Menu Close

Inteligentny pył nadchodzi

Miniaturyzacja jest jednym z najbardziej zmieniających świat trendów technologicznych ostatnich kilku dekad. Chipy komputerowe są mierzone obecnie w miliardowych częściach metra.


Czujniki, które kiedyś ważyły kilogramy można obecnie zmieścić smartfonie. Ale to nie koniec. Naukowcy dążą do zbudowania czujników mniejszych – znacznie mniejszych. W artykule University of Stuttgart opublikowanym w czasopiśmie “Nature Photonics”, naukowcy opisują małe, drukowane w 3D soczewki i pokazują w jaki sposób mogą one dać bardzo ostry obraz. Każdy obiektyw jest ok. 120 milionową częścią metra, tj. średnicy – mniej więcej ziarnka soli kuchennej. Ponieważ są one wydrukowane techniką 3D w jednym kawałku, to ich złożoność konstrukcji nie jest tu przeszkodą.
Dowolny układ soczewek, zaprojektowany w komputerze może być drukowany i wykorzystywany. Pozwala to na stosowanie różnych ich konfiguracji w celu osiągnięcia najlepszej jakości. Według gazety, nowa metoda nie tylko dostarcza wysokiej jakości mikro-soczewki, które mogą być drukowane 3D, ale także rozwiązuje szereg przeszkód dla obecnych metod produkcyjnych. Należą do nich dotychczasowe ograniczenia wielkości, problemy z łączeniem wielu małych elementów, ograniczenia konstrukcyjne powierzchni i trudności w ich ustawieniu
Soczewki, które zawierały pojedyncze, podwójne i potrójne optyczne elementy, zostały wydrukowane jako nici włókna optycznego i standardowe czujniki cyfrowe, takie jak używane w aparatach fotograficznych. Naukowcy uważają, że  przyszłe zastosowania obejmą mniej inwazyjną technikę endoskopowego obrazowania medycznego włącznie z wprowadzeniem ich nawet do mózgu i prawie niewidoczne kamery na miniaturowych dronach czy robotach.
“Doprowadzi to do powstania dużej ilości nowych urządzeń i ogromnego wpływu na biotechnologię, inżynierię medyczną i monitoring bezpieczeństwa.”. Być może najbardziej interesującym aspektem tych badań jest jednak fakt, że soczewki te nie wymagają wielu milionów dolarów i wyrafinowanego sprzętu laboratoryjnego, a zostały wykonane na dostępnej w handlu litograficznej drukarce laserowej 3D Nanoscribe. Drukarka ta wysyła bardzo szybkie impulsy laserowe do fotoczułej żywicy utwardzając ją warstwa po warstwie w gotowy produkt.
Kilka lat temu, Nanoscribe popisywał się zdolnością drukarki pokazując jak szybko w czasie rzeczywistym można tą metodą zbudować 3D model statku kosmicznego średnicy ludzkiego włosa.
Co dalej? Naukowcy sugerują dodanie powłok antyrefleksyjnych w celu dalszej poprawy obrazu oraz dodatkowych warstw materiału celem lepszego wygładzenia powierzchni. Użycie innych materiałów może pozwolić na konstrukcję obiektywów o zmiennej ogniskowej oraz  obiektywów o zmiennej ostrości.
Artykuł nie wspomina o kosztach produkcji na dużą skalę – być może jest jeszcze zbyt wcześnie by spekulować na ten temat, ale szerszy pogląd wskazuje, że drukowanie 3D w mikroskali zaczyna tworzyć nowe, konkretne technologie, a nie tylko fajne modele statków kosmicznych czy Empire State Building. Inne fascynujące przyszłe zastosowania mogą obejmować tworzenie nowych super materiałów poprzez projektowanie ich i drukowanie w mikroskali.
W konkretnym przypadku, na przykład, naukowcy wykorzystali drukarkę 3D do wydrukowania miniaturowych struktur z kratownic przypominających greckie lub rzymskie kolumny. Materiał okazał się być lżejszy od wody i mocniejszy niż stal. Ale najbardziej chyba fascynuje współczesne umysły rozważanie, co się stanie, gdy czujniki, anteny, a nawet sprzęt komputerowy połączymy w mikro urządzenia do zbieranie informacji. Jest to koncepcja znana jako “inteligentny pył”, która powstała w science fiction i została podrzucona ostatnio środowiskom naukowym.
Mówiąc najprościej, “inteligentnym pyłem”, który zapewne powstanie gdy miniaturyzacja będzie kontynuowana po  bieżącej trajektorii postępu, określimy urządzenia, które będą mogły być rozrzucone na wiatr w milionach, miliardach, a nawet bilionach, by mierzyć świat w zapierających dech szczegółach. Szaleństwo Big Data i Internetu Rzeczy.
Nie jest oczywiście trudno wyobrazić sobie również niesamowite i przerażające tego konsekwencje. Oczywiście mikro soczewki są tylko prostym elementem, a „inteligentnego pyłu” nie zobaczymy jeszcze przez jakiś czas. Istnieją już wojskowe projekty idące w tym kierunku. Cokolwiek jednak przyniesie najbliższa przyszłość, to bądźmy pewni, że jest to dopiero początek.

Wg. Jason Dorrier
Singularity Hub

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *