The New York Times Τρίτη 25/05/2021, 15:10 JOHN MARKOFF
THE NEW YORK TIMES

Αυτά τα υλικά θα κάνουν πραγματικότητα την επιστημονική φαντασία

ΝΥΤ ΙW

Φανταστείτε να χειριζόσασταν έναν υπολογιστή απλά κουνώντας τα χέρια σας στον αέρα, όπως κάνει ο Τόνι Σταρκ στο Iron Man. Ή να χρησιμοποιούσατε ένα smartphone για να μαγνητίσετε ένα αντικείμενο όπως κάνει η συσκευή που χρησιμοποιεί ο χαρακτήρας του Χάρισον Φορντ στο Blade Runner. Ή μάι γενιά αυτόνομων οχημάτων που θα μπορούσε να παρέχει ασφαλή κίνηση στις πόλεις. 

Όλα αυτά θα μπορούσαν να συμβούν χάρη στα μετα-υλικά (metamaterials), που καθιστούν δυνατό τον έλεγχο αχτίδων φωτός με την ίδια ευκολία που οι μικροεπεξεργαστές ελέγχουν το ηλεκτρικό ρεύμα. Τα μετα-υλικά αναφέρονται σε μία ευρεία τάξη βιομηχανικών υλικών με δομή πιο λεπτή από το ορατό φως και άλλες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Δίνουν στους μηχανικούς τη δυνατότητα να σχεδιάσουν νέα είδη άκρως φθηνών αισθητήρων. 

«Εισερχόμαστε στην καταναλωτική φάση των μετα-υλικών» λέει ο Alan Huang, chief technology officer στην Terabit Corporation, μία συμβουλευτική εταιρεία της Σίλικον Βάλεϊ, η οποία έχει κάνει έρευνα στο θέμα. «Θα πάμε πολύ πέρα από τις κάμερες σε πράγματα που δεν περιμένει κανείς. Είναι πραγματικά ένα πεδίο ονείρων». 

Τα πρώτα καταναλωτικά είδη που θα κάνουν χρήση των μετα-υλικών θα είναι πιθανότατα τα smartphones, αλλά η ικανότητα να ελέγχει κανείς τα κύματα φωτός με νέους τρόπους με νέους τρόπους θα φέρει επίσης νέα προϊόντα επαυξημένης πραγματικότητας που προβάλλουν εικόνες υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο. 

Οι τεχνολογίες αυτές καθεαυτές δεν είναι νέες. Στις αρχές του 19ου αιώνα ο Γάλλος φυσικός Augustin-Jean Fresnel πρότεινε την ιδέα οπτικών φακών δακτυλιοειδών επάλληλων διοπτρικών στοιχείων. 

Τα μετα-υλικά κατασκευάζονται με υποεξαρτήματα μικρότερα από το μήκος κύματος της ακτιβολοίας που έχουν σχεδιαστεί να χειριστούν. Για να φτιάξουμε φακούς από μετα-υλικά κόβουμε σιλικόνη τόσο λεπτή ώστε να είναι διάφανη και μετά ενσωματώνουμε δομές στη λεπτή επιφάνεια που εστιάζουν στο φως καθώς αυτό περνάει από μέσα. 

Ένας από τους πρώτους ανθρώπους που αντιλήφθηκαν την εμπορική προοπτική ήταν ο Nathan Myhrvold, φυσικός και πρώην επικεφαλής της Microsoft Research. «Όταν πρωτοασχολήθηκα με αυτό ήταν αρκετά αμφιλεγόμενο» λέει. Έκτοτε έχει ιδρύσει 6 εξι εταιρείες βασισμένες σε αυτές τις τεχνολογικές. Μεταξύ αυτών και η Lumotive, μία εταιρεία με έδρα το Σιάτλ, που αναπτύσσει ένα σύστημα απεικόνισης Lidar χωρίς μετακινούμενα εξαρτήματα. 

Τα Lidars χρησιμοποιούν λέιζερ για να δημιουργήσουν ακριβείς χάρτες των αντικειμένων που βρίσκονται στο περιβάλλον σε απόσταση εκατοντάδων μέτρων. Χρησιμοποιούνται ευρέως από εταιρείες που αναπτύσσουν πλήρως αυτοματοποιημένα οχήματα. Η Lumotive χρησιμοποιεί τεχνολογία LCD που έχει ως αποτέλεσμα ένα πολύ πιο οικονομικό σύστημα, που θα μπορούσε να έχει νέες εφαρμογές, όπως οι παραδόσεις από drones ή έξυπνες ηλεκτρικές σκούπες.  

Από τη στιγμή που η αυτοκινητοβιομηχανία είναι γεμάτη με κατασκευαστές lidar η Lumotovie εστιάζει τις προσπάθειές της σε οικιακά και βιομηχανικά ρομπότ. «Πηγαίνουμε σε μία κατεύθυνση στην οποία έχουμε τη δυνατότητα να οδηγήσουμε τα προϊόντα σε πολύ μικρό μέγεθος και αυτό μας καθιστά ξεχωριστούς» λέει ο ο Bill Colleran, διευθύνων σύμβουλος και συνιδρυτής της εταιρείας. 

Μία άλλη εταιρεία που προσπαθεί να αξιοποιήσει τη δυναμική των μετα-υλικών είναι η Metalenz, που ιδρύθηκε το 2017 από τους Robert Devlin και Federico Capasso, που σήμερα εργάζονται πάνω σε έναν νέο τρόπο να κατασκευής οπτικών φακών με πανίσχυρες, αλλά καθόλου ακριβές τεχνολογίες. 

Πολλά είδη μετα-υλικών κατασκευάζονται με τον ίδιο εξοπλισμό που φτιάχνονται οι επεξεργαστές των υπολογιστών. Αυτό που πρέπει να απαντήσουν οι εταιρείες του χώρου είναι εάν μπορούν να προσφέουν αρκετά βελτιωμένη επίδοση και χαμηλότερο κόστος για να πείσουν τις μεταποιητικές βιομηχανίες να εγκαταλείψουν τα σημερινά υλικά τους και να χρησιμοποιήσουν τα δικά τους. 

Copyright:
2021 The New York Times

Money Review