Gian Carlo Dalto Biblioteca Informatica |
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Circuiti sempre più piccoli |
| Ricercatori dell'Università di Cambridge hanno messo a punto una tecnica per produrre microchip più piccoli ma che possono sostenere un'alta densità di corrente elettrica. I ricercatori hanno utilizzato nanotubi di carbonio per sostituire i connettori verticali in rame nei circuiti integrati riuscendo a costruire circuiti più piccoli e di riducendo, di conseguenza, le dimensioni dei dispositivi elettronici. I ricercatori hanno sfruttato il regime speciale degli atomi di carbonio; normalmente gli atomi sono disposti in forma esagonale e stratificati in fogli, ma nei nanotubi i fogli sono arrotolati formando così dei minuscoli tubi con diametro pari a solo un paio di atomi di carbonio. Per rendere l'approccio possibile, i nanotubi avrebbero bisogno di crescere in fasci molto densi direttamente sul substrato; i ricercatori hanno usato più deposizioni e fasi di ricottura per far crescere i fasci di nanotubi e il metodo ha portato a successivi aumenti di densità delle nanoparticelle. Con questo metodo i ricercatori sono sicuri di ottenere una densità dei fasci cinque volte maggiore rispetto alla tecnologia attuale. |
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Computazione con 14 Quantum Bits |
| All'Università di Innsbruck, i fisici hanno stabilito un record mondiale, controllando l'entanglement di 14 bit quantistici, che rappresenta un altro passo verso lo sviluppo di un computer quantistico. I ricercatori hanno quasi raddoppiato il precedente record di 8 qubit rinchidendo 14 atomi di calcio in una trappola ionica che permetteva loro di manipolare gli atomi con la luce laser, in modo simile a un computer quantistico potrebbe funzionare. Gli stati interni di ogni atomo sono formati da un singolo qubit e hanno prodotto un registro quantistico di 14 qubit che rappresenta il nucleo di un futuro computer quantistico. I ricercatori hanno anche scoperto che il decadimento degli atomi è proporzionale al numero di qubit, il che significa che aumenta la sensibilità del sistema in maniera significativa quando le particelle diverse sonocoinvolte. Questo processo, noto come superdecoherence , è stato osservato raramente nell'elaborazione quantistica. |
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Un semplice circuito "sanguigno" per Cyborgs |
| Scienziati indiani dell'Education Campus Changa hanno prodotto un memristor dal sangue umano e sostengono che la ricerca potrebbe un giorno portare allo sviluppo di una interfaccia cyborg. Gli scienziati hanno costruito il dispositivo elettronico utilizzando un piccolo tubo di prova, riempito con il sangue umano a 37 gradi Celsius, con inseriti due elettrodi. Sono stati collegati degli strumenti di misura che hanno dimostrato la variazione di resistenza in funzione della polarità e dell'intensità della tensione applicata: questo effetto memoria è stato mantenuto per almeno cinque minuti nel dispositivo. I ricercatori hanno poi testato lo stesso comportamento in un dispositivo attraverso il quale il sangue scorreva ed è stato osservato il medesimo effetto. Il prossimo passo sarà quello di sviluppare una versione micro-channel del dispositivo memristor e integrarne diversi per svolgere funzioni logiche particolari. Questa fase della ricerca è ancora all'inizio della lunga strada per arrivare ad un dispositivo elettronico di interfaccia biologica. |
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I ricercatori hanno compiuto il salto verso la simulazione di una cellula intera |
| I ricercatori dell'University of Illinois hanno sviluppato un modello al computer dell'interno di una cellula batterica che simula con precisione il comportamento di una cellula vivente. I ricercatori hanno basato il loro studio sul lavoro del Max Planck Institute di Wolfgang Baumeister, che ha individuato tutti i ribosomi del batterio. I ricercatori hanno chiesto Baumeister di ripetere l'esperimento con i batteri E. coli (Escherichia coli) , e quindi hanno combinato i nuovi dati dei ribosomi con altri studi che descrivevano la distribuzione delle dimensioni del resto delle molecole all'interno della cellula. I ricercatori sono stati in grado di creare un modello tridimensionale che ha mostrato il grado di affollamento molecolare all'interno di una tipica cellula di E. coli. |
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Gli scienziati cercano un metodo per mappare la complessa rete che costituisce il cervello |
| I ricercatori dell'University College London (UCL) stanno sviluppando un modello computerizzato del cervello tramite la mappatura delle connessioni e dellle funzioni delle cellule nervose. Lo studio è parte di un nuovo campo d'indagine chiamato connectomics. I ricercatori sperano di capire come i pensieri e le percezioni sono generate nel cervello e che influenza abbiano sulle malattie come l'Alzheimer, la schizofrenia e l'ictus. Tuttavia, Questo sforzo richiederà anni di lavoro e grandi quantità di potenza di calcolo; nello studio più recente, i ricercatori si sono concentrati sulla corteccia visiva del cervello di un topo, che contiene migliaia di neuroni e milioni di connessioni diverse. I ricercatori hanno utilizzato immagini ad alta risoluzione per rilevare come i neuroni hanno risposto a certi stimoli. I ricercatori pensano di utilizzare questo metodo per creare uno schema del circuito delle connessioni i una zona del cervello con una funzione specifica, per aggiungere in seguito le sezioni del cervello che a comandano il tatto, l'udito, e il movimento. |
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Tecniche per permette il dialogo cervello-computer accordandosi sulle parole |
| I ricercatori della Washington University di St. Louis stanno studiando una interfaccia di computerizzata del cervello che può essere utilizzata per analizzare la frequenza delle onde cerebrali, permettendo loro di rilevare distinzioni più sottili su ciò che il cervello sta facendo. La ricerca comporta l'applicazione di tecniche per rilevare quando i pazienti dicono o pensano di quattro suoni specifici, tra cui "oo" come in"few", "e" come in "see", "a " come in "say", e "a " come in "hat". Quando gli scienziati hanno identificato le onde cerebrali che hanno rappresentato questi suoni e programmato l'interfaccia per riconoscerli, i pazienti potrebbe rapidamente imparare a controllare un cursore del computer per pensare o dire il suono appropriato. Questo è uno dei primi esempi, anche se in fase ancora embrionale, di quello che viene chiamato "reading minds": individuare ciò che ognuno dice a se steso in una sorta di "dialogo interno". Il prossimo passo dei ricercatori sarà quello di trovare il modo di distinguere ciò che essi chiamano livelli più elevati di informazioni di carattere concettuale, cioè imparare che cosa costituisce l'idea che sta dietro la semplice parole. |
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Inchiostro con l'aggiunta di nanoparticelle permetterebbe di stampare le future scehe elettroniche |
| I ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) e del Korea Institute of Machinery and Materialsl stanno lavorando alla stampa di circuiti stampari tramite una stampante a getto d'inchiostro aggiungendo nanoparticelle sintetizzate per aumentare la conducibilità dell'inchiostro. I ricercatori dicono che questa tecnologia risolvere diversi limiti delle schede convenzionali e il metodo per la loro produzione è veloce, semplice e poco costoso. Aggiungendo le nanoparticelle ad una soluzione di inchiostro, i ricercatori hanno stampato dei campioni con inchiostro altamente conduttivo, realizzando una tecnica che potrebbe essere utilizzata per la stampa di vari dispositivi elettronici, come nei tag RFID, nei LED, nelle celle solari organiche, nei transistor a film sottile e in dispositivi biomedici. |
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Il più piccolo e veloce processore in grafene |
| I ricercatori IBM dicono di aver sviluppato un transistor di grafene in grado di completare 155 miliardi di cicli al secondo. I ricercatori dicono che è il più piccolo transistor IBM ha mai creato, con una lunghezza di gate di appena 40 nm. I transistor basati sul grafene possono essere prodotti a basso costo utilizzando materiali semiconduttori standard. Il transistor è stato sviluppato attraverso una iniziativa congiunta tra IBM e US Defense Advanced Research Projects Agency allo scopo di creare transistor a radiofrequenza. I transistor di grafene utilizzare un nuovo tipo di substrato chiamato Diamond-Like Carbon e, secondo IBM, le prestazioni di questi dispositivi dimostrano un'eccelente stabilità di temperatura dovuto in gran parte all'impiego di tale substrato. IBM pensa che la commercializzazione dei transistor di grafene migliorerà le prestazioni delle applicazioni wireless, delle reti, dei radar, e nelle apparechhiature mediche. |
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Un passo avanti verso chip spintronici ibridi |
| I ricercatori della Ohio State University hanno sviluppato un circuito elettronico composto sia da semiconduttori inorganici convenzionali, sia da spintronica organica. I ricercatori hanno utilizzato un materiale plastico in combinazione con un circuito di arseniuro di gallio e sono stati in grado di trasmettere una corrente elettrica polarizzata dal materiale plastico, attraverso l'arseniuro di gallio e in un diodo a emissione luminosa (LED), dimostrando che i componenti organici e inorganici stavano lavorando insieme. I semiconduttori spintronici inorganici devono essere mantenuti a temperature estremamente basse per mantenere la carica magnetica, mentre per avere applicazioni pratiche un dispositivo spintronico dovrebbe lavorare a temperatura ambiente, che è appunto la caratteristica fondamentale dei materiali organici; Inoltre i dispositivi convenzionali inorganici vengono prodotti a temperature elevate con prodotti chimici che i materiali organici non possono tollerare. I ricercatori dell'Ohio State risolto questo problema con la costruzione di componenti inorganici in una camera sterile, e quindi l'aggiunta di uno strato organico in un laboratorio di misura organici.. |
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Digitale numeri telefonici per mezzo del pensiero |
| Persone gravemente disabili sarebbero in grado di effettuare una chiamata da un telefono cellulare utilizzando il pensiero grazie ad una nuova interfaccia cervello-computer sviluppata da alcuni ricercatori della University of California, San Diego (UCSD) Swartz Center for Computational Neuroscience. È stato sviluppato un sistema che utilizza gli elettrodi dell'elettroencefalogramma (EEG) sul cuoio capelluto per analizzare l'attività elettrica nel cervello. Il team ha agganciato una fascia EEG a un modulo Bluetooth per inviare i segnali in modalità wireless ad un telefono cellulare, che utilizza gli algoritmi per l'elaborazione dei segnali. I ricercatori hanno addestrato gli utenti attraverso un sistema di feedback visivo che ha mostrato le immagini sullo schermo di un computer lampeggiando in modo quasi impercettibile a velocità diverse. Una parte del cervello chiamata occipitale mediana in grado di rilevare le oscillazioni e il team ha sfruttato questa facoltà visualizzando una tastiera telefonica su un grande schermo dove ogni numero lampeggiava a una frequenza leggermente diversa. La frequenza può essere rilevata attraverso l'EEG, che permette di sapere quale numero il soggetto sta guardando. Nei test che hanno coinvolto 10 soggetti, sette sono stati in grado di immettere un numero di telefono di 10 cifre con una precisione del 100 per cento. I ricercatori dicono che il sistema potrebbe anche essere utilizzato dagli utenti di telefonia cellulare senza utilizzare le mani o per rilevare sonnolenza negli autisti e nei controllori del traffico aereo. |
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Nuovo 'Spin' nell'inversione magnetica |
| I ricercatori dell'Università Radboud di Nijmegen, York, e Nihon hanno sviluppato una tecnologia che potrebbe portare a un trattamento più veloce dei dati nei dischi rigidi dei computer. I ricercatori hanno dimostrato l'inversione magnetica ultraveloce utilizzando film sottili di una lega di gadolinio, ferro, cobalto e un riscaldamento con un laser ultraveloce. La convenzionale tecnologia degli hard disk è in grado di elaborare i dati in un nanosecondo, mentre questa nuova tecnica ha le potenzialità per rendere il processo fino a mille volte più veloce. I film campione sono stati sviluppati dalla Nihon University e la tecnica di riscaldamento laser è stata sviluppata dalla Radboud University Nijmegen. Allo scopo di osservare la definitiva inversione di magnetizzazione veloce il magnete è stato spinto in un regime che non era stato descritto delle teorie esistenti nel magnetismo |
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L'infanzia della risonanza plasmonica |
| I ricercatori del Department of Energy del Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) hanno dimostrato che le proprietà plasmoniche possono essere ottenute in nanocristalli semiconduttori chiamato quantum dot, una svolta che potrebbe portare a computer superveloci. La chiave per la proprietà plasmoniche è quando la frequenza di oscillazione tra i plasmoni e le partite di fotoni incidenti, un fenomeno noto come risonanza plasmonica superficiale localizzata si verifica. Lo sviluppo dei punti quantici plasmonica quantistica potrebbe portare a dispositivi di comunicazione e calcolo. L'uso di singoli fotoni, in forma di plasmoni quantizzati consentirebbe sistemi quantistici in grado di inviare le informazioni quasi alla velocità della luce, rispetto alla velocità degli elettroni, e senza la resistenza dei sistemi classici |
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Alimentato da un singolo elettrone |
| I ricercatori dell'Università di Pittsburgh hanno sviluppato SketchSET, un transistor a singolo elettrone che potrebbe portare a memorie più potenti, materiali elettronici più avanzati e dei componenti di base per i computer quantistici. Il componente centrale del transistor utilizza solo uno o due elettroni, misura circa 1,5 nanometri di diametro e potrebbe essere utilizzato come un atomo artificiale per sviluppare una nuova classe di materiali elettronici artificiali. SketchSET è un dispositivo ferromagnetico molto sensibile alla carica elettronica e ciò permette al transistor di fungere da memoria allo stato solido. Memorie basate su questa struttura sarebbero in grado di mantenere le informazioni anche quando il processore stesso è spento |
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La conducibilità ferroelettrica può essere la chieve delle nuove memorie |
| All'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), i ricercatori hanno trovato nuove proprietà dei materiali ferroelettrici, che potrebbero portare ad un nuovo paradigma nell'archiviazione elettronica. I ricercatori hanno scoperto che le pareti dei domini, che sono le zone di separazione larghe solo pochi atomi tra opposti stati di polarizzazione dei materiali ferroelettrici, agiscono come conduttori dinamici piuttosto che statici. Le misure hanno individuato che le distorsioni sottile e microscopicamente reversibile o curvature nella parete di dominio, sono il cuore della conducibilità dinamica. La novità della ricerca sta nella verifica che questo tipo di comportamento è diverso da quello che avviene nell'elettronica tradizionale basata sui transistor al silicio che funzionano come interruttori in un campo elettrico. I ricercatori vogliono utilizzare la scoperta per aumentare la capacità di memoria e l'utilizzo di tecnologie della nano elettronica come alternativa al silicio |
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