Новости Hardware → нанотехнологии

Созданы микророботы, парящие в магнитных полях

Сводная группа учёных из Института Пола Шеррера (PSI) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработала микромашины, которые могут быть запрограммированы на сложные действия. Сфера использования таких машин огромная: от медицинской, когда микророботы будут выполнять операции в теле человека, до использования в промышленности, микроэлектронике и даже в качестве метаматериалов. Например, поверхность объекта сможет по команде менять свои свойства в широких пределах от скользкого до шероховатого и от водоотталкивающего до смачиваемого.

Микроробот-плтица под электронным микроскопом. Цвета - это отдельные магниты с переменной намагниченностью (ETH Zurich)

Микроробот-птица под электронным микроскопом. Цвета ― это отдельные магниты с переменной намагниченностью (ETH Zurich)

Идея изобретения заключается в том (и она не нова), что в различные участки микромашины встраиваются перепрограммируемые наномагниты. Дальнейшее управление машиной обеспечивают управляемые магнитные поля. Более того, намагниченность наномагнитов (направление магнитного поля) тоже поддаётся перепрограммированию, что открывает путь к массе операций, которые становятся доступны микромашинам.

Созданный учёными опытный экземпляр микромашины напоминает птицу в исполнении оригами, японского искусства складывать фигурки из бумаги. У «птицы» есть подвижные крылья, хвост, шея и голова, в каждую часть которой встроены наномагниты с определённой ориентацией магнитного поля. В магнитных полях под микроскопом микромашина парит, делает виражи, машет крыльями и поворачивает голову без видимых усилий.

Учёные с модеью оригами (Paul Scherrer Institute / Mahir Dzambegovic)

Учёные с моделью оригами (Paul Scherrer Institute / Mahir Dzambegovic)

Тело и конечности птицы выполнены из фольги из нитрида кремния, а магниты ― из кобальта. Перепрограммирование наномагнитов занимает наносекунды, а движения, например, взмах крыльями, занимает миллисекунды. Тем самым все операции такой микромашины проходят в реальном времени без видимых глазу задержек и, фактически, они могут проходить со скоростью, которая недоступна для наблюдения невооружённым глазом. Таких роботов, представляют разработчики, можно будет запустить в кровеносные сосуды больного онкологией человека, чтобы микромашины начали самостоятельную охоту за раковыми клетками.

Источник:

ASML приостановила поставки в Китай сканеров EUV

По данным японского информагентства Nikkei, санкции Вашингтона могли ударить по нидерландскому производителю оборудования для выпуска полупроводников компании ASML. Сразу три неназванных источника подтвердили изданию, что ASML задержала поставки сканеров EUV китайской компании SMIC. Компания SMIC является крупнейшим в Китае контрактным производителем чипов и четвёртым в мире по величине в этой области (пятым, если считать контрактником компанию Samsung). Для санкций США этот производитель остаётся приоритетной целью, ведь он не только выпускает микросхемы для крупнейших китайских компаний, которые уже попали под санкции Вашингтона, но ещё всецело поддерживается правительственными фондами Китая.

Коллаж Nikkei

Коллаж Nikkei

В компании ASML отрицают влияние США на задержки с поставками EUV-сканеров компании SMIC. По версии нидерландского производителя, он просрочил действие заявки на разрешение поставок оборудования в Китай. Такая заявка оформляется для обхода Вассенаарских договоренностей. Договорённости предусматривают ограничение поставок технологий и оборудования в страны-изгои и страны, которые используют поставки для военных целей. В частности, правительство Нидерландов может дать такое разрешение, и раньше оно выдавалось без особых проблем.

Другой возможной причиной приостановки поставок сканеров ASML компании SMIC источники назвали использование в оборудовании комплектующих, выпущенных в США. Около 20 % комплектующих для сканеров ASML выпускаются на американском заводе компании в штате Коннектикут. Эти комплектующие вполне могли попасть под прямые санкции США. В то же время ASML надеется протолкнуть поставки компании SMIC, поскольку от работы с китайцами она получает больше выручки, чем от работы с американскими компаниями. Так, выручка ASML в США приносит ей 16 % от совокупной выручки, а работа с Китаем даёт 19 % от общей выручки и эта доля растёт каждый год.

EUV-сканер компании ASML, модель NXE:3350B

EUV-сканер компании ASML, модель NXE:3350B

Отдельно наши коллеги информируют, что США всё сильнее давит на TSMC, пытаясь заставить тайваньского контрактника прекратить выпуск чипов по китайским заказам. В компании отрицают сам факт давления и если оно есть, то пока никак не проявило себя. Компания TSMC как выпускала, так и продолжает выпускать чипы по заявкам той же опальной Huawei.

Возвращаясь к сканерам EUV для компании SMIC, отметим, оборудование должно было быть отправлено в Китай до конца текущего года. Настройку и запуск в работу сканеров планировалось закончить до конца 2020 года. Теперь эти планы повисли в воздухе, как и планы SMIC погрузиться в техпроцессы с нормами менее 14 нм.

Источник:

Microsoft записала фильм «Супермен» на куске стекла

Компания Microsoft продемонстрировала возможности проекта Project Silica, записав для киностудии Warner Bros. культовый фильм «Супермен» 1978 года на куске стекла 75 × 75 × 2 мм, на котором можно хранить до 75,6 Гбайт данных (включая код коррекции ошибок).

Концепция Project Silica от Microsoft Research использует последние открытия в области сверхбыстрой лазерной оптики и искусственного интеллекта для хранения данных в кварцевом стекле. С помощью лазера данные кодируются в стекле, создавая слои трёхмерных наноразмерных решеток и деформаций на разных глубинах и под разными углами. Для декодирования созданных в стекле узоров применяются алгоритмы машинного обучения.

На жёстких дисках информацию можно хранить 3–5 лет, магнитная лента может износиться через 5–7 лет, CD, при условии правильного хранения, способен продержаться 1–2 столетия. Проект Project Silica нацелен на создание носителей, рассчитанных на длительное хранение данных, как «в коробке», так и вне её. Фемтосекундные лазеры с ультракороткими оптическими импульсами изменяют структуру стекла, поэтому данные могут сохраняться веками. К тому же кварцевое стекло может без проблем выдерживать чуть ли не любые воздействия, включая кипячение в воде, нагревание в духовке и микроволновой печи, мытьё и чистку, размагничивание и т. д.

«Запись целого фильма «Супермен» на стекло и его успешное считывание — это важная веха, — заявил Марк Руссинович, технический директор Microsoft Azure. — Я не утверждаю, что мы получили ответы на все вопросы, но похоже, что мы перешли на тот этап, когда уже можно заниматься совершенствованием и экспериментами, а не спрашивать: можем ли мы это сделать?».

Источник:

В Японии представлен спортивный автомобиль с кузовом из целлюлозы

Если время от времени японские автомобили в шутку называют пластмассовыми, то вскоре они могут уже получить прозвище бумажные — благодаря элементам кузова, выпускающимся с использованием нановолокон растительной целлюлозы.

MOE

MOE

Материал для кузова из смол, армированных нановолокнами целлюлозы, разрабатывается консорциумом из 22 японских учреждений, включая группу исследователей из Университет Киото. Проект ведётся под эгидой Министерства окружающей среды Японии (MOE). На современном этапе развития проекта конструкция автомобиля получила так много элементов из целлюлозы, включая внешние особенно прочные детали кузова, что вес машины удалось снизить более чем на 10 %.

MOE

MOE

Например, капот автомобиля выполнен исключительно из целлюлозы даже без применения смол. При этом внешний вид и качество отделки оказались на высоком уровне, без чего будет невозможна подготовка проекта к коммерческой фазе.

MOE

MOE

Прозрачная крыша и заднее окно изготовлены из поликарбоната, но также с добавлением волокон целлюлозы. Прозрачность окон при этом не пострадала. Панели боковых дверей также изготовлены с добавлением нановолокон целлюлозы, но уже в полипропилен.

MOE

MOE

Примечательно, что консорциум создал не просто макет концептуального автомобиля из целлюлозы, а полноценный автомобиль, который может перемещаться. Правда, максимальная скорость движения NCV Concept Car составляет всего 12,4 миль в час (около 20 км/ч). В будущем скорость движения этой интересной разработки будет увеличена.

Источник:

Пауки помогли изобрести простой датчик глубины

Датчики измерения глубины становятся популярным решением. В том или ином виде они используются в системах компьютерного зрения, например, в смартфонах Apple для снятия блокировки с распознаванием лица пользователя или в виде TOF-камер в самоуправляемых автомобилях, в гарнитурах виртуальной и дополненной реальности и много где ещё. Одна беда, все эти решения требуют относительно больших вычислительных мощностей для обработки данных, поскольку все они используют принцип расчёта задержек между отправкой сканирующего луча к объекту и обратно в виде отражения.

Паук-прыгун для оценки расстояния использует расфокусированное зрение (Qi Guo and Zhujun Shi/Harvard University)

Паук-прыгун для оценки расстояния использует расфокусированное зрение (Qi Guo and Zhujun Shi/Harvard University)

Несколько иной подход для оценки расстояния до объекта использует человеческий мозг и мозг животных ― это стереоскопическое зрение. Этот вариант тоже требует значительных вычислительных мощностей для анализа изображений с каждого глаза. Но в природе есть мозги настолько маленькие, что в них нет ресурсов для подобного анализа. Например, у пауков-прыгунов. А ведь эти пауки совершают внушительные для их размеров тела и предельно точные прыжки на жертву. Как же они оценивают расстояние до объекта нападения и можно ли взять этот метод на вооружение?

Исследователи Гарвардской школы инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) изучили строение глаз пауков-прыгунов и воплотили полученный результат в простой и компактный датчик глубины. Природа и эволюция создала главные глаза этих насекомых в виде многослойной сетчатки. На каждый из слоёв изображение проецируется с разной степенью размытости в зависимости от расстояния до объекта. По тому, на каком из слоёв наиболее чёткое изображение, паук и понимает насколько далеко от него находится цель. 

Учёные не стали слепо повторять за природой и создали горизонтальный массив линз (металинзы) с проекцией на один датчик изображений. На  датчике формируются изображения с разной степенью размытости. Да, определённый алгоритм для обработки картинок необходим, но он более простой, чем для ToF-камер. К тому же, система проекции представляется максимально упрощённой и недорогой, что ещё больше добавит популярности этой технологии, когда она будет доведена до стадии коммерческого производства. Подобные датчики обещают найти применение в массе областей, где необходимо оценивать дальность до объектов ― от повседневной жизни до робототехники и астрономии.

Источник:

До конца 2020 года в Южной Корее начнётся массовое производство памяти ReRAM

Как подсказывает сайт Storagenewsletter.com, израильский разработчик памяти ReRAM компания WeeBit Nano уверенно идёт к успеху. В результате выпуска дополнительных акций (WeeBit Nano зарегистрирована на бирже в Австралии) и благодаря другим инвестициям удалось собрать ещё $3,1 млн денежных средств на исследования, разработки и закупку оборудования.

Как мы рассказывали, компания WeeBit Nano разработала технологию производства и ячейку резистивной памяти на основе такого недорогого материала, как оксид кремния (SiOx). Разрабатывать техпроцесс массового производства массивов ReRAM компании WeeBit Nano помогает французский исследовательский институт Leti. В 2017 году совместными усилиями на мощностях Leti на 200-мм пластинах с помощью 300-нм техпроцесса был выпущен опытный массив ReRAM объёмом в несколько Кбайт. Через год технология была улучшена, и партнёры выпустили мегабайтный массив ReRAM в рамках 40-нм техпроцесса. До конца текущего года может выйти новый кремний с массивом ReRAM уже с использованием 28-нм техпроцесса и на 300-мм пластинах. Это уже нечто практичное, что можно внедрять в современное производство.

WeeBit Nano

WeeBit Nano

Как заявляют в WeeBit Nano, некий южнокорейский лидер полупроводникового производства готов начать массовый выпуск памяти ReRAM (или продуктов с памятью ReRAM в виде встраиваемых массивов) ещё до конца 2020 года. Разработчик не называет имени партнёра, но если считать анонс производства ReRAM с нормами 28 нм намёком, то речь может идти о компании Samsung. Обилие новостей о всё более и более интенсивных поисках замены памяти NAND заставляет поверить, что в течение следующих трёх–пяти лет на рынке появится что-то новое, чем может стать память ReRAM, MRAM или PcRAM.

WeeBit Nano

WeeBit Nano

Наконец, памятью ReRAM активно интересуются китайцы. Компания SMIC, например, на этом направлении сотрудничает с компанией Crossbar. Израильская WeeBit Nano также представляет для китайцев интерес, как владеющая близкой к внедрению технологией производства. Так что летом этого года письмо о намерениях о совместной работе с WeeBit Nano подписала китайская компания XTX Technology. Если не Корея, то Китай готов взять на вооружение принципиально новую энергонезависимую память.

Источник:

GlobalFoundries и сингапурский университет разрабатывают ReRAM

Компания GlobalFoundries полюбовно договорилась с TSMC о сворачивании всех патентных претензий и теперь может спокойно смотреть в будущее. Например, в сторону производства чипов со встроенной памятью ReRAM. Это ведь достойный кандидат для замены традиционной встраиваемой флеш-памяти NAND. Память ReRAM быстрее NAND, намного устойчивее к износу, не требует предварительной операции стирания и обещает дальнейшее сокращение масштаба технологических норм производства, чего не скажешь о NAND. Единственное преимущество памяти NAND ― её умеют производить много и дёшево, что может считаться только временным достоинством.

Пример условной ячейки ReRAM

Пример условной ячейки ReRAM

Как подсказывают наши коллеги с сайта AnandTech, для разработки технологии промышленного производства памяти ReRAM в качестве встраиваемых в чипы блоков компания GlobalFoundries заключила партнёрский договор с сингапурским Наньянским технологическим университетом (Nanyang Technological University) и сингапурским же инвестиционным фондом National Research Foundation. Фонд NRF обязуется в течение четырёх лет оплачивать работу университетской группы по данному проекту. Сумма договора достигает эквивалента $88 млн. Компания GlobalFoundries, со своей стороны, на основе разработки будет создавать техпроцесс для промышленного внедрения технологии производства ReRAM.

Упомянутый выше перекрёстный лицензионный договор с TSMC будет очень кстати в свете поворота GlobalFoundries к памяти ReRAM. Тайваньский контрактник несколько последних лет активно занимается темой разработки техпроцесса для выпуска встраиваемой ReRAM. Можно рассчитывать, что в только что заключённом 10-летнем договоре о перекрёстном лицензировании патентов обе стороны учли это направление.

Разнообразие планов GlobalFoundries по эксплуатации разных видов энергонезависимой памяти

Разнообразие планов GlobalFoundries по эксплуатации разных видов энергонезависимой памяти

В  то же время память ReRAM не является для GlobalFoundries исключительным направлением для поиска замены NAND. Производитель смог довести до массового производства магниторезистивную память (MRAM) и готовится выпускать блоки из этой памяти в качестве встраиваемых. Но у MRAM есть недостатки, которых нет у ReRAM. Память MRAM боится низких рабочих температур и страдает от низкой плотности записи. По этим и другим причинам она пока не стала массовой, а станет или нет ― это зависит от проницательности учёных.

Источник:

Исследователи из Google учат ИИ распознавать запахи

В отличие от определения цветов, которые легко идентифицируются по длине волны, определение запахов по молекулам отличается крайней неоднозначностью. Часто даже два человека могут один и тот же аромат описать по-разному. А ведь в строении молекул есть ещё так называемые хиральные пары, когда все связи и строения атомов одинаковые и отличаются только зеркальным отражением друг друга, например, тмин и мята, ароматы которых совершенно не совпадают при одинаковом строении на атомарном уровне. Человек отличит эту тонкость, а как научить этому ИИ? Но ведь это не остановит учёных?

Westend61, Getty Images

Westend61, Getty Images

Исследователи из Google задались целью научить ИИ распознавать запахи по молекулярному строению веществ. Из примерно 5000 молекул с известным описанием ароматов в таких терминах, как «маслянистый», «тропический», «слабый» и так далее, для обучения ИИ была сделана выборка на 2/3 из исходных данных. Глубокое машинное обучение проводилось на такой свёрточной нейросети, как GNN (graph neural network). На основе полученной модели искусственному интеллекту были предложены оставшиеся молекулы, которые система смогла более-менее успешно идентифицировать самостоятельно.

В компании Google не испытывают иллюзий по поводу скорого появления ИИ-платформ для точного определения запахов. Это очень сложная для решения проблема. Например, у человека для этого в носу расположено свыше 400 типов рецепторов, а ведь ещё различать запахи мы учимся с рождения. Но решение проблемы с определением ароматов манит широкими перспективами: от оцифровки с возможностью компьютерного синтеза запахов до возвращения чувствительности к ароматам людям, лишённых этой роскоши по тем или иным причинам.

Работы в этом направлении ведутся во многих странах мира. Россия также вовлечена в процесс создания «электронного носа» и решений для идентификации запахов. В Google надеются, что научное сообщество сможет обмениваться самыми современными моделями и наборами данных для продвижения по пути цифрового распознавания ароматов.

Источник:

Носки из материала Sony Triporous Fiber долго не пахнут даже без стирки

Конечно, вынесенное в заголовок этой заметки утверждение можно считать преувеличением, но только до определённой степени. Новые высокотехнологические волокна по технологии Sony для производства ткани и одежды из неё обещают предельно высокий уровень поглощения нежелательных ароматов, выделяемых человеком вместе с потом во время активной жизнедеятельности.

Напомним, в начале этого года Sony начала лицензировать фирменную технологию производства пористого органического материала под торговой маркой Triporous. Сегодня компания сообщила, что на рынок начала поставляться первая продукция на основе этой технологии ― нитки, ткани и одежда под торговой маркой Triporous FIBER.

Материал Triporous изготавливается из рисовой шелухи в процессе управляемого сжигания. В результате получается пористая углеродная структура, поглощающая весь спектр молекул от лёгких до тяжёлых. В материале Triporous содержатся поры диаметром от 2 нм до 50 нм и 1-мкм. Например, обычный активированный уголь не может эффективно поглощать молекулы большого размера, а Triporous с равной эффективностью поглотит молекулы с небольшой молекулярной массой и с большой.

Ткани и одежда Triporous FIBER, заявляют в Sony, эффективно поглощает запахи (молекулы) аммиака, уксусной кислоты и изовалериановой кислоты ― веществ, обычно выделяемых в процессе потоотделения человека. Также новый материал обладает бактерицидными свойствами, что не даёт возникнуть неприятным запахам от влажной одежды. Что самое важное, материал Triporous FIBER легко восстанавливает свои абсорбирующие свойства после обычной стирки в стиральной машине. Было бы здорово, кстати, увидеть в продаже фильтры из Triporous для пылесосов и другой очистительной бытовой техники, в которой требуется периодическая замена фильтрующих картриджей.

Наконец, производство Triporous FIBER полностью экологическое и даёт возможность утилизировать органические растительные остатки. Только в Японии ежегодно утилизируется до 2 млн тонн рисовой шелухи, а во всём мире ― до 100 млн тонн. Это знание поможет согреть душу, как материал Triporous FIBER согреет тело.

Источник:

Американские военные оплатили разработку устойчивых к радиационному поражению чипов

Обычные полупроводники плохо реагируют на повышенный радиационный фон. Излучение приводит к спонтанным процессам в кремнии, что чревато сбоями и ошибками при работе с памятью. Это неприемлемо для ведения боевых действий в условиях радиационного поражения. Также устойчивость электроники к жёсткому излучению была бы кстати в мирных условиях: в космических аппаратах, в медицинской технике и не только.

Помощь в создании устойчивых к жёсткому излучению чипов американским военным будет оказывать компания SkyWater. Это спин-офф известного разработчика чипов компании Cypress Semiconductor. Компания SkyWater отличилась тем, что разработала промышленную технологию выпуска чипов на углеродных нанотрубках и довела разработку до выпуска опытных решений. В перспективе, уверяют в SkyWater, 90-нм многослойные монолитные чипы компании на памяти PRAM и транзисторах на углеродных нанотрубках (по структуре они похожи на 3D NAND) будут в 50 раз производительнее современных 7-нм SoC.

Вчера SkyWater сообщила, что министерство обороны США выделит компании $180 млн на создание технологии и развёртывание производства чипов, устойчивых к жёсткой радиации (Rad-Hard). Эти чипы должны выдерживать намного более интенсивное облучение, чем современные толерантные к излучению полупроводники. Например, речь идёт об открытом космосе и о действиях на полях сражений с применением ядерного вооружения. В то же время SkyWater обещает, что параллельно компания будет вести гражданскую линию продуктов, которые также найдут применение в массовой потребительской электронике.

Первый транш в размере $80 млн компания SkyWater планирует потратить на строительство новой чистой комнаты площадью 5574 м2 на собственном производстве. Тем самым SkyWater подтверждает, что будет не только создавать технологии, но также намерена стать производственным подрядчиком Министерства обороны США. Также на первом этапе финансирования компания намеревается нанять от 30 до 50 высококлассных инженеров к уже имеющемуся штату из 500 специалистов.

Процессор на транзисторах из углеродных нанотрубок (MIT)

Процессор на транзисторах из углеродных нанотрубок (MIT)

На следующем этапе финансирования SkyWater планирует заменить алюминиевые проводники в чипах на медные соединения. Это изобретённая ещё в 90-е так называемая дамасская технология IBM, которую, например, компании Intel и AMD используют с начала 2000-х годов. Переход SkyWater на медь позволит снизить технологические нормы производства с 90 нм на 65 и даже 45 нм. Отметим, в пресс-релизе нет упоминания о чипах на углеродных нанотрубках. Однако SkyWater уже работает с DARPA по этому проекту, и вряд ли она дальше будет заниматься чем-то иным.

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥