Internet of Nano Things

Milimetrik Bilgisayarlar Piyasaya Sürülmeye Hazırlanıyor

Innerspace’i, ‘80’lerden gelen komedi bilim kurgu filmi olan bir insana enjekte edilen mikroskobik insanlı bir kapsül hakkında bir şeyler hatırladın mı? Vücudumuzun içine denizaltıları fırlatmaktan yıllarca uzakta olsak da mühendislik alanındaki gelişmeler, bilgisayarları o kadar küçük yapmayı mümkün hale getirdi ki, onları canlı dokuya gömmek artık bir bilim kurgu yazarının hayal ürünü olmaktan çıkmıştır. İngiliz bilim adamı Kevin Warwick ilk kez kapılardaki, ışıklardaki ve diğer cihazlardaki bilgisayarları uzaktan kontrol etmek için bir silikon RFID vericisi yerleştirdiğinden beri 20 yıl geçti. Daha sonra robotik bir kolu kontrol etmek için kendi sinir sistemi ile cihaza bağlanarak kendine “Kaptan Cyborg” takma adını kazandırarak bir adım daha ileri gitti.

Her gün manşet haberi olmasa da mikrobilgisayar teknolojisinin hızı yavaşlamadı ve hala zaman zaman bazı yeni gelişmeler oluyor, bu da insanlarda merak uyandırıyor.
Örneğin, bu yılın başlarında, Michigan Üniversitesi’nde elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü David Blaauw liderliğindeki bir ekip, dünyanın en küçük bilgisayarını yapmak için çalışılan şirket tarafından üretilen enerji tasarruflu bir işlemci kullandı.

Sadece 0,3 mm ölçüm yapan cihaz, önceki kayıt tutucu cihazın sadece onda biri büyüklüğünde ve bu bilgisayarın güneş enerjisiyle çalışması avantaj sağlarken boyutu ise sadece tuz tanesi kadardır. Sıcaklık ve basınç sensörleri cihazlara entegre edilebildiğinden Blaauw ekibi, diğer uygulamaların yanı sıra, kemoterapi uygulamalarından sonra büzülüp küçülmeyeceklerini belirlemek için tümörlere yerleştirilebileceğini öngörüyor. (Çalışmalar, tümörlerin sağlıklı dokudan biraz daha yüksek sıcaklıklara sahip olabileceğini göstermektedir.)

Küçük bilgisayarların geliştirilmesi heyecan verici olsa da sağlık ve diğer sektörlerde yaygın şekilde kullanılmalarını engelleyen etkenler var. En büyük sorunlardan biri, cihazlara güç sağlayacak kadar küçük piller üretmektir. Pillerin boyutu azaldıkça, depoladıkları enerji miktarı da önemli ölçüde azalır. Küçük bilgisayarlar için gereken piller, kalp pilleri ve koklear implantlar gibi diğer cihazlara enerji vermek için kullanılan geleneksel küçük pillerden önemli ölçüde daha küçüktür ve Blaauw’ un kapasitesinin bin kat daha az olabileceğini söylüyor.

Olası bir çözüm, aygıtların kendilerini sık sık şarj etmesinin yollarını bulmaktır. Örneğin, kızılötesi ışık ışınları laboratuvar farelerine yerleştirilmiş sensörleri uzaktan şarj edebilir. Bilim adamları ayrıca, henüz küçük bir ölçekte başarı bulamamış olsalar da termoelektrik enerjiyle elde edilen bir tekniği kullanarak küçük bilgisayarlar için nasıl elektrik üretilebileceğini araştırıyorlar. Bu sonuncu yöntemin işe yaraması için, cihazın iki yüzeyi arasında bir sıcaklık farkı olması gerekir, ancak yeni küçük bilgisayarlar o kadar küçüktür ki herhangi bir parçayı diğerinden daha sıcak yapmak zordur. Halen incelenmekte olan diğer yöntemler arasında, glikoz moleküllerinin güç kaynağı olarak kullanılması bir diğer yol olarak görünüyor.

Etkili bir çözüm, küçük bir pilde saklanabilecek az miktarda gücü korumaktır. Blaauw ve ekibi, hesaplama yapmak için bilgisayarları düzenli aralıklarla uyandırarak ve ardından tekrar uykuya sokmalarını sağlayarak güç kullanımını büyük ölçüde azaltabileceklerini öğrendiler.
Küçük bilgisayarların uykuda kalma sürelerini en üst düzeye çıkarmanın yanı sıra, mühendisler bilgisayarların uyanıkken ne kadar elektrik harcadıklarını azaltarak güç kullanımını azaltabilirler. Blaauw ve ekibi, transistörlerin kullanımını değiştirerek bilgisayarlarının dinlenme güç tüketimini 30 picowatt (300 trilyon watt) azaltabildiler.

Küçük bilgisayarların küçük boyutlu ve azaltılmış güç çekimi hiçbir şey ifade etmiyor, elbette topladıkları veriler doğru bir şekilde iletilemiyorsa. Bu süreç de Blaauw ve ekibi tarafından mümkün olduğunca az elektrik tüketecek şekilde değiştirildi. Saniyede sadece birkaç milyarda bir süren iletim patlamaları için bir radyo antenini açarak, bilgisayarlar çok fazla enerji harcaması olmadan kendilerini tanıtabilirler. Blaauw, “Bir radyonun duyulması için oldukça yüksek sesle çığlık atması gerekir” dedi. “Yaptığımız şey, her zaman çığlık atmak yerine, kısa bir çığlık atıyoruz.

Blaauw’lar gibi ekipler teknolojik engellerin üstesinden gelebilirse, minik bilgisayarlar bir gün sadece tümör tespitinden daha fazla devrim yaratabilir. Örneğin, Michigan Üniversitesi Michigan Micro Mote (M3) girişiminden ayrılan bir şirket olan CubeWorks, akıllı ev sistemleri, rüzgâr çiftlikleri ve her gün kullandığımız nesnelere gömülebilen ağ bağlantılı bir mikro sensör sistemi geliştirdi. Glikoz seviyelerini izlemeye yarayan ve daha sonra Nesnelerin İnterneti (IoT) ile bilgileri aktarabilir hale geldi.

Güneşle çalışan bu bilgisayarlar, ortamlarının sıcaklığı ve basıncı hakkında bilgi toplamanın yanı sıra, dijital görüntüler alabilir ve belirli bir alandaki hareketi izleyebilir. Bir gün, bunun gibi sistemler, içinde yaşadığımız binalardan giydiğimiz kıyafetlere kadar her şeyle nasıl etkileşime girdiğimizi değiştirebilir.
Vücudumuzun içine denizaltıları fırlatamayabilirsek de milimetre büyüklüğündeki bilgisayarlar önümüzdeki on yılda piyasaya sürülecek ve dünya üzerinde önemli bir etki yapmaya başlayacak.

Kaynak: https://blogs.scientificamerican.com

Ahmet Şensan
İstanbul Kültür Üniversitesi
IoT Türkiye Temsilcisi

1 thought on “Milimetrik Bilgisayarlar Piyasaya Sürülmeye Hazırlanıyor”

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Close