Avrupa’da bir araştırma ekibi, bal arılarının “gökyüzü pusulası”ndan ilham alan, GPS’e ihtiyaç duymadan yön bulabilen ultra düşük güç tüketimli çipler geliştiriyor. InsectNeuroNano adlı AB destekli proje; kutuplanmış (polarize) gökyüzü ışığını algılayıp bunu içsel pusula ve bellek devreleriyle birleştiren bir mimari üzerinde çalışıyor. Amaç, konumu sürekli tahmin edebilen ve geleneksel çözümlere göre çok daha az enerji harcayan, minyatür bir navigasyon çipi üretmek.
Ekip, Lund University’den Prof. Anders Mikkelsen’in koordinasyonunda, böcek beynindeki hesaplama ilkelerini taklit eden nanofotonik devreler kuruyor. Bu yaklaşımda elektrik yerine ışık, bileşenler arası bağlantılar için kullanılıyor; III-V yarıiletken nanotel/nanopillar yapıları ve optik olarak verimli moleküler boyalar yeni “hafıza” birimleri olarak devreye giriyor. Laboratuvar koşullarında böcek beyni işlevlerini taklit eden ilk prototiplerin gösterildiği, ancak gerçek dünyaya entegrasyon için en az on yıla daha ihtiyaç olabileceği belirtiliyor.
Neden önemli?
GPS kapalı alanlarda, yeraltında ya da sinyalin zayıf olduğu yerlerde çalışmıyor. Arıların izlediği gibi, gökyüzünün kutuplanma desenlerini ve kendi hızını okuyup “yol entegrasyonu” yapan bir çip; küçük otonom robotlar, çevresel sensörler, hatta düşük maliyetli insansız araçlar için konum sürekliliği sağlayabilir. Proje, bu nedenle sensör ve hesaplamayı tek pakette birleştiren, enerji verimliliği yüksek bir navigasyon platformu hedefliyor.
Mikkelsen’e göre bugün benzer görevler için kullanılan hafif çipler 80 gramın üzerine çıkabiliyor ve 7 watt’tan fazla güç tüketiyor. Oysa bir arının beyni bir gramdan hafif kütleyle, yüzde bir watttan daha az enerjiyle aynı yön bulma işini başarabiliyor. Araştırmacılar, bu doğal “minimum enerjiyle maksimum iş” yaklaşımını donanıma tercüme ederek hesaplama ve sensör katmanını tek bir nanofotonik yapı içinde çözmeyi hedefliyor.
Proje planı, böceğin gözündeki polarize ışık algısından başlayıp, iç pusula ve bellek devrelerine uzanan tüm yolu çip üzerinde yeniden kurmayı içeriyor. Bu sayede çip, gökyüzünü okuyup konumunu anlık güncelleyebilecek; ileride minik otonom robot sürülerinden, GPS’in çekmediği yerlerde çalışan IoT sensörlerine kadar birçok alanda kullanılabilecek. Çalışma hâlen devam ediyor ve konsorsiyum, teknolojiyi silikonla entegre edip ölçeklenebilir hale getirmeyi de araştırıyor.
Özetle, doğanın küçük “navigatörleri” bilgisayar çiplerinin geleceğine yol gösteriyor. Arı beyninin hesaplama verimliliğini donanıma taşımak, GPS’e bağımlılığı azaltan, çok daha küçük ve tasarruflu konumlama çözümlerine kapı aralayabilir.
Kaynak: www.techspot.com
