മാർച്ച് 26, 2024 (നാനോവർക് സ്പോട്ട്ലൈറ്റ്) കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് മേഖലയിൽ, ഇലക്ട്രോണിക് ട്രാൻസിസ്റ്റർ വളരെക്കാലമായി പ്രബലമായ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. 1947-ൽ കണ്ടുപിടിച്ചതിനുശേഷം, ഈ ചെറിയ ഉപകരണം ആധുനിക ഇലക്ട്രോണിക്സിൻ്റെ അടിത്തറയായി മാറിയിരിക്കുന്നു, ഇത് നമ്മുടെ ജീവിതത്തിൻ്റെ ഏതാണ്ട് എല്ലാ മേഖലകളെയും മാറ്റിമറിച്ച ഡിജിറ്റൽ വിപ്ലവം സാധ്യമാക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ സർവ്വവ്യാപിയും സമാനതകളില്ലാത്ത വിജയവും ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഇലക്ട്രോണിക് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന് അതിൻ്റെ പരിമിതികളുണ്ട്. ഉയർന്ന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, അങ്ങേയറ്റത്തെ പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങളിലേക്കുള്ള അപകടസാധ്യത, ചൂട്, ബലം, മർദ്ദം തുടങ്ങിയ ബാഹ്യ ഉത്തേജകങ്ങളുമായുള്ള നേരിട്ടുള്ള ഇടപെടലിൻ്റെ അഭാവം കണക്കുകൂട്ടലിനുള്ള ബദൽ സമീപനങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ ഗവേഷകരെ പ്രേരിപ്പിച്ചു. ഇവിടെയാണ് മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വരുന്നത്. ഇലക്ട്രോണിക് കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ലോജിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്താൻ മെറ്റീരിയലുകളുടെയും ഘടനകളുടെയും ഭൗതിക കൃത്രിമത്വത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, വർദ്ധിച്ച സുരക്ഷ, ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ പലപ്പോഴും പരാജയപ്പെടുന്ന കഠിനമായ ചുറ്റുപാടുകളിൽ പ്രവർത്തിക്കാനുള്ള കഴിവ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ഗുണങ്ങൾ ഈ സമീപനം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ, മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ പരിസ്ഥിതി ഇൻപുട്ടുകളോട് നേരിട്ട് പ്രതികരിക്കാനും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാനും രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാവുന്നതാണ്, വികേന്ദ്രീകൃത ഇൻ്റലിജൻസിനും അഡാപ്റ്റീവ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്കും പുതിയ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു. മെക്കാനിക്കൽ കംപ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ സാധ്യതകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, നിലവിലുള്ള ഡിസൈനുകളുടെ അഡ്‌ഹോക്ക് സ്വഭാവം ഈ മേഖലയിലെ പുരോഗതിയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു. കൂടുതൽ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ആവശ്യമായ മോഡുലാരിറ്റിയും സ്കേലബിളിറ്റിയും ഇല്ലാത്ത ലളിതമായ ലോജിക് ഗേറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിലാണ് മിക്ക ഗവേഷണങ്ങളും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. കൂടാതെ, പല മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളും ഇപ്പോഴും ഇൻപുട്ടിനും ഔട്ട്‌പുട്ടിനുമായി മാനുവൽ റീസെറ്റുകളെയോ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളെയോ ആശ്രയിക്കുന്നു, ഇത് അവയുടെ സ്വയംഭരണവും പാരിസ്ഥിതിക പ്രതികരണവും പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഇപ്പോൾ, ഷാങ്ഹായ് ജിയാവോ ടോങ് സർവകലാശാലയിലെ ഗവേഷകരുടെ ഒരു സംഘം ഈ വെല്ലുവിളികളെ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നതിൽ ഗണ്യമായ മുന്നേറ്റം നടത്തിയിട്ടുണ്ട്. ജേണലിൽ അടുത്തിടെ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു പഠനത്തിൽ നൂതന ഫംഗ്ഷണൽ മെറ്റീരിയലുകൾ ("മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുള്ള തെർമൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്"), അവർ ഒരു പുതിയ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്റർ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, അത് താപനില-പ്രതികരിക്കാവുന്ന മെറ്റീരിയലും സ്വിച്ചുചെയ്യാവുന്ന ഘടനയും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. ഈ നൂതന രൂപകല്പന വൈദ്യുതിയുടെ ആവശ്യമില്ലാതെ സങ്കീർണ്ണമായ ലോജിക് സർക്യൂട്ടുകളുടെയും മെമ്മറി സ്റ്റോറേജിൻ്റെയും നിർമ്മാണം സാധ്യമാക്കുന്നു. തെർമൽ കംപ്യൂട്ടിംഗിനായി ഒരു മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്റർ. a) മൂന്ന് ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലുകളും (i)-(iii) താപനില സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുന്നതിനുള്ള ഒരു ഔട്ട്‌പുട്ട് ടെർമിനലും അടങ്ങുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക്, ഒരു ബിസ്റ്റബിൾ ആക്യുവേറ്റർ (iv), അസമമായ സ്ഥാനചലനത്തിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച കിരിഗാമി-പ്രചോദിത തെർമോമെക്കാനിക്കൽ സെൻസർ (v) പോളികാർബണേറ്റും (പിസി) ഇൻവാർ അലോയ്യും ചേർന്ന ആംപ്ലിഫയർ. l, w എന്നിവയുടെ അളവുകൾ യഥാക്രമം 250, 85 mm ആണ്. (ചിത്രം doi:10.1002/adfm.202401244-ൽ നിന്ന് സ്വീകരിച്ചത് Wiley-VCH വെർലാഗിൻ്റെ അനുമതിയോടെ) ഗവേഷക സംഘം വികസിപ്പിച്ച മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററിൽ മൂന്ന് തെർമൽ ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലുകളും ഒരു തെർമൽ ഔട്ട്പുട്ട് ടെർമിനലും ഒരു മാറാവുന്ന ഘടകവും താപനിലയോട് പ്രതികരിക്കുന്ന മെറ്റീരിയലും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. . പോളികാർബണേറ്റിൻ്റെയും ഇൻവാർ അലോയ്യുടെയും സംയോജനത്തിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച താപനില-പ്രതികരണശേഷിയുള്ള മെറ്റീരിയൽ, താപനില വ്യതിയാനങ്ങൾക്ക് മറുപടിയായി രൂപം മാറുന്നു. ചൂടാക്കുമ്പോൾ, അത് നീളുന്നു, തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ അത് ചുരുങ്ങുന്നു. ബൈനറി അവസ്ഥകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നതിന് രണ്ട് സ്ഥിരതയുള്ള കോൺഫിഗറേഷനുകൾക്കിടയിൽ സ്നാപ്പ് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന, മാറാവുന്ന ഘടകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ നിയന്ത്രിക്കാൻ ഈ ആകൃതി മാറ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു. വിവിധ കോൺഫിഗറേഷനുകളിൽ ഈ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, NOT, OR, AND, NOR, NAND, XOR, XNOR എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ലോജിക് ഗേറ്റുകളുടെ ഒരു സമ്പൂർണ്ണ സ്യൂട്ട് നിർമ്മിക്കാനുള്ള കഴിവ് ഗവേഷകർ തെളിയിക്കുന്നു. ശ്രദ്ധേയമായി, ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകളിൽ കാണാത്ത വഴക്കവും കാര്യക്ഷമതയും നൽകിക്കൊണ്ട് തെർമൽ ഇൻപുട്ട് സ്രോതസ്സുകൾ പുനഃക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ വ്യത്യസ്ത ലോജിക് ഫംഗ്ഷനുകൾ നിർവഹിക്കുന്നതിന് ഒരൊറ്റ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്റർ പുനർക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും. മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ സംയോജിപ്പിച്ച് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഘടകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള രണ്ട് മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് എങ്ങനെ ഒരു അടിസ്ഥാന മെമ്മറി യൂണിറ്റ് രൂപീകരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷകർ കാണിക്കുന്നു, വിവരങ്ങൾ ശേഖരിക്കാനും വീണ്ടെടുക്കാനും കഴിയും. കൂടാതെ, സ്വിച്ചുചെയ്യാവുന്ന ഘടകത്തിൽ ഒരു ഷേപ്പ്-മെമ്മറി പോളിമർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, അവ അസ്ഥിരമല്ലാത്ത മെമ്മറി പ്രവർത്തനക്ഷമത പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, അതായത് ഉപകരണം ഓഫായിരിക്കുമ്പോഴും സംഭരിച്ച വിവരങ്ങൾ നിലനിർത്തുന്നു. ഒരേ ഉപകരണത്തിനുള്ളിൽ യുക്തിയുടെയും മെമ്മറിയുടെയും ഈ സംയോജനം ഇൻ-മെമ്മറി കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന് വഴിയൊരുക്കുന്നു, പരമ്പരാഗത കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ആർക്കിടെക്ചറുകളുടെ പരിമിതികളെ മറികടക്കാൻ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന ഒരു മാതൃക. അവരുടെ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ സാധ്യതകൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഗവേഷകർ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ പ്രധാന ഘടകമായ ഒരു ഗണിത ലോജിക് യൂണിറ്റ് നിർമ്മിക്കുന്നു. ശ്രദ്ധേയമായി, അവയുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് ഒരേ ഗണിത പ്രവർത്തനം നടത്താൻ ഏഴ് മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ, അത് സാധാരണയായി 38 ഇലക്ട്രോണിക് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ആവശ്യമാണ്. ഘടകങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിലെ ഈ വലിയ കുറവ് മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സമീപനത്തിൻ്റെ കാര്യക്ഷമതയും സ്കേലബിളിറ്റിയും എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. ശുദ്ധമായ കണക്കുകൂട്ടലിനുമപ്പുറം, ഗവേഷകർ അവരുടെ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് എങ്ങനെ പാരിസ്ഥിതികമായി അഡാപ്റ്റീവ് സിസ്റ്റങ്ങൾ പ്രാപ്തമാക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് തെളിയിക്കുന്നു. രണ്ട് മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഒരു ക്രമത്തിൽ ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, സോളാർ പാനലുകളുടെ വിന്യാസം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് അന്തരീക്ഷ താപനില മാറ്റങ്ങളോട് പ്രതികരിക്കാൻ കഴിവുള്ള ഒരു ഉപകരണം അവർ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. തീവ്രമായ താപനിലയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളും റേഡിയേഷൻ എക്സ്പോഷറും കാരണം ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ അനുയോജ്യമല്ലാത്ത എയ്റോസ്പേസ് പോലുള്ള ചുറ്റുപാടുകളുമായി ഇടപഴകാനും പൊരുത്തപ്പെടാനും കഴിയുന്ന സ്വയംഭരണ സംവിധാനങ്ങളെ സുഗമമാക്കുന്നതിനുള്ള മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ സാധ്യത ഈ ആപ്ലിക്കേഷൻ വ്യക്തമാക്കുന്നു. ഈ മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററിൻ്റെ വികസനം മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് മേഖലയിലെ ഒരു സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ലിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, വെല്ലുവിളികൾ അവശേഷിക്കുന്നു. ഈ ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്കേലബിളിറ്റിക്കും പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തിനുമുള്ള നിർണായക പരിഗണനകളാണ് താപ വിസർജ്ജനവും ചാലക നഷ്ടവും. മെക്കാനിക്കൽ കമ്പ്യൂട്ടിംഗിൻ്റെ സാധ്യതകൾ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ ഭാവിയിലെ ഗവേഷണങ്ങൾക്ക് ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ ഗവേഷക സംഘം വികസിപ്പിച്ച മെക്കാനിക്കൽ ട്രാൻസിസ്റ്റർ, കമ്പ്യൂട്ടേഷനും ഭൗതിക ലോകവും തമ്മിലുള്ള അതിരുകൾ കൂടുതൽ മങ്ങിക്കുന്ന ഒരു ഭാവിയിലേക്ക് ഒരു കാഴ്ച നൽകുന്നു. മെറ്റീരിയലുകളുടെയും ഘടനകളുടെയും അന്തർലീനമായ ഗുണങ്ങൾ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ, മെക്കാനിക്കൽ കംപ്യൂട്ടിംഗിന് അഡാപ്റ്റീവ്, കാര്യക്ഷമമായ, പാരിസ്ഥിതികമായി പ്രതികരിക്കുന്ന സംവിധാനങ്ങളുടെ ഒരു പുതിയ തരംഗത്തിന് തുടക്കമിടാനുള്ള കഴിവുണ്ട്.

By

മൈക്കൽ
ബെർജർ

- റോയൽ സൊസൈറ്റി ഓഫ് കെമിസ്ട്രിയുടെ മൂന്ന് പുസ്തകങ്ങളുടെ രചയിതാവാണ് മൈക്കൽ:
നാനോ സൊസൈറ്റി: സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ അതിരുകൾ നീക്കുന്നു,
നാനോ ടെക്നോളജി: ഭാവി ചെറുതാണ്, ഒപ്പം
നാനോ എഞ്ചിനീയറിംഗ്: സാങ്കേതികവിദ്യയെ അദൃശ്യമാക്കുന്ന കഴിവുകളും ഉപകരണങ്ങളും
പകർപ്പവകാശം © പകർപ്പവകാശം

നാനോവർക്ക് എൽഎൽസി

• SEO പവർ ചെയ്ത ഉള്ളടക്കവും PR വിതരണവും. ഇന്ന് ആംപ്ലിഫൈഡ് നേടുക.
• PlatoData.Network ലംബ ജനറേറ്റീവ് Ai. സ്വയം ശാക്തീകരിക്കുക. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
• PlatoAiStream. Web3 ഇന്റലിജൻസ്. വിജ്ഞാനം വർധിപ്പിച്ചു. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
• പ്ലേറ്റോഇഎസ്ജി. കാർബൺ, ക്ലീൻ ടെക്, ഊർജ്ജം, പരിസ്ഥിതി, സോളാർ, മാലിന്യ സംസ്കരണം. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
• പ്ലേറ്റോ ഹെൽത്ത്. ബയോടെക് ആൻഡ് ക്ലിനിക്കൽ ട്രയൽസ് ഇന്റലിജൻസ്. ഇവിടെ പ്രവേശിക്കുക.
• അവലംബം: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64923.php