Учёные из отделения инженерии и прикладной науки Калифорнийского технологического института (Division of Engineering and Applied Science Caltech) разработали чип площадью меньше одного квадратного сантиметра, который способен определить и устранить практически любую поломку (от небольших неполадок с аккумулятором до полного изнашивания транзистора).
Для выполнения этих функций чип снабдили специальными датчиками, которые определяют температуру, потребляемую мощность и силу тока. Собранные ими данные передаются в специальную интегральную схему ASIC, которая является мозгом всей этой системы. ASIC анализирует информацию, вычисляет поломку и определяет способы её устранения. Учёные признаются, что это изобретение было создано по образу и подобию иммунной системы человека.
В ходе испытаний возможностей новых электронных чипов инженеры «резали» различные части устройств лазером высокой мощности. Их приятно удивила скорость самовосстановления нового изобретения — всего несколько микросекунд.
«Поразительно было наблюдать за тем, как они восстанавливались прямо на глазах после таких повреждений. У нас с коллегами возникло ощущение, что мы наблюдаем появление новой ступени эволюции электронных чипов», — рассказывает Али Хаджимири (Ali Hajimiri), профессор электронной инженерии в Калтехе.
Интегральная схема вырабатывает алгоритм восстановления, ориентируясь на совокупность сигналов датчиков, вместо того чтобы генерировать отдельный сценарий для каждого конкретного случая. Стивен Бауерс (Steven Bowers), коллега Хаджмири и ведущий автор работы, объясняет: «В каждом чипе около 100 тысяч транзисторов. Невозможно, да и не нужно знать, в чем именно характер поломки. Мы создали общую систему, которая способна определить оптимальное состояние, к которому нужно привести устройство. И она выполняет это задание без вмешательства со стороны».
Команда учёных решила продемонстрировать чудо самовосстановления на усилителях миллиметровых волн (30-300 ГГц). Поскольку такие крайне высокочастотные (КВЧ) волны широко используются в современном мире, это самый наглядный пример того, как чип может принести пользу новейшим устройствам.
Учёные надеются, что в скором времени эту технологию можно будет применять для восстановления абсолютно любой электронной системы.
«Привнесение в мир технологий такого чипа открывает перед нами массу возможностей. Это новое слово техники, поскольку теперь устройства могут диагностировать и решать проблему самостоятельно, без вмешательства со стороны человека. Думаю, это шаг в сторону вечных электронных устройств, которые никогда не нужно будет чинить», — говорит Хаджмири о своём изобретении.
Результаты работы американских инженеров были опубликованы в издании IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. Более того, первичный отчёт получил приз от симпозиума IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium. Подробнее с изобретением можно ознакомиться в этом PDF-документе.