Hay una subida de tensión. Sin previo aviso el ordenador se desinfla y se apaga. Se trata de la fuente de alimentación: está fundida, hay que cambiarla. Es un problema común. Pero, ¿y si esperáramos un instante por si vuelve a funcionar, por si se recupera sola? Sin embargo, si está dañada el equipo no se pondrá en marcha de nuevo. Sí lo haría, si pudiera arreglarse de forma autónoma. Tras el impacto de la corriente, en un lapso de tiempo mínimo, la fuente podría desplegar de nuevo sus funciones con normalidad.
Esto puede ser un ejemplo de lo que quiere conseguir un equipo de ingenieros del Instituto de Tecnología de California (Caltech). Han creado unos chips capaces de regenerar sus funciones tras ser erosionados con un rayo láser. Poseen un sistema interno que reinicia los circuitos después de que éstos sufran una fuerte conmoción. Tras experimentar con éxito su modelo en un pequeño amplificador, creen que esta funcionalidad podría extenderse a la larga a cualquier tipo de dispositivo.
Pero aún queda camino por recorrer para crear máquinas de ciencia ficción que se autorregeneren. De momento se ha empezado por un pequeño amplificador con un tamaño menor que el de un céntimo. El equipo de investigadores lo dotó con 76 chips, cada uno de ellos con la tecnología necesaria para el proceso de recuperación autónoma.
A partir de ahí hicieron pruebas para comprobar la eficacia del sistema creado. En uno de los experimentos hicieron varias pasadas con un rayo láser de alta potencia al amplificador. De esta forma destruyeron algunas partes de los 76 chips que componen el dispositivo. Éstos necesitaron menos de un segundo para encontrar una forma de recomenzar sus funciones.
El profesor de ingeniería eléctrica Ali Hajimiri, involucrado en la investigación, destaca el daño causado a los chips y al conjunto del sistema. “Hemos literalmente explotado medio amplificador y vaporizado muchos componentes, como transistores, y ha sido capaz de recuperarse casi hasta su rendimiento ideal”, afirma.
Aunque el sistema se ha probado en un dispositivo electrónico modesto, el logro abre una nueva vía de investigación, teniendo como objetivo final la expansión de esta funcionalidad a modelos más complejos. “Fue increíble la primera vez que el sistema arrancó y se curó a sí mismo. Fue como si estuviésemos siendo testigos del próximo paso en la evolución de los circuitos integrados”, comenta el profesor de ingeniería eléctrica Ali Hajimiri.
Cómo es el chip que se cura a sí mismo
Los investigadores del Instituto de Tecnología de California han dotado a sus chips de sensores robustos que obtienen datos sobre el conjunto. Monitorizan la temperatura, el voltaje o la potencia, para después enviar toda la información a un circuito integrado para aplicaciones específicas (ASIC), que actúa como sistema central para un fin concreto. En este caso analiza el rendimiento del chip en el que se encuentra y comprueba si es necesario ajustar algún mecanismo del sistema. Éste contiene partes que pueden ser modificadas y son precisamente éstas las que se someten a examen.
Existen más de 100.000 transistores en cada chip. Ante la imposibilidad de saber cómo se van a estropear o cuántos van a hacerlo, si es que lo hacen, los ingenieros han optado por trabajar desde otra perspectiva. En lugar de preocuparse de cada componente han centrado sus energías en el conjunto. De esta forma, sólo hay que indicarle al sistema el resultado al que se quiere llegar, no cómo tiene que reaccionar cada parte si le ocurre algo.
El objetivo de los experimentos ha sido la construcción de un conjunto electrónico autónomo, en lo que se refiere a la recuperación de las funciones tras sufrir un colapso. El éxito de los científicos ha sido lograr dotar a un circuito integrado, una estructura básica en cualquier dispositivo, de los medios necesarios para arreglarse solo.
Hacia los dispositivos y las máquinas indestructibles
Los circuitos integrados de hoy en día pueden quedar inservibles si tienen cualquier tipo de fallo. Desde luego si no es por medio de la intervención externa resulta imposible retomar las funciones que tenían antes. La intención de los investigadores es crear una especie de sistema inmunológico similar al que se encuentra presente en el ser humano.
Los daños causados por una alternación repentina, como una descarga eléctrica o un aumento súbito de la temperatura, pueden ser reparados con este sistema. Aunque aún se está lejos de crear dispositivos o máquinas complejas en los que integrar esta capacidad, el primer paso ya está dado.
No sólo las fuertes conmociones que destruyen circuitos integrados pueden ser evitadas. El deterioro a largo plazo también se corrige. Al tratase de un modelo que toma al chip en su conjunto y determina la forma de recuperar sus funciones, puede combatir cualquier tipo de daño, sea éste repentino o producido a largo plazo.
“Es realmente un cambio en la forma de ver los circuitos y su habilidad para operar independientemente. Ahora pueden tanto diagnosticar como arreglar sus propios problemas sin la intervención humana, acercándose un paso más a los circuitos indestructibles”, señala Hajirimi.
Imágenes: oskay y krunkwerke
