Niderland va Kanada olimlari ishga tushish chegarasini sozlash imkoniyatiga ega yorug'lik bilan boshqariladigan kalitni ishlab chiqdilar. Bu kalit ma'lumotni bevosita material ichiga kodlash imkonini beradi, bu esa uni yumshoq elektronika va robototexnika uchun qo'llashga mos qiladi. Ushbu ish natijalari Science Advances jurnalida taqdim etildi.
Tarixan birinchi mexanik termorele taxminan ikki asr oldin paydo bo'lgan. Ular turli issiqlik kengayishi koeffitsientiga ega ikkita metalldan iborat plita asosida ishlaydi: ortiqcha qiziganida plita egiladi, bu esa elektr kontaktining mexanik ravishda ochilishiga olib keladi. Eindhoven texnik universitetidagi Dan Tsin Lyu rahbadorligidagi olimlar ushbu mexanizmni takomillashtirib, sozlanadigan ishga tushish chegarasiga ega kalit yaratdilar.
Asos sifatida azotbenzol qo'shimchalari bilan o'zgartirilgan suyuq kristalli akrilat polimer filmi ishlatilgan. Bu filmga oralig'i bilan ikkita metall kontakt qo'llanilgan. Bu bo'shliqning o'lchami haroratga bog'liq holda o'zgaradi: harorat oshganda, suyuq kristalli polimer tuzilmasi tartibsizlikni yo'qotadi va bo'shliq torayadi. Lyu hamkasblari sxemaga ikkinchi isitgich elementni qo'shishdi; unga asta-sekin kuchlanish berish orqali ular asosiy zanjir yopilgunicha bo'shliqni kichraytirishlari mumkin edi.
Bo'shliq miqdori yorug'lik yordamida ham nazorat qilinishi mumkin. Dastlab, azotbenzol fragmentlarining katta qismi trans-forma holatida joylashgan. Ultrafiltrlash nurlanishi ba'zi fragmentlarning sis-forma holatiga o'tishiga sabab bo'ladi, bu esa suyuq kristalli tuzilmasining tartibsizligini kamaytiradi. Natijada, polimer filmi siqilib, kontaktlar orasidagi masofa kamayadi. Ko'k nur bilan qayta nurlanish azotbenzolni trans-forma holatiga qaytarib, tuzilmaning tartiblanishini tiklaydi va bo'shliqni oshiradi.
Sis va trans-forma o'rtasidagi o'tish to'liq bo'lmasligi mumkinligi sababli, tajribalar sis izomerining ulushi, shuningdek, bo'shliq hajmi, UV nurlanishining vaqti va intensivligiga bog'liqligini ko'rsatdi. UV va ko'k nur impulslarini o'zgartirish orqali tadqiqotchilar sis izomerining ulushi va kontaktlar orasidagi masofani o'zgartirishga erishdilar, bu esa qurilmaning o'zgarishi uchun zarur bo'lgan minimal quvvat bo'lgan ishga tushish chegarasining o'zgarishiga olib keldi.
Mualliflar chegaraning ma'lumoti elektron xotirada emas, balki materialning o'zida saqlanib qolishini alohida ta'kidladilar, garchi bu xotira abadiy bo'lmasa va to'liq qorong'ulikda taxminan o'n soat ichida o'chib ketishi mumkin. Kalitning imkoniyatlarini namoyish etish uchun Lyu jamoasi avval uni ikkilik tasniflash uchun qo'lladi, yorug'lik impulslari yordamida chegarani o'zgartirish orqali qurilmani kirish signallarini ikki sinfga ajratishga asta-sekin 'o'rgatdi'. Keyin, beshta bunday kalit robot qo'lining barmoqlarini boshqaradigan tizimga birlashtirildi. Har bir barmoq uchun uning egilishi uchun zarur bo'lgan quvvatni belgilovchi individual ishga tushish chegarasi o'rnatildi, bu esa turli xil imo-ishoralar birgalikda yoki alohida bajarilishiga imkon berdi.
Standart termorelelardan farqli o'laroq, bunda ishga tushish chegarasi konstruksiya bilan belgilanadi, yangi qurilma yorug'lik yordamida bu chegarani bir necha marta o'zgartirish imkonini beradi, shundan so'ng u materialga yozilgan ma'lumot yo'qolmaguncha qo'shimcha sozlashsiz ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, kalitni yumshoq elektronika bilan osongina integratsiya qilish imkoniyati robototexnika uchun keng istiqbollarni ochadi.
UCLA va Tohoku universitetlarining tadqiqotchilari 1100 Vt/mK issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan teta fazasidagi tantalonitrid monokristalini ishlab chiqdilar. Bu material alyuminiy kristalida issiqlik tarqalishiga yaqinlashadi va sun'iy intellekt chiplarini korpuslash uchun metall jarayonlar bilan mos keladi.
UCLA muhandislik maktabining professor Yunzhe Hu rahbadorligidagi olimlar teta fazasidagi tantalonitrid monokristalini sintez qilishdi. Xona haroratida bu kristal 1100 Vt/mK atrofidagi issiqlik o'tkazuvchanligini namoyish etadi, bu misning (400 Vt/mK) ko'rsatkichidan deyarli uch barobar yuqori va eng yaxshi metallik issiqlik o'tkazgich sifatida misning yuz yillik hukmronligi davrini yakunlaydi.
Bu yutuq Science jurnalida nashr etildi. 1950-yillarda nemis kimyogohi Brauer bosim va yuqori harorat sharoitida teta fazasini birinchi marta aniqlaganidan beri nazariy jihatdan mavjud bo'lgan bu metall.
θ-TaN sintezi murakkab vazifa edi, chunki bu materialni barqarorlashtirish minglab daraja Selsiy va gigapaskal bosimni talab qiladi, va TaN tizimi ko'plab raqobatdosh fazalarni o'z ichiga oladi. Oldingi urinishlar faqat nuqsonli polikristallin changlarni bergan. Jamoa fluks yordamida metatez jarayonidan foydalangan, metall natriyni qaytalovchi va fluks sifatida qo'lladi. Bu yuqori bosimli an'anaviy sintez usulini chetlab o'tishga va tantalum oksidini to'g'ridan-to'g'ri TaN monokristallariga aylantirishga imkon berdi.
Olingan 10 dan 100 mikrometr gacha bo'lgan kristallarning sirt sifati mukammal va monofazik tozaligi bor edi. Ularning xususiyatlari Raman spektroskopiyasi, monokristall rentgen difraksiyasi (XRD), yuqori aniqlikli o'tkazuvchi elektron mikroskopiyasi (HRTEM) va EELS xarakteristikasi kabi tahlil usullari bilan tasdiqlandi.
A'lo darajadagi issiqlik o'tkazuvchanligi kristalli to'rning noyob dinamikasiga bog'liq. Misdan farqli o'laroq, u issiqlik uzatish uchun erkin elektronlardan foydalanadi, ammo elektron-fonon tarqalishi tufayli sezilarli yo'qotishlarga ega. θ-TaN esa fonon-fonon va elektron-fonon o'zaro ta'sirining juda zaif bo'lishini va ikkala tarqalish kanalini samarali bloklashini namoyish etadi. Bundan tashqari, tabiiy tantalum 99,988% bir izotopli 181Ta dan iborat, bu ko'pgina materiallarda issiqlik uzatishni pasaytiradigan izotop massaviy tartibsizlik tufayli tarqalishni yo'q qiladi. Ushbu omillar birgalikda issiqlik oqimi uchun deyarli shaffof kristalli to'rni hosil qiladi, bu metallning nazariy issiqlik o'tkazuvchanligi chegarasiga yaqinlashadi.
Bu kashfiyotning katta amaliy ahamiyati AI chiplarini sovutish uchun muhimdir. Chunki NVIDIA kabi AI akseleratorlarining quvvat zichligi ma'lumotlar markazi stendlari quvvatini 300 kVtgacha yetkazmoqda, issiqlikni boshqarish hal qiluvchi nuqtaga aylandi. Chiplarning zamonaviy issiqlik uzatish yo'llari termal tarqatuvchilar, termal interfeys materiallari va korpus podstalari uchun misga tayanadi. θ-TaN yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayonlaridagi mavjud jarayonlar bilan metallik moslikka ega, chunki tantalonitrid misliaro'zlar texnologiyasida diffuziya to'siqi sifatida ishlatiladi.
Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligini ta'minlaydigan CVD-filmli alyuminiyga qaraganda, ular alohida cho'kish jarayonlarini talab qiladi, elektr jihatdan izolyatsiyalangan va qayta ishlashda juda murakkab. θ-TaN esa potentsial ravishda joriy ishlab chiqarish liniyalari bilan to'liq mos keladigan yupqa filmlar shaklida qo'llanilishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri qo'llash chip kristali va radiator o'rtasida yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan vositachilik qatlami sifatida θ-TaN ning qo'llanilishi bo'lib, bu hozirgi CVD-alyuminiy termal tarqatuvchilari bilan taqqoslanadi, lekin metallik moslik, shu jumladan elektr o'tkazuvchanligi ustunligiga ega.
Tadqiqot shuningdek, volfram nitridi va molibden fosfidi kabi boshqa o'tish metallari birikmalarini tizimli sintez qilish imkoniyatlarini ochadi, ularda elektron-fonon o'zaro ta'siri shunga o'xshash zaif bo'ladi, bu qo'shimcha yuqori issiqlik o'tkazuvchanlikka ega metallik materiallarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin. Garchi hajmli ishlab chiqarish va atmosferadagi uzoq muddatli termik barqarorlik uchun qo'shimcha tadqiqotlar talab qilsa-da, θ-TaN metallning issiqlik o'tkazuvchanligi misdan sezilarli darajada oshib ketishi mumkinligini namoyish etuvchi birinchi demonstratsiya bo'lib, keyingi avlod AI hisoblash uskunalari uchun o'sib borayotgan issiqlikni boshqarish muammolarini hal qilish uchun yangi materiallar platformasini taklif qiladi.
Janubiy Afrikadagi sevimli quyuq choy bo'lgan ruybuš g'ayritabiiy sayohatga tayyorlanmoqda, bu uni Sederberg tog'lari chegaralaridan uzoqroq, orbitaga olib chiqadi. Mamlakat uchun ruybuš uruglari birinchi marta joriy yil oxirida «Kosmosdagi Ruybuš» nomli yangi tashabbus doirasida Xalqaro kosmik stansiyaga (XKS) yetkazib beriladi.
Bu loyiha ilg'or kosmik tadqiqotlarni Janubiy Afrika o'quvchilari uchun amaliy ilmiy ta'lim bilan birlashtiradi. Dasturning rasmiy ishga tushishi Cape Town'dagi Parkland's kollejining Innovatsion markazida bo'lib, u yerda ta'lim, qishloq xo'jaligi va kosmik fan sohalaridagi mutaxassislar ushbu tashabbusni nishonlash uchun yig'ildi. Bu tashabbus Janubiy Afrikaning eng mashhur o'simliklaridan birini kosmosni zabt etish kelajagi bilan uyg'unlashtiradi.
Ruybuš uzoq vaqtdan beri Janubiy Afrikaning eng o'ziga xos qishloq xo'jaligi mahsulotlaridan biri sifatida tanilgan va u asosan G'arbiy Capedagi Sederberg hududida yetishtiriladi. Endi u xalqaro ilmiy tadqiqotning bir qismi bo'ladi. Janubiy Afrika ruybuš kengashi (SARC) MaxIQ Space bilan hamkorlikda va Janubiy Afrika Milliy kosmik agentligi (SANSA) tomonidan qo'llab-quvvatlanib, ruybuš uruglarini oktyabr oyida XKS ga uchirishni nazarda tutgan loyiha mavjud.
Orbital laboratoriya bordagi joyga tushgandan so'ng, uruglar bir necha hafta mikrogravitatsiya va kosmik radiatsiyaning ta'sirida bo'ladi, keyin esa Yerga qaytadi. Shundan so'ng, tadqiqotchilar va talabalar kosmosda bo'lgan urug'larni Yerda qolgan nazorat guruhiga qaraganda solishtirib, urug'larning chiqqanligi, o'simliklarning o'sishi, chidamliligi va hosildorligidagi farqlarni o'rganadilar.
Bu tashabbusning muhim qismi ta'limga e'tibor qaratishdir. Ruybušning kelib chiqqan joyi bo'lgan Sederbergdagi yetti ta'lim muassasasining o'quvchilari mahalliy ruybuš fermerlari bilan birgalikda ilmiy tadqiqotni boshqarishadi. Parkland's kolleji ham parallel tajriba o'tkazadi, bu esa olimlarga turli yetishtirish sharoitlarida olingan natijalarni solishtirish imkonini beradi.
Urug'larni ekishdan tashqari, o'quvchilar ma'lumotlarni to'plash, natijalarni tahlil qilish va ilmiy tadqiqotlarni o'tkazish bo'yicha bevosita tajriba orttirishadi. Dastur STEM (fan, texnologiya, muhandislik va matematika) sohasidagi ta'limni mustahkamlashga qaratilgan bo'lib, talabalarga sinfdagi darslar bilan haqiqiy ilmiy vazifalar o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatadi.
Dunyoning olimlari kosmosdagi o'simliklarning xatti-harakatini tobora ko'proq o'rganmoqdalar, chunki kosmik agentliklar Oy va nihoyat Marsga uzoqroq missiyalarga tayyorlanmoqda. Kelajakda kosmosda qishloq mahsulotlarini yetishtirish astronomlarga oziq-ovqat ishlab chiqarishga, kislorod hosil qilishga va uzoq muddatli kosmik sayohatlar davrida insonning uzoq muddatli tirik qolishini ta'minlashga yordam berishi mumkin. XKS bordagi o'tgan o'n yillik tajribalar ba'zi ekinlar mikrogravitatsiya sharoitida o'sishi mumkinligini ko'rsatdi, bu tadqiqotchilarga o'simliklarning kosmosning noyob sharoitlariga reaksiyasini yaxshiroq tushunishga yordam beradi. Janubiy Afrikadagi ruybuš endi bu o'sib borayotgan tadqiqot sohasi bilan qo'shilmoqda.
Loyiha Janubiy Afrikaning jahon kosmik fani borasidagi o'sib borayotgan rolini ta'kidlaydi, shu bilan birga mamlakatning qishloq xo'jaligi merosining ramzi bo'lgan o'simlikni ulug'laydi. Kengroq ishtirokni rag'batlantirish uchun, Janubiy Afrikadagi o'quvchilarga iyul va avgust oylarida «Kosmosdagi Ruybuš» missiyasi uchun rasmiy patchni ishlab chiqish taklif qilinadi, bu yoshlarga ushbu tarixiy missiyaning bir qismi bo'lish uchun yana bir imkoniyat beradi.
Ishga joriy bo'lgan xodimlar ta'lim, fan, qishloq xo'jaligi va sanoat o'rtasidagi hamkorlik o'quvchilar uchun yangi imkoniyatlar yaratishga va STEM sohasidagi kelajakdagi karyeralarga qiziqishni oshirishga yordam berishini ta'kidladilar. E'lon katta ishtiyoq uyg'otdi, chunki u ikkita g'ururli janubiy afrikalik muvaffaqiyat hikoyasini birlashtiradi: ruybuš va ilmiy innovatsiyalar. Dunyoning mamlakatlari kosmosda ekinlar bilan tajriba o'tkazishda davom etayotgan paytda, bu Janubiy Afrikaga Yerda hech qayerda topilmaydigan o'simlikdan foydalangan holda xalqaro tadqiqotlarga hissa qo'shish uchun noyob imkoniyatni taqdim etadi. Oktyabr oyidagi uchirishga tayyorgarlik davom etayotgan sari, tashkilotchilar jamoatchilikning loyiha yangilanishlari, o'quvchilar faoliyati va asosiy bosqichlar orqali missiyani kuzatib borishi mumkinligini ma'lum qildilar, shu bilan birga ruybuš Sederbergdan Xalqaro kosmik stansiyaga ajoyib sayohatini boshlaydi.
Sun'iy intellekt (SI) sohasining yetakchi mutaxassislari biri bo'lgan Demis Hassabis texnologik inqilobning yaqinlashayotganligini ogohlantirmoqda. U Umumiy sun'iy intellekt (AGI) keltirib chiqaradigan qiyinchiliklarga tayyorgarlik ko'rish uchun zudlik bilan choralarni ko'rishga qat'iy chaqiradi va uning ta'sirini elektr yoki olov kashfiyotiga tenglashtiradi.
Google Deepminddagi ilg'or SI laboratoriyalaridan birining texnologi, SI haqida maqola yozdi va bu maqolaga e'tibor qaratish talab etiladi. Hassabis ushbu texnologiya, ya'ni Umumiy sun'iy intellektning 'internet yoki mobil qurilmalar kabi standart texnologik yutuqlardan farqli ravishda, u elektr yoki olov kashfiyotiga ko'proq o'xshaydi' deb ta'kidlaydi.'
U bunday tavsif insoniyatning bu o'zgarishlarga qarshi kurashish uchun nomusiy yondashuvlar talab qiladigan noma'lum hududda ekanligini anglashga yordam berishini hisoblaydi.
Hassabis jiddiy xavfga urg'u berib, ushbu texnologiya yanada ilg'or xususiyatlarga ega bo'lishi yaqinlashganda 'tezkor harakatlar' zarurligini ko'rsatadi. Biroq, uning tashvishini dunyoni kelajakdagi voqealar uchun tayyorlashga hech qanday qadam qo'yilmayotgani faktiga bog'liq. Buning o'rniga, u dunyo 'juda intensiv, ko'p darajali tijorat va geosiyosiy poyga'da qolib ketganini' qayd etadi.
Maqola muallifi Janubiy Afrikadagi shunga o'xshash muammolarni ham eslatadi, u yerda xatoliklar aniqlangandan so'ng rahbariyat yashirincha ish boshladi. Akademik doiralarning jamoatchilikdagi faolligi mavjud bo'lsa-da, bu muhim masalada jimlik hukmron, bu esa xususiylarning qonun chiqaruvchilarga ta'sir qilish ehtimolini hisobga olgan holda, xavotir uyg'otadi.
Hassabis bu to'siqni bartaraf etish uchun muhim taklif bilan keladi. U 'federal nazorat ostidagi davlat-xususiy sheriklikka asoslangan yangi standartlashtirish organi yoki moliyaviy sanoat tartibga soluvchisi (FINRA) kabi o'z-o'zini tartibga soluvchi tashkilot yaratishni tavsiya qiladi, bunda mustaqil yetakchi texnik ekspertlar va ochiq kod vakillari tarkibida kengash bo'ladi.'
Uning aytishicha, bu tartibga soluvchi xavfsizlikka oid masalalarda sinovdan o'tkazish uchun tegishli federal agentliklar va AQSh Milliy laboratoriyalari bilan hamkorlik qilishdan mas'ul bo'lishi kerak. U bunday model standartlashtirish organi tomonidan belgilangan ma'lum chegaralarga javob bersa va SI ning rivojlanayotgan imkoniyatlariga muvofiq muntazam yangilansa, 'frontiyer sinfi' sifatida qaralishini ko'rsatadi.
Bu mezonlar bilan aniqlangan 'frontiyer modellariga' ega tashkilotlar 'frontiyer laboratoriyalari' sifatida tan olinadi va ilg'or amaliyotlarni joriy etish uchun rag'batlantiriladi. Bunday amaliyotlarga texnik batafsil modellarni e'lon qilish, ishonchli ichki kiberxavfsizlikni saqlash, asosiy xodimlarni tekshirish va xavfsizlik bo'yicha tadqiqotlar uchun yetarli moliyalashtirish kiritiladi. Muallif eslatadiki, uning tavsiyalaridagi yagona cheklov bu bunday yondashuv AQShda qabul qilinishi kerak, ammo u bu aralashuv butun dunyoga tarqalishi kerakligini ta'kidlaydi.
Mamlakatlar o'z-o'zidan shunga o'xshash qadamlar qo'yishi va global miqyosda tanilgan tuzilmalar bilan hamkorlik qilishi mumkin. Hassabis 'frontiyer laboratoriyalari modellarini nashr etilishdan 30 kun oldin standartlashtirish organiga ixtiyoriy ravishda ulashsin' deb taklif qiladi. Baholash protokoli samaradorligi va ishonchliligini ko'rsatgandan so'ng, rasmiylashtirish tez sodir bo'lishi mumkin, bu esa Frontiyer Modellarining AQSh bozorida joylashtirish uchun ushbu protokoldan rioya qilishini talab qiladi. Laboratoriyalar ham nashr etilgandan so'ng barcha jiddiy zaifliklarni bartaraf etish uchun standartlashtirish organi bilan hamkorlik qiladi.
Chora ko'rish zarurati mahalliy darajada amalga oshirilishi kerak. AQShning SI sohasidagi yetakchiligini hisobga olgan holda, u AQShga ko'proq e'tibor qaratilgan yondashuvni tavsiya qiladi, ammo shu bilan birga, global hamjamiyatning jahon tashkilotlari bilan hamkorlik qilish uchun o'z boshqaruv tuzilmalarini yaratishda to'siqlar yo'qligini ta'kidlaydi. Hassabis o'z murojaatini AGI kelmasdan oldingi 'bu qimmatli oynadan foydalanib, bu texnologiyani butun insoniyat manfaatiga shakllantirish' chaqiruvi bilan yakunlaydi.
