Akıllı saatler ve vücuda yapıştırılan sağlık sensörleri, topladıkları verileri analiz etmek için yakında telefona ya da buluta ihtiyaç duymayabilir. Güney Kore'deki KAIST, UNIST ve POSTECH'ten araştırmacılar, farklı hızlarda tepki veren katmanları üst üste dizerek zaman içinde değişen sinyalleri işleyebilen yeni bir çip mimarisi geliştirdi. Çip, yalnızca o anki sinyali değil, hemen öncesinde gelen sinyalleri de "hatırlayarak" hareketleri ve biyolojik verileri cihaz üzerinde analiz edebiliyor.
Çip geçmiş sinyalleri nasıl hatırlıyor?
Sistem, katı hâldeki iyonojel adı verilen bir malzemeyle kontrol edilen karbon nanotüp transistörlere dayanıyor. Cihaza voltaj uygulandığında malzemedeki iyonlar yer değiştirerek elektrik akımını şekillendiriyor. Voltaj kesildiğinde ise iyonlar hemen eski konumlarına dönmüyor ve bu gecikme, çipte geçici bir elektriksel hafıza bırakıyor. Araştırmacılar, daha önce bir dezavantaj olarak görülen bu gecikmeyi, zaman içinde değişen bilgileri takip etmek için kullandı.
Hızlı ve yavaş katmanlar nasıl çalışıyor?
Araştırmacılar, iyon yoğunluğunu ve iyonojel katmanının kalınlığını mikronun altındaki ölçeklerde ayarlayarak farklı hızlarda tepki veren katmanlar üretti. Hızlı katman en son gelen sinyale odaklanırken, yavaş katman daha uzun bir süre içinde biriken verileri saklıyor. İki katmanın çıktıları birleştirildiğinde sistem, hem o anki durumu hem de hemen öncesindeki sinyalleri aynı anda değerlendirebiliyor.
Çip testlerde nasıl sonuç verdi?
Araştırmacılar, dört ardışık sinyalin açık ya da kapalı olmasıyla oluşan 16 farklı kombinasyonu test etti. Çip, kombinasyonların tamamını hatasız ayırt etti. Farklı hızlarda yazılan el yazısı rakamların videolarının sınıflandırıldığı simülasyon testlerinde ise sistem yüzde 90'ın üzerinde doğruluk oranına ulaştı.
Çip ne kadar dayanıklı?
Teknoloji, mevcut ince film yarı iletken üretim yöntemleriyle uyumlu. Çipler, yaklaşık 10 santimetrelik (4 inç) plakalar üzerinde ve esnek yüzeylerde başarıyla üretildi. Prototipler, elektriksel kararlılıklarını 55 ay boyunca korudu.
Çip hangi cihazlarda kullanılabilir?
Araştırmacılara göre teknoloji, akıllı saatler ve vücuda yapıştırılan biyosensörler gibi düşük enerji tüketen taşınabilir cihazlarda verilerin cihaz üzerinde işlenmesini mümkün kılabilir. Verilerin harici bir sunucuya gönderilmeden işlenmesi hem enerji tasarrufu sağlayabilir hem de kişisel sağlık verilerinin gizliliğini artırabilir. Çalışma, Advanced Materials dergisinde yayımlandı.
