Машини, които се побират в дланта

Представи си уред голям колкото хладилник, който може да ти каже от какво е направена дадена проба. Сега си представи същия уред върху нокът. Точно това постигнаха изследователи от UC Davis.

Десетилетия наред спектрометрите стояха заключени в лаборатории. Големи, скъпи, сложни за работа. Болници ги ползват за диагностика, хранителни компании — за контрол на качеството, а еколози — за измерване на замърсяване. Всичко това обаче изискваше голяма апаратура.

Защо не може просто да се смали?

Обичайните спектрометри разделят светлината на цветове, като дъга. Това разделяне изисква пространство. Колкото по-малко място има, толкова по-малко точен става уредът. Затова досега не е имало истински миниатюрни версии.

Екипът от Калифорния опита различен подход. Вместо да разлагат светлината, те създадоха чип с 16 миниатюрни сензора. Всеки от тях реагира различно на входящата светлина. Сам по себе си нито един не дава пълна картина. Но заедно те събират достатъчно данни.

Изкуственият интелект чете кода

Сензорите не измерват директно дължините на вълните. Те дават объркани сигнали. Изследователите обучиха невронна мрежа да разчита тези сигнали и да възстановява спектъра. Резултатът е точност от около 8 нанометра — на нивото на големите лабораторни уреди — но в чип с размери 0,4 квадратни милиметра.

Силицият вижда инфрачервената светлина

Обичайният силиций не работи добре с близката инфрачервена светлина, която прониква дълбоко в тъканите. Учените промениха повърхността на чипа, като създадоха микроскопични „лабиринти“. Светлината започва да се отразява многократно и силицият успява да я улови. Така чипът става полезен и за медицински приложения.

Какво означава това на практика

Скоро може да имаме устройство с големината на химикалка, което:

• Открива болести чрез сканиране на кожата
• Проверява качеството на храната направо на полето
• Следи замърсяването от дрон или сателит
• Разпознава фалшиви лекарства в аптеката

Чипът е устойчив на електрически смущения, което го прави подходящ за работа извън лабораторни условия.

Нов начин на мислене

Най-интересното не е просто, че нещо се е смалило. По-важното е, че вместо да се опитват да свият старата технология, изследователите са я заменили с нов подход. Вместо сложна механика — изчисления и изкуствен интелект.

Това е посоката, в която върви модерната техника: по-малко машини, повече интелигентност.