Гвоздем культового фантастического боевика «Тер­минатор: Судный день» является не столько робот-герой Арнольда Шварценеггера, сколько пра­ктически неразрушимый киборг T-1000, умеющий самовосстанавливаться в случае повреждения.

Строить настолько сложные машины мы пока не способны, однако уже приближаемся к будущему, в котором компьютеры смогут ремонтировать себя сами. Общая концепция пока отсутствует, но как это может выглядеть, сегодня демонстрируют нам научные исследования. В современных устройствах уже устанавливаются такие компоненты.

Например, мы привыкли к стеклу Corning Glass на смартфонах и планшетах, которое устойчиво к царапинам и ударам, однако не является самовосстанавливающимся, в отличие от материала нового смартфона G-­Flex от компании LG: его задняя крышка покрыта лаком с особым составом, который устраняет царапины словно по волшебству.

В зависимости от глубины царапина «зарастает» либо за минуты, либо за несколько часов.

Однако это лишь «первая ласточка» по сравнению с материалами более сложной структуры (например, в кабелях и аккумуляторах). Их самовосстановление — предмет современных исследований.

Разработчики ПО уже давно встраивают подобные программные функции в свои продукты — например, восстановление системы в ОС Windows. Однако это всего лишь вспомогательные инструменты: в современных ОС отсутствует функция самовосстановления.

Компьютеры, определяющие и устраняющие ошибки в системе, в данный момент находятся только в стадии разработки. Перво­очередной задачей при этом является восстановление поврежденных компонентов, таких как чипы, кабели и транзисторы. Здесь существуют многообещающие идеи, о которых мы расскажем ниже.

Чипы, которые больше не ломаются

Компьютерные чипы состоят из электрических линий, к которым подключены транзисторы — крошечные интегральные микросхемы. Самое маленькое повреждение (на­пример, расплавившаяся токопроводящая дорожка) уже делает чип непригодным.

Этому можно противодействовать с помощью двух стратегий: отремонтировать повреждение либо не использовать в работе неисправные компоненты. Вторую стратегию реализовали исследователи Калифорнийского технологического института (Cal­tech).

В качестве чипа для своей концепции самовосстановления они выбрали усилитель сигнала, состоящий примерно из 100 000 транзисторов, который используется в датчиках движения. Центром является ядро процессора «самовосстановления», в котором постоянно контролируется состояние чипа и его компонентов. На вход процессора поступают сигналы от нескольких датчиков, отслеживающих уровень сигнала, температуру и параметры энергопотребления.

Для исправления крупных повреждений требуются дополнительные компоненты: так, в чипе смонтировано два параллельно подключенных усилителя мощности. В случае неисправности и выхода компонента чипа из строя алгоритм распределяет задачи между неповрежденными компонентами.

Чип выполняет расчеты под лазерной «бомбардировкой»

Разработанный в Калифорнийском технологическом институте  (США) усилитель сигнала включает в себя ядро процессора, контролирующее все компоненты с помощью датчиков. В случае повреждения (в лабораторном тесте применялось облучение лазером) он изменяет алгоритм работы.

Self-healing

Caltech Hajimiri
50% компонентов устройства вышло из строя, однако усилитель сигнала продолжает работать

Микрокапсулы ремонтируют токопроводящие дорожки

В лаковое покрытие над электрической линией чипа внедрены микрокапсулы с жидким сплавом. При повреждении линии капсула раскрывается и устраняет повреждение.

self_healingЛечение теплом восстанавливает флеш-ячейки

Флеш-ячейки сохраняют электроны в плавающем затворе, однако при каждом сохранении изолирующий слой уменьшается. Выход из положения: при нагреве изолирующего слоя до температуры 800 °С посредством кратковременного импульса тока слой восстанавливается.

Self_healing

1
2
3
ПОДЕЛИТЬСЯ


Предыдущая статьяИсправляем плохой контакт наушников с мобильными устройствами
Следующая статьяКопия Microsoft Surface от бывших разработчиков Google

КОММЕНТАРИИ