Αυτοεπισκευαζόμενα ηλεκτρονικά κυκλώματα με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής

[ipo]

Όταν ένα κύκλωμα σε κάποιο ηλεκτρονικό chip κοπεί ή αστοχήσει, αχρηστεύεται ολόκληρο το chip ή ακόμα και η συσκευή. Προσπαθώντας να αντιμετωπίσει το πρόβλημα, μία ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Illinois κατασκεύασε σύστημα αυτόματης επισκευής του κυκλώματος, που αποκαθιστά την ηλεκτρική αγωγιμότητα σε κομμένο κύκλωμα σε ελάχιστο χρόνο.

Η ερευνητική ομάδα των καθηγητών αεροδιαστημικής Scott White και επιστημής των υλικών Nancy Sottos, δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Materials.

Ο καθηγητής Χημείας, Jeffrey Moore, που συντέλεσε στη σύνταξη της δημοσίευσης ανέφερε:

"Πρόκειται για απλοποίηση του συστήματος. Αντί να χρησιμοποιούνται εφεδρικά τμήματα ή διαγνωστικα συστήματα, το υλικό είναι σχεδιασμένο ώστε να φροντίζει από μόνο του το πρόβλημα."

Καθώς οι ηλεκτρονικές συσκευές εξελίσσονται με σκοπό την εκτέλεση ολοένα και πιο σύνθετων διεργασιών, οι κατασκευαστές προσπαθούν να συμπυκνώσουν τα ολοκληρωμένα κυκλώματα όσο το δυνατόν περισσότερο. Ωστόσο, η αυξημένη πυκνότητα επιφέρει ζητήμα αξιοπιστίας, όπως η ανακοπή της ροής εξαιτίας της διακύμανσης της θερμοκρασίας ή της καταπόνησης του υλικού, με ενδεχόμενο αποτέλεσμα τη πλήρη αδρανοποίηση της συσκευής. Η καθηγήτρια Nancy Sottos ανέφερε χαρακτηριστικά:

"Σε γενικές γραμμές δεν είναι προσβάσιμο το κύκλωμα για επισκευή. Μερικές φορές είναι αδύνατο να φτάσεις στο εσωτερικό του. Σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα πολλαπλών επιπέδων, δεν υφίσταται τρόπος ανοίγματος. Κανονικά αντικαθιστάς ολόκληρο το chip. Το ίδιο συμβαίνει και με τις μπαταρίες. Δεν μπορείς να ανοίξεις μία μπαταρία για να προσπαθήσεις να βρεις την πηγή του προβλήματος."

Οι περισσότερες καταναλωτικές συσκευές έχουν σχεδιαστεί με μικρό χρονικό ορίζοντα λειτουργίας με στόχο τη συχνή αντικατάσταση, αυξάνοντας τα απορρίματα ηλεκτρονικών. Όμως υπάρχουν κρίσιμα όργανα που χρησιμοποιούνται στη διαστημική τεχνολογία και στο στρατό, όπου δεν υπάρχει το περιθώριο επισκευής ή αντικατάστασης. Η ερευνητική ομάδα του Illinois είχε στο παρελθόν αναπτύξει ένα σύστημα αυτοϊάσιμου πολυμερούς, αλλά επέκτεινε την τεχνική της σε αγώγιμα υλικά. Διασκόρπισε μικροκάψουλες διαμέτρου 10 μικρομέτρων πάνω από τη γραμμή χρυσού που λειτουργεί ως κύκλωμα. Καθώς η διάρρηξη του κυκλώματος επεκτείνεται, οι μικροκάψουλες σπάνε και διαχέουν το υγρό μέταλλο που περιέχουν. Το τελευταίο συμπληρώνει το κενό στο κύκλωμα και αποκαθιστά τη ροή των ηλεκτρονίων.

Ο καθηγητής White συμπλήρωσε:

"Το εντυπωσιακό σημείο στη δημοσίευση είναι ότι πρόκειται για την πρώτη υλοποίηση της επισκευής με μικροκάψουλα σε τέτοιου είδους υλικό. Οι προηγούμενες εφαρμογές της μεθόδου αφορούσαν στην επισκευή της δομής του υλικού. Η συγκεκριμένη όμως αποσκοπεί στην αποκατάσταση της αγωγιμότητας. Δείχνει ότι η μέθοδος μπορεί να επεκταθεί και σε άλλα πράγματα."

Μία αστοχία στο υλικό διακόπτει τη ροή για λίγα microsecond, καθώς το υγρό μέταλλο της μικροκάψουλας συμπληρώνει άμεσα το κενό. Οι ερευνητές έδειξαν ότι το 90% των δειγμάτων τους επισκευάστηκαν φθάνοντας το 99% της αρχικής αγωγιμότητας, ακόμα και με μικρό πλήθος καψουλών.

Το αυτοϊάσιμο σύστημα έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της αυτονομίας και της τοπικής δράσης. Ανοίγουν μόνο οι μικροκάψουλες που σπάζουν από τη ρήγμα του κυκλώματος, επομένως η επισκευή γίνεται τοπικά. Δεν χρειάζεται ανθρώπινη συμμετοχή ή διαγνωστική μέθοδος, ευτύχημα για τις εφαρμογές όπου δεν υπάρχει πρόσβαση στο ελαττωματικό σημείο, όπως στις μπαταρίες ή σε διαστημόπλοια και αεροπλάνα. H καθηγήτρια Sottos πρόσθεσε:

"Σε ένα αεροπλάνο, ιδίως αμυντικού τύπου, υπάρχουν πολλά μίλια αγώγιμου σύρματος. Συχνά δεν γνωρίζεις πού κόπηκε το κύκλωμα. Η αυτονομία είναι θετική, αφού το κύκλωμα ξέρει από μόνο του πού κόπηκε, ακόμα κι αν εμείς αγνοούμε."

Προσεχώς, οι ερευνητές σχεδιάζουν να βελτιστοποιήσουν το σύστημά τους και να ανακαλύψουν άλλες δυνατότητες για τη χρήση των μικροκαψουλών στον έλεγχο της αγωγιμότητας. Το ενδιαφέρον τους εστιάζεται κυρίως στο πεδίο των μπαταριών, ώστε να βελτιώσουν την ασφάλεια και την αντοχή τους στο χρόνο.



Πηγή: Cellular News

[senkradvii]

Πρόοδος δε λέω. Αλλά σκέψεις αυτοϊάσιμων ρομπότ με ΑΙ γυρίζουν στο μυαλό μου.

[aiolos.01]

Απίστευτα πράγματα. Αυτά μόνο σε επιστημονική φαντασία με έξυπνα νανο-ρομπότ τα έχουμε δει αλλά να που γίνονται σιγά σιγά και πραγματικότητα.

[DreamAxe]

Πρόοδος δε λέω. Αλλά σκέψεις αυτοϊάσιμων ρομπότ με ΑΙ γυρίζουν στο μυαλό μου.

Βασικά είναι λίγο "πρωτόγονη" μέθοδος (αν και ειρωνία να αποκαλείς κάτι τοσο καινοτόμο πρωτόγονο ) σε σχέση με αυτά που ελπίζουμε να δούμε στο μέλλον. Δεν χρειάζεται κάν να πας τόσο μακριά, το ίδιο το ανθρώπινο σώμα κάνει rewire σε βασικές λειτουργίες του εγκεφάλου όταν ένα κομμάτι του λείπει είτε εκ γενετής είτε -σπανιότερα- απο ατύχημα.

Σίγουρα θα βρεί τις εφαρμογές του πάντως, μιας και τα πλεονεκτήματα είναι πολλά.

[Georgios1974]

Δεν ακούγεται για rewiring ή τίποτα τόσο sci-fi, είναι κάτι αντίστοιχο σε σύλληψη με το "αυτο-επισκευαζόμενο" λάστιχο με μους που γεμίζει την τρύπα να πάς λίγο παρακάτω. Αν είσαι μέσα στο αεροπλάνο που πετάει ή στο διαστημόπλοιο αρκεί.

[LoVis]

Καλό αν και δεν πιστευω οτι θα προωθηθει και πολύ γιατι "οτι δεν χαλάει δεν πουλαει ....ανταλλακτικα" καλο ομως να το εφαρμοσουν σε αεροπλανα και αλλα "ευαισθητα" μέσα...

[button]

Θα ανεβασει και κόστος λογικά άρα ξεχάσετε το...

[aletsoup]

Θα ανεβασει και κόστος λογικά άρα ξεχάσετε το...

Έχεις κάνει οικονομική ανάλυση και το κόστος κατασκευής των εξ'ολοκλήρου καινούργιων ανταλλακτιών + το κόστος της "σωστής" καταστροφής των χαλασμένων είναι μικρότερο;

[serfistas1]

Μαλλον εκτος απο τσιπακια θα μιλαμε για εφαρμογη κβαντικης τεχνολογιας σε υπολογιστες...

[USBCE]

Ωραία όλα αυτά σε ερευνητικό επίπεδο, αλλά το θέμα είναι η άποψη των εταιρειών που κατασκευάζουν κάτι, με τη λογική ότι σε ένα, το πολύ δύο χρόνια πρέπει να σμπρώξουμε το καινούριο μοντέλο.

Σε επίπεδο καταναλωτή προφανώς και είναι πολύ καλή εξέλιξη.

[vasim]

Skynet

[marios32]

+ 1 Για το φόβο του Skynet

Πολύ ενδιαφέρων τεχνολογία και όπως είναι φυσικό θα είναι πανάκριβη στην αρχή.

[kran]

Ωραία όλα αυτά σε ερευνητικό επίπεδο, αλλά το θέμα είναι η άποψη των εταιρειών που κατασκευάζουν κάτι, με τη λογική ότι σε ένα, το πολύ δύο χρόνια πρέπει να σμπρώξουμε το καινούριο μοντέλο.

Σε επίπεδο καταναλωτή προφανώς και είναι πολύ καλή εξέλιξη.

Επειδή δουλευω αρκετά χρόνια σε εταιρία που πουλά προϊόντα υψηλής τεχνολογίας, το 90% των χρηστών αλλάζουν εξοπλισμό για να επωφελούνται από τις τεχνολογικές καινοτομίες (κυρίως όταν πρόκειται για επαγγελματικές μηχανές).
Τους βοηθά για να είναι πάντα μπροστά από τον ανταγωνισμό τους και να προσφέρουν νέες υπηρεσίες και προϊόντα στους πελάτες τους.

Το θέμα των βλαβων είναι κάτι που αντιμετωπίζεται από τις εταιρίες που πωλούν τις μηχανές που κατα κανόνα συνοδεύονται από συμβόλαια συντήρησης. Αρα δεν έχει τόσο σημασία για τον πελάτη όταν είναι σίγουρος ότι καλύπτεται για κάθε επισκευή.

Αυτή η εξέλιξη θα βοηθήσει σίγουρα μελλοντικά στην πτώση των τιμών των προϊόντων αφου οι εταιρίες δεν θα χρειάζεται να επενδύουν πολλά εκατομμύρια δολάρια σε ανταλλακτικά, τεχνικούς, εκπαιδεύσεις τεχνικών, κτλ

[USBCE]

Επειδή δουλευω αρκετά χρόνια σε εταιρία που πουλά προϊόντα υψηλής τεχνολογίας, το 90% των χρηστών αλλάζουν εξοπλισμό για να επωφελούνται από τις τεχνολογικές καινοτομίες (κυρίως όταν πρόκειται για επαγγελματικές μηχανές).
Τους βοηθά για να είναι πάντα μπροστά από τον ανταγωνισμό τους και να προσφέρουν νέες υπηρεσίες και προϊόντα στους πελάτες τους.

Το θέμα των βλαβων είναι κάτι που αντιμετωπίζεται από τις εταιρίες που πωλούν τις μηχανές που κατα κανόνα συνοδεύονται από συμβόλαια συντήρησης. Αρα δεν έχει τόσο σημασία για τον πελάτη όταν είναι σίγουρος ότι καλύπτεται για κάθε επισκευή.

Αυτή η εξέλιξη θα βοηθήσει σίγουρα μελλοντικά στην πτώση των τιμών των προϊόντων αφου οι εταιρίες δεν θα χρειάζεται να επενδύουν πολλά εκατομμύρια δολάρια σε ανταλλακτικά, τεχνικούς, εκπαιδεύσεις τεχνικών, κτλ

Μακάρι να υπερισχύσει αυτό το σενάριο από το "πως θα βγάλουμε πολλά λεφτά και γρήγορα".

[psifis]

Εκπληκτική είδηση.
Δέν φανταζόμουν ποτέ ότι η ταινία TRON θα γίνονταν μια μέρα πραγματικότητα.

ΕΥΓΕ!