BASILABİLİR BİLGİSAYARLAR NASIL ÇALIŞIR?

 

 

 

Az sayıdaki sanayi, bilgisayar sanayisinin, son 50 yılda yaptığı teknolojideki kocaman sıçramalara böbürlenebilir. 1940lar'da transistorun icadından beri, bilgisayar sektörü hızla gelişmiş makineler alabildiğine küçülmüş ve bir kaç saniye içinde milyonlarca işlemi yapabilir hale gelmiştir Bilgisayar imalatı, son yarı-yüzyılda büyük adımlar atarken, imal eden süreç, hala bir avuç şirketle sınırlıdır.

 

Bilgisayar imalatı pahalı ve zaman harcanması gereken bir iştir.bir silisyum temel alınan mikroişlemcinin imalatı yaklaşık iki milyar dolar civarındadır ve iki hafta kadar bir süreç içerir. Çok az sayıdaki kimsenin, onların kendi bilgisayar parçalarını yapması için kaynakları vardır. Bu  yüzden  araştırmacılar kendi fabrikalarında mikroçip ürettiler ve Internet yoluyla diğer kullanıcıların o çiplerin yazılımlarını kolayca alabilmelerine olanak sağladılar .

 

 

 

 
Photo courtesy Nano Media Group at MIT's Media Lab
A circuit pattern printed onto plastic using an ink-like substance

 

 

Bir sonraki evre kullanıcılara kendi bilgisayarını oluşturabilmek için hesaplamaların nasıl yapılacağını gösteriyor.İşte bu aşamada masaüstü fabrikatörlerinin izniyle nasıl bilgisayar çıktısı halinde bilgilere ulaşabileceğini öğreneceksin . Bu makale, transistorlar, aktüatörler ve çizgisel-sürüş motorlarını yaratmak için mürekkep fışkırtma yazıcılarının kullanımında başarıya ulaşmak için gerekli projelerin birkaçını tanımlar.

 

 

 

 

 

MASAÜSTÜ FABRİKATÖRLERİ

 

 

Az kısım, bilgisayarların sonraki üretiminin, neredeyse görünmez olacak olduğunu tartışır, onların, günlük nesnelerle bir araya geleceğini ve birbirleriyle içice geçebileceğini ifade ediyorlar  tıpkı giysilerde olduğu gibi plastik üzerinde yada püskürtmeyle yada diğer alt tabakadaki nesneler üzerine yazılmış gibi olacak.Basılabilir bilgisayarların devrimine öncülük eden kişi MIT Medya Lab ‘ının nanomedya grubundan Joseph Jakobson dur. Jakobson ,2001 in sonunda yada 2002 yılının başında grubunun yazılabilir basit bir mikroçip üreteceğini açıklamıştır ayrıca Jakobson, bir Intel Pentium işlemcisine rakip olabilecek bir parçayı sonunda üretmenın uygun olduğunu önceden sezen ilk kişilerdendir.

 

 

Jacobson'un grubu şimdiden, basılabilir bir bilgisayarda birkaç bileşeni yapmak için sıradan bir Hitachi mürekkep fışkırma yazıcısını kullanmayı da  başarmıştır. Nanoparticle-temelli bir mürekkebi kullanmak, bir sıvıda nano-boyut yarıiletken taneciklerini asaraktan yaptı, araştırmacılar, plastik bir alt tabakaya bileşenleri püskürtür.  Burada MIT grubu tarafından yapılmış yazılabilir bazı parçalar görünmektedir.

 

 

Termik Aktüator:: Açma, kapama, ayarlama veya hareket ettirmeye yarayan bir çeşit sensördür. Termik bir aktüatörde, sıcaklık, hareketi yaratmak için bileşenlerin genişlemesine sağlamak için kullanılır.

 

 

Photo courtesy Nano Media Group at MIT's Media Lab
An ink jet printed thermal actuator

 

 

 

 

Lineer sürücü motorları— Motorun bu tipi, bobin ilmiğinin etrafında motorun dönmesini sağlamak için çember şeklinde bir mıknatısı olan normal bir elektrik motoruna benzerdir. Fakat burada bir noktaya dikkat etmek lazımdır.Lineer sürüş motoru düzleştirilmiş ve yassı bir mıknatıs içerir ve bu sebepten dolayı geri çağrılan ve sarmal bir hale gelen elektrik motoru gibi düşünülebilir.Lineer motordakı mıknatıs bir piston gibi düşünülebilir.

 

 

 

 

 

 

•  (MEMS) Microelectromechanical Sistemleri —MEMS nanoteknoloji için bir köprü görevi üstlenmiştir. mikroişlemciler farklı aletlerde değişik varyasyonlarda kullanılmıştır, hız ayarlayıcılar, oyunlar, ve hava yastıklarının ivme ölçerlerinde olduğu gibi. MEMS, değişik görevler üstlenmiştir hissetmeyi kapsamak, iletişim ve harekete geçirme gibi. Ayrıca gelecekte MEMS ‘lerin kendi kendini yenileyebileceği umuluyor.

 

 

 

Medya laboratuvarı ayrıca, farklı bir süreci kullanıyor olan transistorları yarattı. Onun için, polimer pullar, pozitif bir ferahlıkta transistorların mimarisiyle kullanılır. Pul sonra, nanoparticle mürekkebinde batırılır, ve el tarafından alt tabakaya transfer edilir. Sonraki adım, basılabilir transistorları yaratmak için bir mürekkep fışkırma yazıcısı veya masaüstü fabrikatörünün bazı diğer türünü kullanmak olacaktır.

 

MIT yazılabilir bilgisayar devresi tasarlayan tek şirket değildır. Plastik Logic adlı şirket ilk plastik çipi tasarlayan şirkettir ve bu çalışmalar İngİlterenİn Cambrıdge Ünıversıtesınde başlamıştır.Ayrıca bu şirket plastik polimer teknolojisini geliştirerek patentini almış, ucuz ve esnek transistörler imal etmiştir.bu yöntem aslında MIT’ in kullandığı yöntemle aynıdır fakat Plastik Logic kimyasal karbon tabanlı bazı özellikleri plastiğe eklemiştir .çiplerin film ruloları üzerine basılmasıyla birlikte bunlar çeşitlı yüzeylere uygulanabilir.

1997 yılında Lucent teknoloji araştırma merkezinde , Bell laboratuarlarında araştırmacılar ilk yazılabilir transistörlerı geliştirmişlerdir.Plastik kağıtların kullanılışları projektörün saydamlığıyla bastan aşağı benzerlik gösterir. Akışkan sıvı; plastik bir yarıiletken, bir cam sileceğiyle bir paslanmaz-çelik ağının üzerinde transistorun çeşitli tabakalarını oluşturmak için kullanılır. Karışımın çözücüsü, buharlaştırdıktan sonra, plastik geriye kalır.ve bu süreç ipek serigrafinin çalışma aşamasının benzeridir . Lucent bir MIT urunu olan E Ink le yazılabilir ekranları üretmek için yeni bir ortaklık sureci içerisine girmiştir.

Yakında, bilim adamları, bir masaüstü fabrikatörünü kullanıyor olan bir bilgisayarın donanımının her parçasını yaratabilecek. Plastik bir çok kullanım alanında  silisyumun yerini alacaktır fakat on  yıllık veya yirmi yıllık bir süreç içerisinde plastiğin silisyum kadar bilgisayarın önemli bir parçası olacağı  beklenmemektedir. Sonraki kısımda, neden plastik yığınlarını kullanmak yerine silisyum malzemesini kullandığımızı göreceğiz.

PLASTİK & SİLİSYUM

Plastik yarıiletken endüstrisinde devrim yaratabilir. Fakat bu devrim aniden olmayacaktır.  Basılabilir bilgisayarlar sofistike görünmesine rağmen aslında çok basittir. Güncel olarak, plastik üretim aletleri sadece, 25 mikrometre ölçeğinde transistorları üretebilir (Bir mikrometre, bir metrenin milyonda biridir); fakat bu 0,2 mikrometre çözünürlüğünde çalışan bir mikroişlemci oluşturmak için  çok uzaktır.Intel firması bir silisyum çip üzerine bir kaç yüz nanometre büyüklüğünde yaklaşık 10 milyon tane transistörü sıkıştırabilmektedir.  Bir nanometre metrenin milyarda biridir.

Araştırmacıların çoğu, basılabilir bilgisayar bileşenlerinin, silisyumu değiştirmek için tasarlanmadığını söylüyorlar. Önce, biz, bu basılabilir aletlerin, günlük nesnelere zekayı verir olduğunu göreceğiz. Onlar, giysilere bütünleştirilecek, yiyecek, etiketler, ve oyuncaklar. Basılabilir elektroniğin en çok heyecan uyandıran uygulamalarından biri, bir televizyon ekranı veya bilgisayar monitörü gibi oynayan hareketli bir duvar kağıdını yaratması olacaktır. MIT ayrıca, bir bir iş kartına dijital bir kamerayı inşa etmeyi planlıyor.

Plastik silisyuma oranla bazı faydalar sağlamaktadır.plastik çipler esnek olmasına karsın silisyum sert ve katıdır ve plastiğin bu özelliğinden dolayı alt tabakalara kadar varyasyonlar şeklinde uygulanabilir. Fakat problem buradan kaynaklanmaktadır büyük umutlarla İmal edilmesine rağmen, plastik bir Pentium'u yaratmak için basılan inorganik transistorlar, geleneksel transistorların silisyum çiplerine  göre 100 kat daha yavaş çalışmaktadır,

Temel olarak basılabilir bilgisayarlar daha ucuz ve daha esnek ürünler üretebilmek için bilinen yazılım teknolojilerinin ve bilgisayar çiplerinin yerini almaktadır.bütün bu gelişmeler olurken bazı ilk üretilen ürünler piyasada yerini almıştır net cep telefonları ve bilgisayara geçirilen kıyafetler gibi.önümüzdeki on yıl bize elektronik araçlar ve sofistike bilgisayarlar üretebilme yeteneği getirebilir.