Yapay zeka uygulamaları ve veri merkezlerinin artan enerji ihtiyacı, geleneksel silikon çiplere alternatif arayışlarını hızlandırıyor. Optik hesaplama sistemleri, veriyi elektrik yerine ışıkla işleyebildiği için uzun süredir enerji verimliliği açısından güçlü bir seçenek olarak görülüyor. Ancak görünür ışığı yönlendirmek için gereken nano ölçekli üretim süreçleri, bugüne kadar maliyet ve teknik sınırlar nedeniyle ticari ölçeklenmenin önünde engel oluşturuyordu. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü mühendisleri, “ImpCarv” adını verdikleri yeni nano üretim tekniğiyle bu soruna çözüm getirdi.
HACMİ 2.000 KAT KÜÇÜLTEN YÖNTEM
Geleneksel litografi yöntemleri, görünür ışığı yönlendirmek için gereken 100 nanometre altı çözünürlüğe ulaşmakta zorlanıyor ya da çoğunlukla iki boyutlu düz yapılar üretebiliyor. MIT’nin geliştirdiği ImpCarv tekniğinde ise önce lazer kullanılarak bir hidrojel bloğunun içinde stratejik boşluklar oluşturuluyor. Ardından iyon emdirme ve süperkritik kurutma işlemlerinden oluşan iki aşamalı bir büzülme süreci uygulanıyor. Bu süreç sonunda malzeme her boyutta on kattan fazla küçülüyor ve nano ölçekteki detaylarını kaybetmeden orijinal hacminin yaklaşık 2.000’de birine iniyor. Böylece geleneksel litografiyle üretilmesi zor olan ince ve karmaşık üç boyutlu optik yapıların üretimi mümkün hale geliyor.
SİLİKON ÇİPLERE ENERJİ VERİMLİ ALTERNATİF
Fotonik cihazlar, veriyi iletmek ve işlemek için elektrik sinyalleri yerine ışığı kullanıyor. Bu yaklaşım, özellikle veri merkezleri ve endüstriyel otomasyon sistemlerinde karşılaşılan ısınma ve soğutma maliyetlerini azaltma potansiyeli taşıyor. MIT ekibinin geliştirdiği donanım, testlerde ışığı kırarak yapay zeka sinir ağına benzer şekilde temel rakam sınıflandırma görevlerini tamamen optik olarak yerine getirdi. Sistemin, malzeme özelliklerinin milyonlarca mikro noktada derin öğrenme algoritmalarıyla optimize edilmesine imkan tanıması, optik hesaplama alanında yeni tasarımların geliştirilmesini kolaylaştırabilir.
MEDİKAL TEKNOLOJİLERDE KULLANILABİLİR
ImpCarv teknolojisinin kullanım alanı yalnızca veri işleme ile sınırlı değil. Araştırma ekibi, optik hesaplama prensiplerini yüksek verimli biyomedikal cihazların üretimine de entegre etmeyi hedefliyor. Teknolojinin, mikroakışkan sistemlerden geçen hücreleri sınıflandırabilecek kapasitede olması bekleniyor. Bu da kan örneklerinde dolaşan nadir tümör hücrelerinin daha hızlı ve düşük maliyetle tespit edilmesine yönelik yeni nesil tıbbi cihazların geliştirilmesine katkı sağlayabilir.
