Tokion teknologiainstituutin tutkijat ovat löytäneet yksinkertaisen, mutta erittäin monipuolisen tavan tuottaa "kaoottisia signaaleja" erilaisilla ominaisuuksilla. Kaaos ei tarkoita satunnaisuutta vaan se on hyvin monimutkainen järjestystyyppi. Kaoottisen järjestelmän parametrien pikkuruisetkin muutokset voivat johtaa hyvin erilaisiin käyttäytymisiin. Kaoottisia signaaleja on vaikea ennustaa, mutta ne ovat läsnä monissa eri skenaarioissa.
Valitettavasti kaoottisten signaalien muodostaminen halutuilla ominaisuuksilla kanssa on vaikea tehtävä. Niiden luominen digitaalisesti on joissakin tapauksissa liikaa tehoa kuluttavaa, minkä takia tarvitaan väistämättä analogisiin piireihin perustuvia lähestymistapoja.
Nyt japanilaiset, Italialaiset ja puolalaiset tutkijat ehdottavat uutta lähestymistapaa sellaisten integroitujen piirien luomiseen, jotka voivat tuottaa kaoottisia signaaleja. Tutkimusryhmä aloitti ajatuksesta, että eri alkulukujen asettamat syklit eivät pysty kehittämään kiinteää vaiheyhteyttä. Yllättävää kyllä, tämä periaate näyttää syntyneen useiden cicadas-kuoriaislajien kehityksessä, joiden elinkaaret seuraavat alkulukuja vuosia, jotta vältetään synkronointi toistensa ja saalistajien kanssa.
Jos esimerkiksi yritetään "sitoa yhteen" oskillaattoreita, joiden jaksot on asetettu kolmelle ensimmäiselle alkuluvulle (3, 5 ja 7), tuloksena olevat signaalit ovat hyvin monimutkaisia ja kaaos voidaan helposti muodostaa (ks. kuva).
Integroiduista piireistä löytyy rengasoskillaattoreita, jotka ovat pieniä eivätkä vaadi reaktiivisia komponentteja (kondensaattoreita ja induktoreita). Tällaisia piirejä modifioitiin siten, että rengasoskillaattorien vahvuuksia, joilla on kolme, viisi ja seitsemää astetta voitaisiin ohjata itsenäisesti niiden linkitysten tiukkuuden avulla.
Kehitetty rakenne onnistui muodostamaan kaoottisia signaaleja laajalla taajuusspektrillä, äänitaajuuksista radiotaajuuteen (1 kHz - 10 MHz). Lisäksi se toimi pienellä tehokulutuksella. Vielä huomattavampi oli havainto, että yksittäisten prototyyppien hieman erilaisista ominaisuuksista riippuen voitaisiin tuottaa täysin erilaisia signaaleja.
Jatkossa tiimi pyrkii integroimaan piirin antureihin, jolloin sillä voitaisiin mitata esimerkiksi maaperän kemiallisia ominaisuuksia. Lisäksi se soveltuu esimerkiksi langattomien anturiverkkojen toteuttamiseen.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 27.5.2019
Rikolliset esiintyvät usein pankkien nimissä ja huijaustavat kehittyvät jatkuvasti. Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin Kyberturvallisuuskeskus varoittaa, että vanhojen sähköpostien lisäksi myös tekstiviestejä ja puheluita käytetään huijaamiseen.
Moni fyysisen kunnon ja terveyden seurantaan tarkoitettu laite sisältää erilaisia elintoimintojen mittauksia, mutta niiden tarkkuus ja luotettavuus eivät täytä terveydenhoidon ammattilaisten vaatimuksia. Pitkälle integroidun AFE-piirin avulla voidaan kuitenkin rakentaa jopa iholle kiinnitettävän tarralapun muotoon mittausjärjestelmä, joka hoitaa kaikki tärkeät elintoimintojen mittaukset kliinisellä tasolla.
