مكنسة كهربائية

الخطوة التالية في التصغير: نظام استشعار واتصال ليزر ومصدر طاقة داخل حبة ملليمتر مكعب
https://www.hayadan.org.il/nano021100.html

اهارون هاوبتمان

في اللغة التكنولوجية، يسمى هذا MEMS، والذي يرمز إلى "الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة". لكن العاملين في قسم الروبوتات الدقيقة بجامعة كاليفورنيا في بيركلي يحبون اختيار أسماء رائعة لمشاريعهم: "الغبار الذكي"، و"الحبوب الإلكترونية"، و"السيليكون المتحرك". أسماء غريبة تصف بالضبط ما يتم تطويره في المختبرات في بيركلي وأماكن أخرى. كل شيء مبني على التقدم المذهل في التصغير؛ ليس فقط التصغير المألوف للرقائق الإلكترونية، ولكن أيضًا للمكونات الميكانيكية والبصرية.

باستخدام أساليب مشابهة لتلك المستخدمة في صناعة الإلكترونيات الدقيقة، أصبح من الممكن اليوم "نحت" قطع من السيليكون ليس فقط الدوائر الإلكترونية ولكن أيضًا التروس والمحاور والأذرع والرافعات والمرايا الصغيرة مثل الميكرونات. وإذا أضفنا إلى ذلك قدرة هذه "الحبيبات الذكية" على التواصل مع بعضها البعض، ومع جهاز كمبيوتر مركزي بعيد ومع الإنترنت (ونحن نتحدث عن كمية كبيرة من الحبوب، الآلاف أو ربما الملايين، التي سيتم العثور عليها في كل مكان : على أجسادنا، في ملابسنا، في المنزل، في الثلاجة، في المكتب، في السيارة)، يتم الحصول على مساحة هائلة للأفكار المستقبلية التي لا تنتظر سوى الخيال البشري.

مثل هذه الفكرة، والتي هي قيد التطوير بالفعل، هي من بنات أفكار البروفيسور كريس بيستر من جامعة بيركلي. الهدف: ضغط نظام الاستشعار والاتصالات ومصدر الطاقة في "حبة" بحجم ملليمتر مكعب، وفي المستقبل أقل من ذلك. والأكثر من ذلك: فإن "سرباً" من هذه الحبوب سيكون قادراً على العمل ككيان واحد منسق، حيث تتواصل جميع الحبوب مع بعضها البعض من أجل تنفيذ مهمتها. وما هي المهمة؟ وهنا يمكن للخيال أن يبدأ في الانطلاق. إذا كنت تفكر في سرب من أجهزة استشعار الغبار التي تقدم معلومات استخباراتية عسكرية أو ربما يتم استخدامها للتجسس الصناعي، فأنت لا تبالغ (امسح الغبار بسرعة، فالعدو يستمع!).

ومن يمول «ألعاب» بيستر هي «داربا»، وكالة الأبحاث الأمنية المتقدمة الأمريكية، وبدأت الأبحاث في هذا المجال عام 1993، بعد ورشة عمل فكرية خاصة عقدت لصالح «داربا» استعرضت التبعات المتوقعة لثورة التصغير الكهروميكانيكية والتقدم في «الأنظمة الذاتية». "" (روبوتات لديها القدرة على اتخاذ قرارات مستقلة) بشأن الحرب المستقبلية، ومن بين أمور أخرى، هناك حديث عن إمكانية تطويرها، وليس في المستقبل البعيد "الذبابة" - جهاز استشعار صغير ذو حركة مستقلة، سيتم استخدامه في "النطاقات" التي ستجمع معلومات استخباراتية قيمة، أو تحذر من وجود عوامل الحرب الكيميائية وغيرها. هناك أيضًا حديث عن نسخة أكثر مستقبلية قليلاً - "الزنبور": "الذبابة" لا تستقبل المعلومات وتنقلها فحسب، بل إنها "اللدغة" أيضًا - تلحق ضررًا جسديًا بأنظمة مختلفة.

لكن بيستر وأصدقائه يتوقعون العديد من التطبيقات الأخرى لـ "الغبار الذكي" - وهي أكثر تعاطفاً بكثير. على سبيل المثال، لوحة المفاتيح الافتراضية: قفاز مريح مزود بـ "حبيبات ذكية"، تستشعر حركة الأصابع وتنقل الأوامر المناسبة إلى الكمبيوتر لاسلكيًا (أساسًا، يمكنك الاستغناء عن القفاز وربط الحبيبات مباشرة بالأصابع) . وفي الواقع، لماذا نكتفي بلوحة المفاتيح إذا كان من الممكن نحت أشكال ثلاثية الأبعاد في "البلاستيسين الافتراضي" بهذه الطريقة، أو العزف على البيانو الافتراضي، أو التحدث بلغة الإشارة عندما يترجم الكمبيوتر الإشارات إلى كلام؟

تطبيق مستقبلي آخر هو إدارة جميع مخزونات البقالة في المنزل (أو في محل البقالة)، أو كما يقول كيستر: "الزجاجة تتحدث إلى الصندوق، الصندوق إلى الحاوية، الحاوية إلى الشاحنة، الشاحنة إلى المستودع والمستودع على الإنترنت، ستعرف دائمًا عدد البقالة التي لديك وأين توجد وما هو وضعها." فكرة أخرى هي وسيلة تواصل لمن يعانون من إعاقات جسدية شديدة. لقد تحدثنا بالفعل عن لغة الإشارات، لكن فكر في شخص مشلول في جميع أنحاء جسده يتواصل مع بيئته بمساعدة "الحبيبات الذكية" المرتبطة بجفنه أو بعضو آخر قادر على الحركة؛ وتخيل مستشفى حيث تكون جميع الأجهزة مجهزة بـ "الحبوب الذكية" المتصلة بالشبكة (الحقنة "تعرف" ما إذا تم إدخالها في المريض المناسب)؛ أو نسخة أخرى حيث يتم دمج هذه المكونات في ملابس الطفل وتستشعر التنفس والحرارة باستمرار وتحذر من المشاكل؛ أو "الغبار الذكي" المنتشر في الغلاف الجوي للتنبؤ الدقيق بالطقس، بما في ذلك تتبع تشكل الإعصار. ويتصور بيستر أن الطائرات تنبعث منها جزيئات غبار ذكية كل بضع ثوانٍ، مما يوفر لجميع الطائرات الموجودة في المنطقة المجاورة معلومات في الوقت الفعلي حول الاضطرابات الجوية والجيوب الهوائية.

لقد نجح بيستر بالفعل في إنشاء "حبيبة ذكية" بقياس 5 مم، وهو ليس بالأمر الهين، مع الأخذ في الاعتبار أن هذا الجسيم الصغير يتضمن، بالإضافة إلى الإلكترونيات، صمامًا ثنائيًا ليزريًا ونظامًا ميكانيكيًا يحرك مرآة صغيرة بسرعة عالية وبالتالي يتيح ذلك. نقل الإشارات الضوئية، وكذلك خلية شمسية توفر الطاقة اللازمة في غضون عام أو عامين، ويأملون في ضغط كل هذا في "حبة" بحجم مليمتر واحد (قريبة من حجم حبة الرمل)، والتي ستوفر الطاقة اللازمة. تكون قادرة على التحرك من تلقاء نفسها. ويتوقع فيستر أن يصل السعر إلى حوالي 10 سنتات لكل وحدة في غضون سنوات قليلة.

الدكتور هاوبتمان هو باحث كبير في المركز متعدد التخصصات للتنبؤ التكنولوجي في جامعة تل أبيب

{ظهر في صحيفة هآرتس بتاريخ 2/11/2000}

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~315655589~~~191&SiteName=hayadan