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
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
