Учёные из Шанхая создали компьютерный чип в волокне тоньше человеческого волоса, выдерживающий 15,6 тонн

Группа исследователей создала компьютерный чип в гибком волокне, которое тоньше среднего человеческого волоса. Команда из Университета Фудань в Шанхае заявляет, что их дизайн Волоконной Интегральной Схемы (FIC) может обрабатывать информацию, как компьютер, и при этом достаточно прочен, чтобы его можно было «растягивать, скручивать и вплетать в повседневную одежду». Среди потенциальных применений, которые видят авторы научной работы, — прорывы в областях интерфейсов «мозг-компьютер», VR-устройств и умных тканей. Этот передовой дизайн FIC, по-видимому, был вдохновлён конструкцией скромного суши-ролла.

Гибкая электроника значительно продвинулась в последние годы, и податливые компоненты для питания, сенсоров и дисплеев стали широко доступны. Однако так называемые гибкие электронные устройства и носимые гаджеты, сделанные из них, по-прежнему обычно содержат компоненты, изготовленные из жёстких кремниевых пластин, что ограничивает их применение и комфорт. Команда из Фуданя утверждает, что их FIC может устранить последние остатки электронной жёсткости, «создав волоконную интегральную схему с беспрецедентной плотностью микроустройств и многомодальной вычислительной способностью».

Как им это удалось?

Как и суши-ролл, исследователи из Фуданя создают свои сложные электронные схемы тонкими слоями на гибких подложках, а затем плотно сворачивают их. Согласно пресс-релизу и научной статье, FIC имеет форму «многослойной спиральной архитектуры». Готовое волокно имеет крошечный диаметр — около 50 микрометров.

Характеристики и возможности FIC от Фуданя

В исследовательской статье утверждается, что плотность интеграции подготовленных образцов достигает 100 000 транзисторов на сантиметр (10 миллионов на метр). Этого достаточно для возможностей обработки цифровых и аналоговых сигналов внутри волокна, сопоставимых с «типичными коммерческими арифметическими чипами», и вполне хватает для «нейронных вычислений с высокой точностью распознавания», считает команда Фуданя.

Энтузиасты из университетского блога утверждают, что 1 метр волокна «может содержать миллионы транзисторов, достигая уровня мощности стандартного процессора настольного компьютера». Однако нам пришлось вернуться аж к Intel Pentium III или AMD K6-2, чтобы найти ПК-процессоры с таким малым количеством транзисторов. Оба этих легендарных CPU были выпущены в конце 1990-х годов, и каждый из них содержит чуть меньше 10 миллионов транзисторов.

Изображение: Университет Фудань

Некоторые результаты испытаний на прочность, которыми поделились китайские исследователи, выглядят впечатляюще. В статье, опубликованной в Nature, они заявляют, что созданный ими FIC может выдерживать суровые условия, «такие как повторяющиеся изгибы и истирание в течение 10 000 циклов, растяжение до 30%, скручивание под углом 180° на сантиметр и даже раздавливание грузовиком-контейнеровозом весом 15,6 тонны». В исследовательских материалах есть изображение грузовика, припаркованного на одном из тестовых волокон FIC...

Что ждёт эту технологию FIC в будущем?

Хитроумно, но китайцы говорят, что уже нашли жизнеспособный метод массового производства этих FIC. Как мы упоминали во вступлении, учёные предвидят интерес к своей технологии со стороны производителей устройств в таких областях, как интерфейсы «мозг-компьютер». Поскольку FIC такие тонкие и «гибкие, как ткань мозга», они должны хорошо работать. Также утверждается, что FIC будут полезны в VR-перчатках, которые будут выглядеть и ощущаться «неотличимо от обычной ткани».

Источник: Tomshardware.com