تغطية شاملة

هل سيتمكن الكمبيوتر يومًا ما من إعادة برمجة نفسه؟

نجح علماء من جامعة نورث وسترن في تطوير مادة نانوية جديدة قادرة على "توجيه" التيارات الكهربائية ستؤدي إلى إنشاء جهاز كمبيوتر يمكنه ببساطة إعادة ترتيب الأسلاك الداخلية بداخله ويصبح جهازًا مختلفًا تمامًا، اعتمادًا على الاحتياجات المتغيرة

يقوم الكمبيوتر بإعادة توصيل نفسه. الصورة: جامعة نورث وسترن
يقوم الكمبيوتر بإعادة توصيل نفسه. الصورة: جامعة نورث وسترن

نجح علماء من جامعة نورث وسترن في تطوير مادة نانوية جديدة قادرة على "توجيه" التيارات الكهربائية. يمكن أن يؤدي التطوير إلى إنشاء جهاز كمبيوتر يمكنه ببساطة إعادة ترتيب الأسلاك الداخلية بداخله ويصبح جهازًا مختلفًا تمامًا، اعتمادًا على الاحتياجات المتغيرة.

مع صغر حجم الأجهزة الإلكترونية، تبدأ المواد التي تتكون منها الدوائر الكهربائية في فقدان خصائصها وتصبح مقيدة بشكل متزايد بمبادئ ميكانيكا الكم. عند الوصول إلى هذا الحاجز المادي، يبدأ العديد من العلماء في بناء دوائر ذات أبعاد متعددة، على غرار تكديس المكونات واحدة فوق الأخرى. الآن، تحول فريق البحث من جامعة نورث وسترن إلى نهج مختلف. لقد طوروا مواد إلكترونية قابلة لإعادة التشكيل: مواد قادرة على إعادة تنظيم نفسها لتلبية الاحتياجات المتغيرة للكمبيوتر التي تنشأ في أوقات مختلفة.

يوضح العالم الذي قاد الدراسة Bartosz A. Grzybowski: "تسمح لنا تقنية التوجيه الجديدة لدينا بتوجيه تيار كهربائي عبر قطعة من مادة مستمرة". "على غرار تحويل النهر، يمكن توجيه تيارات الإلكترون في عدة اتجاهات عن طريق حجب المادة - حتى للحصول على حالة من عدة تيارات تتدفق في اتجاهات متعاكسة في نفس الوقت." تجمع المادة الجديدة بين جوانب مختلفة من المكونات الإلكترونية القائمة على السيليكون والبوليمر لإنشاء عائلة جديدة تمامًا من المواد المستخدمة في تطوير المكونات الإلكترونية: المكونات الإلكترونية القائمة على الجسيمات النانوية. وقد نشرت نتائج البحث مؤخرا في المجلة العلمية Nature Nanotechnology.

يوضح أحد الباحثين: "بالإضافة إلى نشاطها كجسور ثلاثية الأبعاد بين التقنيات الحالية، فإن الطبيعة العكسية لهذه المادة الجديدة يمكن أن تسمح للكمبيوتر بإعادة توجيه واعتماد الدوائر الكهربائية التي يحتاجها في لحظة معينة". تخيل جهازًا واحدًا قادرًا على إعادة تنظيم نفسه إلى مقاوم، ومقوم، وصمام ثنائي، وترانزستور، كل ذلك يعتمد على الإشارات الواردة من جهاز الكمبيوتر. ستكون الدائرة الكهربائية ثلاثية الأبعاد قادرة على إعادة تنظيم نفسها في دوائر كهربائية جديدة من خلال استقبال إشارات متنوعة تنشأ من المدخلات الإلكترونية.

وتتكون المادة الهجينة من جزيئات موصلة للكهرباء، يبلغ حجم كل منها خمسة نانومترات، ومغطاة بمادة كيميائية خاصة موجبة الشحنة. الجسيمات محاطة بـ "بحر" من الذرات سالبة الشحنة التي توازن الشحنات الموجبة الموجودة على الجسيمات نفسها. ومن خلال تمرير شحنة كهربائية على طول المادة، تكون الذرات الصغيرة المشحونة إيجابيًا قادرة على التحرك وإعادة ترتيب نفسها، على عكس الجزيئات الأكبر حجمًا. ومن خلال تحريك "البحار" الذرية المشحونة سلبيًا حول المادة، من الممكن إنشاء مناطق ذات موصلية كهربائية منخفضة أو عالية حسب الحاجة؛ باستخدام هذه الطريقة، من الممكن إنشاء مسار موجه يسمح للإلكترونات بالتحرك عبر محتويات المادة. من الممكن "حذف" المسارات القديمة وإنشاء مسارات جديدة عن طريق دفع وسحب "البحار" الذرية المشحونة سلباً. ويمكن تصنيع مكونات إلكترونية أكثر تعقيدًا، مثل الثنائيات والترانزستورات، باستخدام أنواع مختلفة من الجسيمات النانوية.

أخبار الدراسة

تعليقات 6

  1. أول ارتباط تبادر إلى ذهني - بالفعل عندما قرأت العنوان - كان مختلفًا عما قيل حتى الآن.
    أنا لست على دراية بالبحث أيضًا، لذلك لا أستطيع أن أقول أي شيء بثقة، ولكن ما يبدو لي أن الاتجاه الأنسب لاستخدام المادة الجديدة هو اتجاه الشبكات العصبية الاصطناعية.
    الشبكة العصبية هي نوع من أجهزة الكمبيوتر تم بناؤها مستوحاة من بنية الدماغ في العالم الحي.
    وهي تتكون من [صورة] الخلايا العصبية والوصلات بينها، وتتم برمجتها عن طريق تغيير الوصلات، سواء في قوة تأثيرها على "الخلية العصبية" المتضررة أو في اتجاهها.
    تسمح التقنيات الحالية بالبناء المادي لشبكات عصبية صغيرة جدًا.
    عندما تريد بناء شبكة كبيرة، فإنك تكتفي بمحاكاتها على جهاز كمبيوتر عادي، وعندما تريد أن تعمل بسرعة، عليك استخدام جهاز كمبيوتر فائق السرعة.
    يبدو لي أنه باستخدام المادة الجديدة سيكون من الممكن بناء شبكات عصبية مادية بأي حجم.
    لن أتفاجأ بتحويل مشروع الدماغ الأزرق لاستخدام هذه المادة.

  2. عساف،
    الفرق هو بالضبط هذا - الأجهزة مقابل البرامج. لست على دراية كافية بالبحث المعني وخصائص المواد، ولكن فقط من أجل التوضيح، تخيل أنه بدلاً من العديد من البطاقات المادية التي يجب تثبيتها في جهاز كمبيوتر لمجموعة متنوعة من التطبيقات المختلفة، يمكنك الحصول على بطاقة واحدة يمكنها التحكم بدوائرها الكهربائية. وبهذه الطريقة يمكنك الحصول على عدد كبير من التطبيقات المختلفة بحجم أصغر. بعد كل شيء، إذا كان من الممكن القيام بكل شيء باستخدام البرنامج، فلن تحتاج اليوم تقريبًا إلى أي مكون مادي في اللوحة الأم والبطاقات المثبتة عليه. بالإضافة إلى ذلك، لدي شعور، بناءً على الخبرة السابقة في تطبيق التقنيات الجديدة، أنه مع إمكانية وجود تكنولوجيا جديدة، فإن التطبيقات، حتى في الاتجاهات غير المتوقعة حاليًا على الإطلاق، سيتم العثور عليها بالفعل من قبل الأشخاص الأذكياء . ربما يمكن لهذه التكنولوجيا تسريع تطوير الروبوتات التي يمكنها استخدام مثل هذا الكمبيوتر للتبديل بين أوضاع النشاط المختلفة في مواقف مختلفة، على سبيل المثال بين وضع الحركة الذي يتطلب التحكم في المكونات المادية مثل المحركات وأجهزة الاستشعار، وبين وضع آخر حيث يُطلب من الروبوت تشغيل مجموعة مختلفة من الأدوات وربما حتى الاتصال بأداة خارجية غير قياسية من حيث مخرجاتها الإلكترونية. لقد بدأت بالفعل في التفكير في عدد التطبيقات المتنوعة جدًا لاستخدام مثل هذا الكمبيوتر وأنا متأكد من أنه سيكون له تطبيقات بعيدة المدى أكثر بكثير من التطبيقات القليلة التي أفكر فيها الآن.

  3. لم أفهم ما هو استخدامه؟
    حتى اليوم هناك العديد من مكونات البرمجة. ما الفرق بين الأسلاك المختلفة والبرمجة المختلفة؟
    ومن ناحية الاستخدامات فلا أرى فرقاً.

  4. إلى الربيع
    تقريبًا كل تكنولوجيا جديدة تكلف في البداية ما هو أبعد بكثير من جيب المواطن العادي،
    ولكن بعد فترة معينة يبدأون في إيجاد طرق لتحسين عملية الإنتاج وتقليلها، مما يجعل المنتج متاحًا بأسعار معقولة.

  5. وكم سيكلف هذا الكمبيوتر؟ يبدو لي أنه في الوقت الحالي ستكون أجهزة الكمبيوتر هذه مناسبة فقط لأجهزة الكمبيوتر العملاقة في الجامعات والبلدان.

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.