट तक कम कर देती है। जैसे ही इस चिप को डिज़ाइन किया गया और बनाया गया, उस पर छोटी बूंद के नमूने लोड किए गए।



प्रणाली लागू चुंबकीय क्षेत्र के स्पेक्युलर प्रतिबिंब के सिद्धांत पर आधारित है। प्रकाश ने अपने आविष्कार को "चुंबकीय घड़ी" कहा। यह चार हुप्स का एक सेट है जो चिप के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। चिप, एक डाक टिकट के आधे आकार, में निर्मित छोटे धातु की छड़ें आसानी से चुंबकित होती हैं। छड़ें पीएसी-मैन गेम भूलभुलैया के समान पेचीदा रास्ते बनाती हैं। सतह को तेल की एक पतली परत के साथ कवर किया गया है, जो तरल बूंदों की मुक्त आवाजाही सुनिश्चित करता है। एक तैयार चिप के साथ एक ग्लास चिप और तेल से ढंका एक दूसरा ग्लास 0.2 मिमी मोटी के साथ कवर किया गया है।

तरल में चुंबकीय नैनो-कण होते हैं जो लागू चुंबकीय क्षेत्र के प्रति संवेदनशील होते हैं। (प्रायोगिक तरल की बूंदों को केवल इकट्ठे और तैयार-से-उपयोग किए जाने वाले माइक्रोक्रेसीट में रखा जा सकता है।) केवल माइक्रोकिरिट को पूरी तरह से इकट्ठा करने और उपयोग के लिए तैयार होने के बाद ही प्रयोगात्मक तरल की बूंदों को इसमें रखा जा सकता है। ऐसा अनुक्रम आपको 10 माइक्रोन से 1 मिमी तक उनके आकार को स्पष्ट रूप से नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

चैनलों की ध्रुवीयता को बदलकर, वैज्ञानिकों की टीम चुन सकती है कि भूलभुलैया किस रास्ते से गुजरेगी। "चुंबकीय घड़ी" में वोल्टेज को हुप्स को क्रमिक रूप से आपूर्ति की जाती है, जिससे एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। हुप्स में से एक पर वोल्टेज लागू करना एक दूसरे को विभाजित करता है और इसे बीट कहा जाता है। इस समय, बूँदें बिल्कुल एक कदम उठाती हैं। एक संवेदनशील कैमरा डिवाइस के ऊपर स्थापित है, एक इकाई के रूप में प्रयोगात्मक पदार्थ को मानते हुए, और इसकी अनुपस्थिति - शून्य के रूप में। इस प्रकार, शास्त्रीय बाइनरी कमांड संरचना को लागू किया गया था।



शोधकर्ताओं का दावा है कि वे प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर मॉडल के रूप में एक ही समय में लाखों बूंदों को नियंत्रित कर सकते हैं। एक क्लासिक कंप्यूटर में, एक घड़ी चक्र द्वारा बिट्स को नियंत्रित किया जाता है, लेकिन यहां वे द्रव भौतिकी पर आधारित हैं। यहां तक ​​कि एक हजार अलग-अलग बूंदें एक ही सिद्धांत पर बातचीत करती हैं, कम्प्यूटेशनल लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए तुल्यकालिक रूप से काम करती हैं।

कुछ शुरुआती इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर (COMPUTERS), जैसे UNIVAC I, में पारा-आधारित मेमोरी थी। यही कारण है कि तरल पदार्थ पर आधारित कंप्यूटिंग शक्ति का प्रतिनिधित्व करने का विचार नया नहीं है।



नया क्या है चिप की भौतिक संरचना का उपयोग तरल पदार्थ को लक्षित और क्रमादेशित गति प्रदान करने के लिए होता है। प्रौद्योगिकी के विकास के लिए सबसे अच्छा परिदृश्य प्रयोगात्मक रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण में एक बदलाव है, जिससे कंप्यूटर के प्रदर्शन में वृद्धि होगी।

यह नई पीढ़ी की ऑर्गन-ऑन-चिप दवा की ओर भी एक बड़ा धक्का है। यह उपलब्धि हमें मानव शरीर में व्यक्तिगत अंगों पर दवाओं के प्रभाव का अध्ययन करने की अनुमति देगी। यह हजारों पदार्थों के प्रभाव को जल्दी और व्यवस्थित रूप से जांचने की क्षमता है। (संकेत दें कि वे क्या प्रभावित करते हैं?) "मैन ऑन ए चिप" नामक अगले बिंदु पर लंबे समय तक क्या होगा, जब एक कंप्यूटर एक जीवित जीव की जगह ले सकता है।



मुझे लगता है कि आप पहले से ही "ग्रीन" माइक्रोक्रेसीट के बारे में खबर पा चुके हैं, जिसमें सेल्युलोज नैनोफिब्रिल (सीएनएफ) से बने एपॉक्सी कोटेड पेपर से सिलिकॉन को बदल दिया जाता है। इन विचारों का संयोजन वैज्ञानिकों को ग्रीन कंप्यूटर बनाने के करीब लाएगा। इलेक्ट्रॉनों की अनुपस्थिति और तेल की उपस्थिति, जिसे 3 एम नोवेक से बदला जा सकता है, शीतलन लागत को काफी कम कर देगा, जिससे उन्हें लगभग शून्य हो जाएगा।

अब प्रौद्योगिकी "एक चिप पर ड्रॉप" किसी भी सीपीयू स्मार्टफोन के प्रदर्शन में नीच है। आइए इंटेल 4004 को याद करें, एक चिप जो आधुनिक मानकों से बोझिल और बहुत धीमी थी। लेकिन 1971 के लिए, यह एक वास्तविक सफलता थी जो कुछ सुंदर में विकसित हुई। तो "एक चिप पर ड्रॉप" एक और सुधार नहीं है। यह एक नई तकनीक है, एक ऐसा युग जो न केवल कंप्यूटर की दुनिया को प्रभावित करेगा, बल्कि सभी लागू विज्ञानों को भी प्रभावित करेगा।

Source: https://habr.com/ru/post/hi380639/