Znanstveni blog: Od vloge v družbi do nanotehnologije

Že od malega sem kazal veliko zanimanje za naravoslovje in tehniko, predvsem za fiziko, kemijo in elektrotehniko.
Objavljeno
22. januar 2018 15.41
Michel Adamič
Michel Adamič

V času obiskovanja Osnovne šole Franceta Bevka in kasneje Gimnazije Bežigrad v Ljubljani sem na vseh teh - in še mnogih drugih - področjih nanizal številne lepe uspehe, od raznih titul državnega prvaka do udeležbe na dveh Mednarodnih olimpijadah iz znanja, fizikalne in astronomske. Ob tem sem od drugih velikokrat slišal besede, kot so »Uau, ti si ful pameten!«, čeprav se meni nikoli ni zdelo tako. Enostavno me zanimajo določene stvari, kakšne druge pa pač ne. Lahko si predstavljate, da so nekatera področja, bolj odmaknjena od naravoslovja, zame »trda tema«. Noben dosežek ne pade sam z neba, ampak je treba vanj vložiti nek čas in trud, ob tem pa kaj drugega žrtvovati.

Študij fizike na ljubljanski Fakulteti za matematiko in fiziko je bil po končani gimnaziji tako zame logična izbira. Sem bil preveč radoveden, da bi se vpisal na kaj drugega, saj mislim, da je fizika podlaga za vse smeri naravoslovja, vsaj če se omejimo na bolj »neživo naravo«. Ker je študij vseeno precej teoretično usmerjen, sem nekako vzporedno obiskoval še sosednjo Fakulteto za elektrotehniko, kjer sem lahko potešil tudi svojo inženirsko plat.

Interdisciplinarnost se mi zdi zelo pomembna. Nikoli nisem striktno ločeval med naravoslovnimi panogami, kot so fizika, kemija itd. Te ločnice smo si ljudje izmislili sami. Gre samo za različne poglede na eno in isto stvar, Naravo. Podobno stališče imam o tehnologiji, sestri znanosti. Zelo rad imam uporabno (aplikativno) znanost, na kateri temelji moderni svet. V nadaljevanju tega sestavka bom zato tudi znanost in tehnologijo smatral za praktično neločjivi - navkljub dejstvu, da zna to marsikoga izmed bralcev zmotiti.

Na fakulteti sem kmalu spoznal, da je postala današnja znanost za posameznika popolnoma neobvladljiva. Kar je po svoje čisto razumljivo, saj vsebuje kolektivno znanje iz vse zgodovine človeštva. Filozofi v antični Grčiji so vedeli skoraj vse o njim takrat znanem svetu. V času Newtona se je znanosti še dalo nekako slediti, z njo pa so se ukvarjali le redki. Danes je čisto drugače. V 20. stoletju je znanost eksplodirala. Tehnološki in znanstveni napredek se vzajemno ojačujeta in dosegata eksponentno rast. Danes je zadevo popolnoma nemogoče že samo spremljati - in to ne samo znanost kot celoto; tudi če se poskušamo omejiti na eno področje, odkrivamo nove svetove znotraj svetov.

In ta zgodba se ponavlja v nedogled. Znanost je postala tako strahotno kompleksna, da se niti znanstveniki iz sorodnih ved ne razumejo več med sabo. Samo eno specifično področje, za katerega večina ljudi še slišala ni, ustvarja neskončne gore podatkov in nepregledne kupe člankov. Sicer pa so se o tem razpisali že avtorji prejšnjih zapisov Znanstvega bloga. Zanimivo, da vsi opažamo isto stvar! Za sklepno misel lahko tu navedem citat vsem študentom Ljubljanske elektrotehnike dobro poznanega profesorja A. R. Sinigoja: »Človek je premajhen.«

Med študijem sem se našel na Kemijskem inštitutu, na Odseku za kemijo materialov. Razvijamo baterije prihodnosti, ki bodo nekoč poganjale električna vozila novih generacij. Pospešeno se išče alternative, ki bodo nadomestile trenutno tehnologijo Li-ion celic; te so relativno drage in vsebujejo snovi, ki so, če se milo izrazim, ne ravno najbolj okolju prijazne. Poleg raziskovalnega dela na KI sem prav tako skrbnik električnega Renault Twinga, ki se na inštitutu uporablja kot službeno vozilo. Zelo mi je všeč, da lahko stvari, s katerimi se raziskovalno ukvarjam, direktno povežem s praktično uporabo na terenu. Področje elektrokemije in električnih vozil mi je pisano na kožo, ker gre za unikatno zmes vseh mojih glavnih zanimanj, torej fizike, kemije in elektrotehnike, hkrati pa ima ogromen tehnološki potencial.

Spoznal sem, da želim biti del te zgodbe, ki bo korenito spremenila naša življenja. Verjamem, da bo v (bližnji) prihodnosti ves cestni promet popolnoma elektrificiran. Pa ne samo električna vozila! Baterije bodo poleg revolucije v transportu ključne tudi v energetiki. Obnovljivi viri energije (OVE), kot so veter in sonce, nujno potrebujejo hranilnike energije. Boljše in cenejše baterije, skupaj s strmim padanjem cen OVE, so ključne na poti družbe k neodvisnosti od fosilnih goriv in zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov.

Pred leti so bili tu in tam še dvomi, da bomo res prešli na električne avtomobile. Zdaj teh dvomov ni več. Kogar zanima, si lahko o tem prebere izredno zanimiv in celo nekoliko grozljiv članek Boštjana Videmška, dostopen na povezavi tukaj.

Osebno sem se o tem dokončno prepričal, ko sem se nekega lepega sončnega dne z električnim Twingom iz Ljubljane odpravil na obisk k Andreju Pečjaku, enemu izmed pionirjev električne mobilnosti v Sloveniji. Pot do Češnjice pri Podnartu me je vodila med polji in gozdovi, vožnja pa je bila popolnoma sproščena in tiha. Slišal se je le piš vetra. Pri Pečjakovih se je avto polnil neposredno iz sončne elektrarne, ki jo imajo na strehi. Ob koncu mojega obiska je bila baterija že zdavnaj na 100%. Ko sem ob sončnem zahodu parkiral avto na dvorišču Kemijskega inštituta, me je spreletelo, da sem izlet tistega dne opravil dobesedno zastonj. Nikumur ni bilo treba plačati za črpanje, rafinacijo, transport in točenje nafte. Noben Arabec ni z mano zaslužil čisto nič. Energija za moj avto se je vanj prelila naravnost iz Sonca.


S Twingom na sejmu v Portorožu, nekoč, ko sva bila oba še mlada. Foto: osebni arhiv

Biti del družbe

Bilo je že pred leti, enkrat pozimi. Tipično gnilo jutro, megleno, mokro in mrzlo. Takšno pravo nizozemsko. Z avtomobilskim novinarjem Željkom Purgarjem sva sedela v ogrevanem električnem BMW i3 na parkirišču počivališča na Lomu. Čakala sva na avtovleko. Prišla sva namreč po električno ZOE, ki je tam preživela noč. Prejšnji dan smo s tremi električnimi vozili testirali mrežo hitrih polnilnic, ki so bile ravno postavljene ob avtocestnem križu. In ZOE je na Lomu potegnila kratko. Avto se je nekaj skregal s polnilnico in rezultat je bil skurjen polnilec na Renaultu. Pri prazni bateriji ...

Ne vem več, o čem sva se z Željkom takrat pogovarjala. Verjetno sem kaj pametoval v smislu, da se to ne bi smelo zgoditi, pa kako bi stvar morala biti narejena in da so francoski inženirji nesposobni itd. (imam tudi sam nekaj francoske krvi, tako da si to lahko privoščim). Potem pa me je Željko prekinil s stavkom: »... ti si del družbe!« Do prihoda AMZS je sledila še dolga debata, ampak te besede sem si zapomnil za vedno.


Vsaka nova tehnologija se nekje začne. Foto: osebni arhiv

Šele s časom sem začel razumeti, kaj to sploh pomeni, »biti del družbe«. Pojem je zelo širok in za vsakega posameznika pomeni nekaj drugega. Jaz lahko predstavim svojo izkušnjo, z bolj znanstvenim pridihom. Zdaj se lahko vrnem na tisto neobvladljivost današnjega sveta, o kateri sem govoril prej. Ljudje lahko nekam pridemo samo, če združimo moči in delamo skupaj. Vsak je v nečem dober, vsak nekaj zna, in šele tako se dosegajo skupni cilji.

Za prvi, najbolj nedolžen primer, lahko navedem že delo na faksu. Tekom študija sošolci in sošolke spoznamo, da smo si med sabo različni in da ima vsak svoje talente. Kar lahko s pridom izkoristimo! Fizika ni mačji kašelj in medsebojna pomoč je zelo pomembna. Jaz sem recimo vedno veljal za razrednega »štromarja« in »eksperimentalca«. Če je imel kdo težave pri Praktikumu, še posebej če je vaja vsebovala električna vezja, je prišel k meni in z največjim veseljem sem mu/ji razložil, za kaj gre. Po drugi strani meni nikoli nista kaj preveč šli teorija in matematika. Ni panike! Imamo tudi dovolj »glavc«, ki te stvari obvladajo. Za pomoč z raznimi računalniškimi orodji si vprašal računalniške »geeke«.

In tako dalje, naštevam lahko v nedogled. Kot rečeno, gre za zelo preprost zgled. Seveda lahko na fakultativnem nivoju vsak problem v principu rešiš sam. Ampak porabiš 10-krat več časa, kot če bi ti nekdo pomagal. Prepričan sem, da se lahko vsak bralec poistoveti s tem na podlagi svojih lastnih izkušenj, tudi iz čisto drugih kontekstov.

V resničnem življenju je stvar milijonkrat hujša. Na Inštitutu se ukvarjamo z baterijami in s sistemi, ki se nikjer ne prodajajo. O katerih se še nič ne ve. Tukaj si sam, na robu znanega. Nobenih asistentov, ki bi ti povedali, kaj je treba narediti. Nobenih zbirk z rešitvami in odgovori. Ravno to je pri znanosti tako vznemirljivo, da premikamo meje.

Intenzivno timsko delo je edina pot, če želimo kam priti. Samo ena baterijska celica je sestavljena iz komponent, ki zaradi svoje kompleksnosti vsaka posebej za nekoga predstavljajo življenjsko delo. Nekdo je mojster za peči oziroma termično obdelavo materialov. Če želiš žgati kakšen nov material, ni recepta. Greš do mojstra, ki ti na podlagi dolgoletnih izkušenj predlaga recept. Če je treba sintetizirati kakšno novo organsko spojino, vprašaš kemika, ki te odpelje do organskega kemika, ki se ukvarja samo s tem. Nekdo je ekspert za mikroskop ali spektrometer, s katerim ugotoviš, kaj si naredil. Imamo teoretično fizičarko, ki zna izračunati spektre še neznanih spojin. Če so pa kakšne težave z električnimi meritvami, je to naloga zame. Delujemo kot ekipa. Pa ne samo naš laboratorij. Ta zgodba se lahko vleče na večje skale. Raziskovalne skupine s celega sveta delamo na skupnih projektih, vsi iščemo nove baterije. To je prihodnost celega planeta, ni neka lokalna zadeva, ker bi bilo nekomu dolgčas. Če je drugje nekdo nekaj že naredil, ne odkrivaš tega znova, ampak to prebereš in uporabiš. Ni časa za ponovno odkrivanje.

Zdaj razumem, kaj mi je Željko hotel povedati tistega zimskega jutra, ko sem pljuval po Zoe (ki je, mimogrede, moj daleč najljubši električni avto). En tak produkt zahteva leta in leta razvoja ogromnega števila inženirjev s celega sveta. Od ideje, dizajna, razvoja in testiranja vseh komponent do masovne proizvodnje. Da ne omenjamo še celotne infrastrukture, ki pride zraven. Čisto vsak od tistih nekaj stotin - če ne še več - inženirjev, je nekaj prispeval. Deli, ki sestavljajo tak avto, pridejo s celega sveta. Od izkopavanja litija v Južni Ameriki do sestavljanja baterijskih paketov v Aziji in proizvodnje pogonskega sklopa v Evropi. Skupaj z načrtovanjem vezij, ki omogočajo, da vse deluje tako kot mora, in vsemi ostalimi klasičnimi deli. To ni nekaj, kar bi nekdo čez noč sestavil v svoji garaži. Seveda poznam ljudi, ki sestavljajo električne avtomobile v garaži, in s tem ne mislim čisto nič slabega - eden izmed njih je ravno prej omenjeni Andrej Pečjak. Ampak tudi takšni avtomobili zahtevajo leta izkušenj in delo velikega števila ljudi. Baterije pridejo s Kitajske, krmilnik in motor sta od Letrike iz Šempetra pri Gorici, BMS pa od REC iz Postojne. Vsi so specializirani za svoje področje. Potem pa še vedno rabiš kup mojstrov, kakršni so pri Pečjaku, da vse to sestavijo skupaj. Ni ga genialca na celi »kugli«, ki bi vse naredil sam. Nemogoče.

Nekoč mora vsak priti do spoznanja, da sam ne more spremeniti sveta (no, razen če si Elon Musk ...). Lahko pa vsak k temu na nek svoj način prispeva. In to je glavno sporočilo tega celotnega sestavka. Ključnega pomena se mi zdi, da se človek nekje najde. Da se umesti v neko okolje in poskuša po svojih najboljših močeh prispevati k družbi. V nečem, kar rad počne in v čemer je dober. Tako bomo kar največ naredili zase in za družbo, katere del smo. Ljudje nismo enaki, to je čista neumnost. Smo različni. Tako kot koščki sestavljanke (»puzli« po domače). Noben ni enak drugemu in šele skupaj tvorijo celoto. Ni hujšega prekletstva, kot če človek nikamor ne spada. Če ne ve, kaj bi sam s sabo. To vodi v propad.

Zase sem zelo vesel, da sem se nekam umestil. Srečen sem, ker čutim, da sem del nekega skupnega napora, ki pelje človeštvo v boljši jutri. In ob tem uživam. Prav tako se mi zdi zelo pomembno, da lahko kdaj pomagam ljudem in delim svoje znanje. Zadnje čase se z veseljem udeležujem sestavljanja in popravljanja nalog za tekmovanja iz fizike in astronomije, katerih sem se nekoč kot dijak udeleževal tudi sam. Z radostjo gledam in spodbujam mlajše generacije, ki jih zanima naravoslovje. To so poklici prihodnosti. Izzivi jutrišnjega sveta so preveliki, da bi se jih lahko lotevali sami. Potrebnih bo čedalje več znanstvenikov in inženirjev, in to z vseh področij.

Naj se za hip vrnem na prvi odstavek. Vsa tista priznanja in uspehi, skupaj s prepričanjem okolice, da si ti »zelo pameten« in »nekaj posebnega«, so vsekakor pozitivna stvar. Ampak stvar je hitro lahko tudi nevarna. Nekatere lasten uspeh zaslepi. Začnejo verjeti, da so več od drugih, in kaj kmalu zaidejo s poti.

Kot vedno obstajajo tudi izjeme, kdo je lahko dejansko genij, česar nikakor ne smemo spregledati. Primer je zdaj verjetno celi Sloveniji poznan Aleksej Jurca. Sem se tudi sam leta 2013 udeležil te astrofizikalne olimpijade in vem, da če hočeš tam zmagati kot Slovenec, moraš biti res genij. Jaz se Alekseja spomnim že od prej, ko sem se kot dijak udeleževal poletnih šol na Fakulteti za računalništvo in informatiko. On je bil takrat še v osnovni šoli, ampak je sodeloval pri študentskem programu. Tam so delali stvari, ki sem se jih jaz naučil šele na faksu ... pa se ukvarjam z elektroniko že od devetega leta.

Takšni, za mnoge nekoliko nenavadni ljudje, so zelo pomembni za dobrobit družbe. Brez njih ne bi bilo visoke tehnologije, ki poganja današnji svet. Nič pametnih telefonov, 4G omrežja ... brez Einsteina na primer sploh ne bi bilo GPS sistema. Pa-pa Google Maps! Ampak če želimo, da ti ljudje nekaj prispevajo k človeštvu, jih je treba - tako kot vsakega - vključiti v družbo. Le tako lahko v polni meri razvijejo svoj potencial. Če kot primerjavo vzamem nek stroj: vsak še tako kvaliteten del nekam spada in služi nekemu namenu. Tudi baterijska celica z neskončno kapaciteto bo nesrečna, če bo ležala na polici. Ker potem je sama sebi namen, samo predmet. Šele ko jo vgradimo v električen avto skupaj z ostalimi celicami, bo zaživela in postala uporabna.

Nanotehnologija

Za konec, če ste še z mano, bi rad z vami delil področje tehnologije, ki me že od nekdaj fascinira in ob katerem se človeku naježijo dlake. Gre tudi za del mojega študija, zato lahko kakšno besedo povem o tem. Kot primer ogromnega izziva, ki čaka prihodnje generacije inženirjev in znanstvenikov. Pa tudi celotno človeško družbo. Mogoče ste že uganili: gre za področje mikroelektronike, oziroma danes lahko govorimo že nanoelektronike. Polprevodniška industrija že več kot 50 let narekuje tempo tehnološkega razvoja in ga vsekakor bo tudi v prihodnosti.

Tehnologija integriranih vezij za vedno spreminja obličje tega sveta. Vse elektronske naprave, ki jih vidite okoli sebe. Računalniki, mobilni telefoni, socialna omrežja, moderni avtomobili, letala ... Ničesar ne bi bilo brez integriranih vezij. Gre za fenomen, ki ga zgodovina ne pomni. Prvič odkar obstajamo, je človeška vrsta soočena s tehnologijo, ki ves čas eksponentno napreduje. In tej rasti ni videti konca! To je v strogem nasprotju z na primer industrijsko revolucijo. Z industrializacijo in izumom parnega stroja je človeštvo naredilo velik preskok na neko višjo raven, potem pa se je zadeva ustalila. Danes je popolnoma drugače. Smo na pragu nečesa velikega in skoraj neobvladljivega, tehnologije, ki že desetletja buri duhove piscem znanstvene fantastike.

Začelo se je leta 1947 z izumom tranzistorja, osnovnega gradnika elektronskih vezij. Kmalu so sledila prva integrirana vezja, torej več tranzistorjev na istem kosu silicija, med sabo povezanih s kovinskimi povezavami v delujoče vezje.


Na fotografiji levo vidimo prvi tranzistor iz leta 1947 z izumitelji (Bell Labs). Na fotografiji desno pa vidimo prvo komercialno silicijevo integrirano vezje s 4 tranzistorji iz leta 1961 (Fairchild). Vir: CED Magic (levo) in Flickr (desno)

Konec 60-ih in v začetku 70-ih let je zadeva eksplodirala. Gordon Moore je leta 1965 objavil svoj slavni zakon, ki pravi, da se število tranzistorjev na čipu podvoji vsaki dve leti. Mogoče to ni vsakemu takoj očitno, ampak s tem smo ravnokar opisali eksponentno funkcijo, ki je najhitreje rastoča matematična funkcija od vseh. Moore je napovedal, da bo njegov zakon veljal vsaj 10 let, ampak industrija si ga je zadala kot cilj in mu zvesto sledi že več kot 50 let, vse do današnjega dne. Pot, ki smo jo v tem času prehodili, je dih jemajoča:


Intelov 80286 mikroprocesor (za povečavo kliknite na fotografijo). Vir: Wikipedia

Na fotografiji vidimo mikroprocesor z več kot 100.000 tranzistorji. In to na kosu silicija velikosti manjšega kovanca. »Noro!« si mislite. Ja, res je noro. Sprašujete se, kako lahko kaj takega sploh izdelamo. Zgleda kot znanstvena fantastika. Vesoljci? Haha, mi verjamete, če vam povem, da se je pisalo daljno leto 1982?! To je ta eksponentna funkcija, o kateri sem govoril. Ki presega meje človeške domišljije. Poglejmo še malo dlje, v leto 2000:


Intelov Pentium 4 mikroprocesor, 180 nm tehnologija (za povečavo kliknite na fotografijo). Vir: Taylor Electronics Services

V modernih integriranih vezjih se nahaja plast tranzistorjev, integriranih v silicij, nad njo pa lahko tudi več kot 10 nivojev kovinskih povezav. Kar vidimo na sliki, je le nekaj zgornjih plasti povezav, ki so pravokotno prepletene. Tranzistorji so globoko spodaj in jih ne vidimo. Kot da bi od vrha gledali stanovanjski blok. Pri tem so tranzistorji v kleti. Mavrične barve, ki jih opazimo, so posledica interference pri odboju svetlobe zaradi zelo majhnih struktur (primerljivih z valovno dolžino), ki so prisotne v čipu. Podobno kot mavrica na CD-jih ali DVD-jih. Če postavimo čip pod elektronski mikroskop, lahko povezave vidimo še bolje:


Struktura mikročipa od blizu. Vir: Extreme Tech

Aja, število tranzistorjev v Pentium 4 procesorju je 42 milijonov. Leta 2000. Za današnje pojme je to kamena doma. Absolutno zastarelo. Direktno za v muzej. Pazite, še vedno smo v eksponentni rasti!

Seveda vsega tega že zdavnaj noben človek niti slučajno ne more zrisati na roke. Razvoj takšnega vezja traja leta in zahteva velike skupine inženirjev, pri čemer so podlaga za vse računalniška orodja. Inženirji v posebnem jeziku opišejo vezje, načrt zanj pa potem fizično zgenerira računalnik. Stroji ustvarjajo boljše in hitrejše stroje.

Upam, da sem koga izmed vas uspel vsaj malo prepričati, zakaj me ta tehnologija tako fascinira. Pa to ni še nič. Danes, leta 2018, je številka 20 milijard. In še vedno eksponentno narašča. Kje se konča? No, to je tisti problem, ki ga hočem prikazati. Nihče ne ve, kje se konča. In tudi nič ne kaže, da bi se v bližnji prihodnosti končalo. Ravno nasprotno.

Trenutno končujem študijsko izmenjavo na Univerzi v Twenteju na Nizozemskem, kjer so specializirani za nanotehnologijo. Gre za mlado vejo tehnologije, ki se ukvarja z manipulacijo materije na nano-skali. V čem je povezava? Današnja integrirana vezja so daleč najbolj dovršena oblika nanotehnologije. Pravzaprav nanotehnologija temelji na orodjih, ki jih je razvila polprevodniška industrija za potrebe mikroelektronike. Tukaj na Nizozemskem raziskovalci počnejo nore stvari. Razvijajo tehnologije, za katere prej sploh še nisem slišal. Nekoč se je govorilo, da se bo Moorov zakon leta 2020 končno zlomil. Tukaj sem se lahko na lastne oči prepričal, da se niti slučajno ne bo. Ljudje imajo na tisoče idej, kako ga podaljševati v nedogled. Čisto novi koncepti izdelave integriranih vezij, ki so bili včasih znanstvena fantastika. Danes niso več, orodja to že omogočajo. Novi materiali za veliko hitrejše in manjše tranzistorje. Rast ne samo da se bo nadaljevala; zelo verjetno je, da se bo celo pospešila.

Izdelava današnjih čipov, vključno s procesorji v vašem pametnem telefonu, zahteva najvišjo tehnologijo, kar je človeštvo premore. Stroji in postopki, ki so potrebni za izdelavo teh vezij, vsebujejo fiziko, ki je tako nora in zahtevna, da presega človeško domišljijo. Industrija neprestano vlaga milijarde v razvoj tehnologije, ki bo to eksponentno norijo gnala naprej. Primer je vakuumska EUV litografija, ki v naslednjih letih prevzema vajeti v proizvodnih halah najmodernejših čipov.

Ob tem se človek vpraša: »Zakaj?« Zakaj je treba skalirati dalje? Kam nas to pelje? Nekatere druge stvari se niso nikoli spremenile. Kolo je še vedno okroglo, tako kot tisoče let nazaj. Čemu ta neskončen razvoj elektronike? Seveda, očiten odgovor je višanje kvalitete življenja. Vsi bi radi imeli hitrejši in cenejši računalnik, ki bo po možnosti čimbolj energijsko varčen. Udobje, ki nam ga ponuja moderna tehnologija, ne bi bilo mogoče brez visoke integracije. Vendar, ali se lahko z razvojem tehnologije tudi kakovost našega življenja v nedogled povečuje? Kaj takega si zelo težko predstavljam. Verjetno mora nekje obstajati meja. Kako vemo, kdaj jo bomo dosegli, in navsezadnje, presegli?


Ali skaliranje tranzistorjev ustrezno skalira tudi kvaliteto naših življenj? Vir: Techcet

Še ena vroča tema, ki je tesno povezana z vsem tem, je umetna inteligenca. Ta v zadnjih letih blazno hitro napreduje, hitreje, kot si mislimo. Stroji danes znajo stvari, ki so se nekoč zdele nemogoče. V marsičem že prekašajo in izpodrivajo ljudi. So zelo hitri, zato lahko v enem dnevu preskočijo milijone let človeške evolucije. Ljudje govorijo o robotih, avtomobilska industrija o samovozečih avtomobilih. Mati narava nas je obdarila s tem neverjetnim organom, možgani. Ampak zadnje čase čedalje več nalog, ki bi jih lahko opravili sami, prepuščamo aplikacijam na »pametnem« telefonu. Se mogoče družba že nekoliko preveč zanaša na to umetno silicijevo »pamet«? Zdi se mi, da človeštvo svojo inteligenco počasi pretaka v pesek. Si tega res želimo?

Tu na Twenteju med drugim razvijajo materiale in čipe za strojno implementacijo umetne inteligence. Kar bo odprlo čisto nove možnosti. Zakaj? Najboljši odgovor, ki ga lahko najdem, je: »Zato, ker lahko.« Tako se bomo igračkali, dokler ne bo prepozno ...

Dejstvo je, da se človek z eksponentnim tehnološkim razvojem ne more kosati. Človeška vrsta v stotih letih evolucijsko ne napreduje čisto nič. Znanost in tehnologija sta za posameznika že zdavnaj postali neobvladljivi. Če bo šlo tako naprej, je samo vprašanje časa, kdaj bosta ušli iz rok tudi celotnemu človeštvu (glej pojem tehnološka singularnost).

Če sem koga uspel navdušiti za mikro oziroma nanotehnologijo, predlagam, da pogoogla »MEMS«. Na orodjih mikroelektronske industrije se je v zadnjih desetletjih razvilo en kup sestrskih industrij, ena izmed katerih je tudi industrija Mikro-elektro-mehanskih sistemov (MEMS). Gre za izdelavo mikrostruktur in mikromehanizmov, manjših od debeline človeškega lasu. Seveda na silicijevem substratu, kakopak! Te strukture so v primerjavi z mikroelektronskimi ogromne, za človeške pojme pa še vedno impresivno majhne. Primeri iz prakse so najrazličnejši senzorji in aktuatorji, kot so glave v kapljičnih tiskalnikih, senzorji za tlak v avtomobilskih pnevmatikah, mikrofoni, akcelerometri in kompasi v pametnih telefonih itd.


Danes lahko na siliciju izdelamo dobesedno karkoli. Na levi fotografiji vidimo DNA Nanoinjektor, na desni pa zobnike.
Vir: Brian Jensen/BYU (levo) in The Register (desno).

Ob pogledu na te slike je težko verjeti, da je kaj takega dejansko mogoče. Ampak ti zobniki se zares vrtijo! Deluje! Za še več zelo zanimivih posnetkov priporočam obisk te spletne strani.

Pa že nekoliko starejši ampak vseeno zelo poučen video, kako zgleda izdelava modernih integriranih vezij.

***

Michel Adamič je študent fizike na Fakulteti za matematiko in fiziko UL, trenutno končuje študijsko izmenjavo na Univerzi v Twenteju na Nizozemskem. Je prejemnik štipendije za nadarjene Mestne občine Ljubljana.