Kendini onaran bilgisayarlar >> Akıllı telefonlar ve tabletler bozulduğu zaman insan vücudu gibi iyileşecek

2000 TL’ye satın aldığınız iPhone, iPad veya bilgisayarınızın yere düşüp kırıldığını düşünün. HTC Desire HD telefonumu trafik kazasında böyle kırmıştım ben! Ama artık sorun değil. Caltech bilim adamları, arızalandığı ya da hasar aldığı zaman kendini onaran elektronik çipler geliştirdiler.

Lazer ışınlarına bile dayanıklı bu çiplerden üretilen akıllı telefon ve tabletler, pili veya anakartı yansa dahi çalışmaya devam edecek. Geleceğin organik bilgisayarları, tıpkı Uzay Yolu’ndaki istilacı Borglar gibi “kendinin doktoru” olacak ve hasarlı devrelerini kendi başına onaracak.

 

Bilgisayarlar için bağışıklık sistemi

Nasıl ki hastalandığımız zaman bağışıklık sistemi harekete geçiyor ve zamanla hastalığı atlatıyoruz, bilgisayarlar da artık böyle bir “elektronik bağışıklık sistemi” kullanıyor. California Teknoloji Enstitüsü (Caltech) araştırmacıları kendini tamir eden entegre devreler geliştirdiler.

Bugüne kadar akıllı telefonlarımızı yere düşürüp kırmaktan korkuyor, tabletimizi bu tür hasarlara karşı karşı sigorta yaptırıyor (artık Türkiye’de bu tür uygulamalar var) veya teknoloji web sitelerinde yayınlanan “hava yastıklı” telefonlarla ilgili haberleri merakla okuyorduk. Oysa bilim adamlarının geliştirdiği yeni elektronik devreler, bizi bütün bu korkulardan kurtaracak ve pahalı yatırımlarımızı güvenceye alacak.

 

Lazer ışınlarından etkilenmeyen, yok edilemez bilgisayarlar

Yukarıdaki başlık kelimesi kelimesine doğru: Caltech mühendislerinin geliştirdiği “mini amfilerin” elektronik devreleri lazer ışınlarından bile etkilenmiyor. 76 çipten üretilen bu amfiler o kadar küçük ki hepsi bir arada 25 kuruşluk bozuk paraya sığıyor.

Bilim adamları ürettikleri devrelerin kendini nasıl iyileştirdiğini test etmek için amfiyi aldılar ve güçlü lazer ışınlarına maruz bıraktılar. Lazer ışınları çipleri yakarak bazı bölümlerini eritti veya kömüre çevirdi. Ancak akıllı devreler sağlam parçalarını kullanarak bu kaybı telafi ettiler, “hasarlı bağlantıları baypas ederek” kendini iyileştirdiler.

 

Caltech’te konu üzerinde çalışmalarını sürdüren Prof. Dr. Ali Hajimiri kendini tamir eden devreleri şöyle anlatıyor: “Sistemin ilk kez devreye girip kendini iyileştirdiği an benim için inanılmaz bir deneyimdi. Amfinin yarısını lazerle yakmış ve transistorlar gibi birçok parçasını buharlaştırmıştık. Ancak, [hasarlı devre] neredeyse tümüyle iyileşerek ideal performansta çalışmaya başladı.”

Şimdiye kadar böyle miydi? Oyun bilgisayarınızın anakartı bile devrelerindeki en küçük bir hasarda bozulurdu ve diğer parçaları çalışıyor olsa bile hasarlı kartı çöpe atıp yenisini satın almanız gerekirdi. Bu sistem öyle değil… Yeni devreler öncelikle hasarın kaynağını tespit ediyor: Sistemin neresi üretim hatası olan pil yüzünden yandı? Telefonunuz yere düşünce nasıl kırıldı? Hasar almayan sağlam devrelerle durumu telafi edebilir miyim?

 

Beyin travması geçiren hastaların iyileşmesi gibi

Trafik kazası sonucunda beyni hasar gören ve hafıza kaybına uğrayan, yürümeyi veya konuşmayı unutan hastaların bir kısmının zamanla bu yetileri geri kazandığını görüyoruz. Çünkü hastaların beynindeki sağlıklı bölgeler, beynin hasar gören kısımlarının görevlerini üstleniyor. Örneğin beynin eskiden pek kullanılmayan bir bölgesi, hasarlı bölümleri telafi etmek amacıyla konuşmayı ve kelimeleri öğreniyor. Böylece hastalar hayatına eskisi gibi devam edebiliyor.

Caltech’in kendini iyileştiren çipleri işte böyle çalışıyor: Telefonun çipsetindeki arızalı bölgeyi baypas ederek sistemin çalışmasını sağlıyor. Bu sistemleri baypas etme ve onarma işlemi bir saniyede tamamlanıyor.

 

Kendi kendisinin doktoru Borg devreleri

Kendini onaran devrelerde çipsetteki hasarı algılayan, darbeye ve ısıya dayanıklı özel sensörler var. Bunlar anakartın sıcaklığını, elektrik akımını, voltajı ve amperi ölçüyor. Ardından bu bilgileri yine özel üretilen ayrı bir devreye iletiyor.

Caltech’in deneylerde kullandığı amfiyi oluşturan 76 çipin her birinde böyle bir “hasar algılama” sensörü bulunuyor. Bu sensörler amfinin hangi bölümlerinin nasıl hasar aldığıyla ilgili bilgileri, amfinin üzerindeki ayrı bir “uygulamaya özel entegre devreye” geçiyor. ASIC olarak adlandırılan bu devre, amfinin elektronik bağışıklık sisteminin beyni olarak çalışıyor.

 

Bu “doktor beyin” amfinin hasarlı bölgelerini ve performans kaybını inceliyor. Ardından, sistemdeki hasarlı çiplerin yerine hangi sağlıklı çiplerin geçeceğine karar veriyor. İşin ilginci, burada önceden bilgisayara yüklenmiş olan bir tedavi programından, bir terapi yazılımından söz etmiyoruz. Doktor beyinler, tümüyle duruma göre hareket eden akıllı ve uyarlanabilir sistemler…

Örneğin bu amfiden 4 tane üretseniz ve lazer ışınıyla bunları yaksanız, her biri hasarın niteliğine göre farklı parçaları kullanacak ve farklı şekillerde, kendine özgü olarak iyileşecektir. Buna bilişim dilinde “desen tanıma” diyoruz. İnsan beyni de desen tanıma yöntemiyle yeni bilgiler ediniyor, konuşmayı ve yabancı dilleri öğreniyor.

 

Bilgi teknolojilerini kökten değiştirecek

Doktor beyin ASCI, amfinin hasarlı kısmına bakıyor ve mevcut seçenekler içinden en uygun olanlarını seçerek bir tedavi planı, bir yol haritası çiziyor. ASCI bunun için bütün amfiye göz atmıyor. Amfideki bazı çiplerden gelen verilere dayanarak bir tahmin yürütüyor ve planını buna göre yapıyor.

ASCI kısmi verilerden hareket ediyor. Örneğin Instagram’la çektiğiniz bir resmin tümünü inceleyerek zaman kaybetmek yerine, fotoğrafın küçük bir parçasından resmin bütününü çıkarıyor ve bu mantıkla, elektronik devrelerin 1 saniye içinde kendini iyileştirmesini sağlıyor.

 

Hajimiri’nin araştırma laboratuarında çalışan ve konuyla ilgili bilimsel makalenin başyazarı olan Stewen Bowers bunu şu şekilde tanımlıyor: “Çipe nasıl bir sonuç almak istediğinizi söylüyor ve onu kendi haline bırakıyorsunuz. [Çip] Bu sonuçları kendi bildiği gibi elde ediyor. Buradaki zorluk her çipte 100 bin transistor olması… Nerede nasıl bir arıza çıkacağını bilemeyiz ve bu sistemde bilmemize de gerek yok.”

 

Organik bilgisayarların Türkçesi: Saksıda tablet PC yetiştirmek

Bugün BT sektörü bilgisayar bozulunca yenisini satın alma üzerine kurulu. Oysa kendini iyileştiren elektronik devreler sayesinde, bilgisayarımız bozulunca yenisiyle değiştirmek zorunda kalmayacağız. Ancak olay bununla sınırlı değil…

Eskiden yazılımları yeni sürümleriyle güncelliyorduk ama oyun bilgisayarımızın ekran kartı eskidiğinde, güncel video oyunları için daha hızlı bir ekran kartı satın almamız gerekiyordu. 10 yıl içinde bu mecburiyetten de kurtulacağız.

 

Öncelikle, kendini iyileştiren bilgisayarlarımız organik devrelerden üretilecek (kağıttan elektronik devreler yazım). Ayrıca bilgisayarlarımız kendini tamir etmek için mikro 3B printerlar kullanacak. Böylece yeni bir ekran kartı istediğimiz zaman Gold PC’ye gidip pahalı bir ürün satın almayacağız.

Bunun yerine, internetten yeni ekran kartının çizimlerini satın alacağız ve bu çizimleri bilgisayarımıza yükleyeceğiz. Bilgisayarımız kendini kopyalayan otomatik tamir sistemleri ve mini 3B printerlardan yararlanarak, eski ekran kartımızı yeni bir modele dönüştürecek.

 

 

Dikkat edecek olursanız, burada “fabrikalara dayalı merkezi seri üretim ekonomisinin” ortadan kalkacağından, imalat sanayisinin modasının geçeceğinden söz ediyoruz. İmalat sanayisinin yerini, evlerde yerel üretim ve 3B printerlar kullanan organik bilgisayarlar alacak. Bu sistemde özel üretim, seri üretimden ucuza gelecek. Ne zincir mağazalara ne fabrikalara ne de kurumsal şirketlere gerek kalacak.

…Ve deyim yerindeyse imal etmek, montaj yapmak, üretmek kelimelerinin yerine “saksıda elektronik yetiştirmek” terimini kullanmaya başlayacağız. İşte kendi arızalarını tespit eden, kendini tedavi eden “doktor çipler” insan uygarlığında böyle bir dönüşümün öncüsü olacak.

 

Ne zaman? Şimdiden laboratuarlarda gerçek oldu

İnsanın bu şaşırtıcı gelişmelere, ilk görünüşte bu uçuk hayallere inanması zor biliyorum ama sayfamızdaki resimleri inceleyin, elektronik devrelerin kendini nasıl onardığına bakın ve bunu yeniden düşünün… Bugün bilim adamları, fotosentez yapan bitkiler gibi güneş ışığından enerji üreten, molekül boyunda mikroskobik makineler ürettiler (nano robotlar veya nanitler). Bu makineler güneş ışığında Lego parçaları gibi birleşmeye ve insan hücreleri gibi bölünerek çoğalmaya başlıyorlar.

 

Bu nanitler sayesinde, Stargate SG-1 bilimkurgu filminin kabusu “replikatörlerin” iyi huylu versiyonlarının şimdiden gerçek olduğunu görüyoruz. Bunu başka bir yazıda anlatacağım ama konumuzla ilgili olarak şunu söyleyebilirim:

Replikatör teknolojisi, 3B printer baskı teknikleriyle ve kendini tamir eden bilgisayar teknolojisiyle birleştiği zaman evimizdeki bütün elektronik aletler, hatta mobilyalar eskidikçe kendini yenileyen gerçek bir “canlı organizmaya” dönüşecektir. Organik teknoloji şimdiden hayatımızın her alanına girerken, eski ekran kartlarının kendi kendine yeni ekran kartlarına dönüşmesi sizi şaşırtmasın :).

 

Caltech’in kendini iyileştiren devreleri