Dators milimetra lielumā, ar radio un veicamu uzdevumu.

Vienā kvadrātmilimetrā ierīce vairs nav plate, ko jūs apdzīvojat. Tā ir sistēma, ko jūs kopprojektējat ar fiziku.

Nanodators šajā mērogā dara trīs lietas vienlaikus: tas nolasa nanosensoru kopu, pieņem lokālu lēmumu vai apkopo mērījumu un izved šo rezultātu no kristāla pa radio. Nav vietas atsevišķai sensora platei, atsevišķai MCU platei un atsevišķam radio modulim. Uztveršanai, skaitļošanai un Bluetooth savienojumam jādala tas pats silīcijs — sistēma-čipā burtiskā nozīmē.

Es strādāju to no diviem virzieniem. Ierīces pusē tā ir nanoelektronika: ķēžu izvietošana mērogos, kur kārtīgie mācību grāmatas pieņēmumi — tīri sprieguma līmeņi, niecīgas noplūdes, parazītie, ko var ignorēt — pārstāj noturēties, un pats izvietojums kļūst par ķēdes daļu. Darbplūsmas pusē tā ir darbgalda disciplīna: mikroskops un mikrolodēšanas iekārta, lai es varētu izgatavot, pārstrādāt un pārbaudīt daļas, kas ir zem neapbruņotas acs sliekšņa.

Abi pielietojuma mērķi ir apzināti. Viens ir biomedicīnas vadība, kur ierobežojums ir tas, ka ierīcei jābūt pietiekami mazai un klusai, lai novietotos tuvu tam, ko tā mēra. Otrs ir rūpnieciskā vadība, kas prasa nanometrisku precizitāti — procesi, kur pielaides josla ir pietiekami šaura, lai parasta sensora-un-PLC cilpa to nevarētu noturēt. Tā pati disciplīna, divas ļoti atšķirīgas telpas.

Datu ceļš nav diagramma, ko jūs reizi apbrīnojat un dodaties tālāk. Tā ir sešu soļu secība, un katrs no tiem var klusi sabojāt mērījumu, ja jūs to ļaujat.

Es turu ķēdi skaidru, jo katram lēcienam ir atšķirīgs kļūmes veids. Pārveidotājs var nodreifēt. Priekšgals var pievienot vairāk trokšņa, nekā tas noņem. Konvertors var paraugot nepareizajā mirklī. Lokālā loģika var izmest vienīgo paraugu, kam bija nozīme. Radio var iztukšot budžetu ātrāk, nekā avots to var papildināt. Un retranslators var vienkārši neklausīties. Soļu nosaukšana ir veids, kā es katru no tiem turu atbildīgu.

Pamaniet, kur atrodas inteliģence. Lētākā pakete ir tā, ko jūs nekad nesūtāt, tāpēc kontrolieris lemj lokāli — apkopojot, sliekšņojot, atmetot — pirms radio vispār pamostas. Submilimetra mezglā radio parasti ir lielākais atsevišķais patēriņš, tāpēc viss projekts balstās uz mazāk sūtīšanu, nevis ātrāk sūtīšanu.

Tas pats kristāls atbild uz diviem ļoti atšķirīgiem uzdevumiem. Abi prasa nanometrisku precizitāti; tie to prasa pretējās vidēs.

Biomedicīnas gadījumā saistošais ierobežojums ir tuvums. Ierīcei jānovietojas tuvu tam, ko tā mēra, un jāpaliek pietiekami mazai un klusai, lai to netraucētu. Izmērs šeit nav mārketinga arguments — tas ir vienīgais veids, kā mērījums ir godīgs, jo lielāks vai skaļāks instruments maina pašu signālu, ko tas nolasa.

Rūpnieciskajā gadījumā saistošais ierobežojums ir pielaides josla. Daži procesi tur logu pietiekami šauru, lai parasta sensora-un-PLC cilpa nevarētu tam izsekot — līdz brīdim, kad rupja cilpa pamana dreifu, daļa jau ir ārpus specifikācijas. Mezgls ar nanometrisku izšķirtspēju, kas atrodas procesa iekšienē, var redzēt dreifu, kamēr tas vēl ir mazs.

Abas telpas atalgo to pašu disciplīnu: novietot precīzu, labi raksturotu mērījumu tieši tur, kur tas nepieciešams, un ziņot to, neko netraucējot. Aparatūra ir lielā mērā kopīga; mainās apvalks, kas tai jāpārdzīvo, un valoda, ko runā galapunkts.

Pielietojums mainās; disciplīna nē. Šie ir principi, kas izdzīvo neatkarīgi no tā, vai mezgls nonāk ķermenī, procesa līnijā vai — materiālu pārklāšanās gadījumā — šķidrumā.