Команда исследователей известного на весь мир Массачусетского технологического института (MIT), заявила об открытии, согласно которому кубический арсенид бора обладает лучшими характеристиками для производства микрочипов, чем кремний, назвав его «лучшим материалом для полупроводников из когда-либо найденных». Примечательно, что в команду сделавших открытие вошёл и учёный китайского происхождения, ранее подозреваемый в шпионаже в пользу Китая.

Источник изображения: Muzammil Soorma/unsplash.com

В июле учёные из MIT, Университета Хьюстона и других научно-образовательных учреждений доказали, что кубический арсенид бора проводит как тепло, так и электричество лучше, чем повсеместно используемый в производстве полупроводников кремний. По данным исследования, кубический арсенид бора является в 10 раз более эффективным проводником тепла, чем кремний. Кроме того, он является лучшим проводником как для электронов, так и электронных дырок — это особенно важно для характеристик полупроводника. Материалы вроде арсенида бора, если им можно будет найти коммерческое применение, могут поменять «правила игры» в индустрии.

В команду исследователей входил и Ган Чен (Gang Chen), ранее возглавлявший факультет машиностроения MIT — в течение целого года в его отношении велось расследование в связи с подозрениями в шпионаже, после чего Министерство юстиции США отказалось от обвинений за недостаточностью улик. По данным Fortune в эпоху Трампа Министерство юстиции в рамках программы China Initiative начало расследование в отношении десятков китайских учёных и американских учёных китайского происхождения, обвинив их в связях с китайскими ведомствами для передачи передовых технологий Пекину.

Не исключено, что до коммерческого использования чипов на основе арсенида бора пройдут десятилетия — если технологию вообще признают подходящей для использования. Тем не менее предполагается, что материал позволит создавать лучшие, более быстрые и компактные чипы, чем сегодня — этих результатов, по мнению Fotrune, США могли лишиться из-за давления на специалистов вроде Чена.

Источник изображения: Lucas Vasques/unsplash.com

Известно, что власти арестовали рождённого в Китае Чена (натурализованного в США ещё в 2000 году), в январе 2021. Его, в частности, обвинили, в сокрытии связей с китайскими ведомствами в заявках на грант от Министерства энергетики США. Органы прокуратуры подчёркивали, что речь идёт именно о лояльности Китаю.

Научное сообщество, включая учёных в MIT, раскритиковало арест и написало открытое письмо, в котором в частности, сообщало, что «все они — Ган Чен». При президенте Джо Байдене (Joe Biden) Министерство юстиции сняло все обвинения после того, как Министерство энергетики сообщило, что у Ган Чена никто и не запрашивал информацию о связях с Китаем. Через месяц после закрытия дела Чена Министерство юстиции свернуло и проект China Initiative.

Учёные подчёркивали, что подобная «охота на ведьм» отпугивает исследователей — в частности, из Китая, от переезда в США, из-за чего Соединённые Штаты не могут воспользоваться их интеллектуальным потенциалом. По данным одного из исследований США понадобится на 50 % увеличить штат связанных с производством полупроводников специалистов для того, чтобы сместить центр производства чипов из Азии в Северную Америку. При этом таланты придётся набирать из-за рубежа, в том числе — из Китая.

Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали модульный компьютерный чип, компоненты которого взаимодействуют друг с другом с помощью импульсов света. В перспективе это позволит легко модернизировать электронику с помощью новых сенсоров или процессоров, не меняя чипы полностью.

Источник изображения: MIT

Модульный чип может быть изготовлен из многочисленных компонентов, включая процессоры, контроллеры и сенсоры, которые можно компоновать под нужды конкретного технического решения или заменять в случае появления новой технологии. По словам одного из авторов исследования Чихун Кана (Jihoon Kang), команда исследователей называет новое решение перестраиваемым LEGO-подобным ИИ-чипом, поскольку тот имеет практически неограниченный потенциал масштабирования в зависимости от комбинации слоёв.

Возможно, наиболее необычным является то, как именно компоненты взаимодействуют друг с другом. Если нынешние электрические модульные системы обычно имеют проблемы с организацией быстрого и простого взаимодействия, то чип MIT использует импульсы света для передачи информации между каждым из слоёв. Каждый слой чипа оснащён LED-элементами и фотодетектором, совпадающими с соответствующими элементами следующего слоя. Когда одна из частей должна вступить в контакт с другой, LED-пиксели генерируют закодированный световой сигнал, который могут интерпретировать фотодетекторы следующего слоя.

Для демонстрации принципа работы команда создала чип размером 4 мм², состоящий из трёх вычислительных слоёв, каждый из которых имел датчик изображений, оптическую коммуникационную систему и искусственную цепочку «синапсов», способную различать буквы M, I или T.

Для тестирования учёные демонстрировали системе изображения произвольных букв и выяснилось, что менее размытые изображения распознавались намного лучше. Для демонстрации модульности учёные использовали вычислительный слой, способный повышать качество распознавания изображений, после чего качество работы заметно выросло. Таким образом была продемонстрирована возможность «штабелирования», замены элементов и добавления новых функций уже имеющейся системе.

Команда рассматривает различные способы применения технологии — ожидается, что пользователи смогут создавать системы под свои запросы или менять устаревшее оборудование на новое.

Учёные Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) при Массачусетском технологическом институте доложили о создании методики кибератаки PACMAN, в основе которой лежит аппаратная уязвимость процессоров серии Apple M1. Авторы исследования уточнили, что их решение может быть актуальным и для других чипов на Arm-архитектуре, однако это пока не было подтверждено на практике.

Источник изображения: apple.com

Атака производится при помощи комбинации аппаратных и программных средств и может осуществляться удалённо, без физического доступа к компьютеру жертвы. В теории PACMAN открывает злоумышленнику доступ к ядру ОС, что, по сути, означает полный контроль над машиной. Неприятнее всего то, что данную аппаратную уязвимость невозможно исправить какими-либо программными средствами, а значит, она может оставаться актуальной не только для существующей, но и для будущей продукции. В теории уязвимыми могут оказаться и Arm-чипы других производителей, включая Qualcomm и Samsung, если в них используется аутентификация указателей. Однако пока можно точно говорить лишь о процессорах Apple M1.

Основу атаки составила функция безопасности Pointer Authentication (аутентификация указателя) — она используется для проверки исполняемого ПО посредством криптографических подписей или кодов аутентификации указателя (PAC или Pointer Authentication Codes). Это позволяет защитить систему от атак с подменой указателей адресов памяти, которые контролируются значениями PAC. Техника PACMAN позволяет «подбирать» значения PAC, работая схожим образом с эксплойтами уязвимостей Spectre и Meltdown. Исследователи подчёркивают, что PACMAN работает на разных уровнях привилегий вплоть до получения доступа к ядру ОС.

Исследователи доложили Apple о своём открытии уже несколько месяцев назад. Уязвимость пока не была зарегистрирована в общедоступной CVE-базе, но авторы проекта пообещали сделать это в ближайшее время. Все подробности учёные зачитают в докладе на Международном симпозиуме по компьютерной архитектуре (ISCA 2022), который откроется 18 июня в Нью-Йорке.

Учёные из всемирно известного Массачусетского технологического института (MIT) нашли потенциальный способ делать натуральную деревянную мебель и другие объекты любой формы с помощью 3D-печати. В перспективе это позволит защитить окружающую среду от истощения.

Zinnia elegans / Источник изображения: manfredrichter/pixabay.com

Дерево можно отнести к возобновляемым ресурсам, но пока человечество расходует его так быстро, что леса не успевают восстановиться. Как сообщается на сайте MIT, ежегодно общая площадь лесов в мире уменьшается на участок размером с Исландию — это крайне негативно влияет как на состояние дикой природы, так и на климат.

Команда учёных из MIT продемонстрировала технологию, позволяющую в лабораторных условиях создавать очень похожий на дерево материал из растительных клеток. При этом они научились в некоторой степени управлять как его плотностью, так и прочностью.

Идея учёных заключается в создании изделий заданной формы без необходимости последующей обработки с неизбежным расходом энергии и появлением отходов производственной деятельности. По словам ведущего автора исследования Эшли Беквит (Ashley Beckwith), имеется большой ресурс для масштабирования технологии и выращивания трёхмерных структур.

Для начала учёные взяли клетки растения циннии изящной (Zinnia elegans), после чего их поместили на два дня в жидкую среду, а потом преобразовали в специальный, более густой биогель с питательными веществами и двумя типами фитогормонов — меняя их содержание в составе, можно управлять физическими и механическими свойствами будущего материала.

После этого команда начала печатать с помощью биогеля фигуры различной формы — примерно таким же образом осуществляется 3D-печать. После трёх месяцев инкубации в темноте материал подвергся обезвоживанию, а окончательный результат представлял собой объект из древоподобной материи. В одном из тестов учёным даже удалось создать из материала модель дерева.

Источник изображения: news.mit.edu

Эксперименты проводились с различным уровнем фитогормонов — их пониженный уровень приводил к более низкой плотности, а повышенный позволял создавать более жёсткие структуры. Подобные эксперименты в перспективе позволят создавать более лёгкие и мягкие или, наоборот, более жёсткие объекты.

Конечная цель — разработать технологию, позволяющую просто печатать вещи и мебель из дерева, не уничтожая настоящий лес. Возможно, процесс можно будет начать с небольших объектов вроде декоративных фигур, после чего, возможно, удастся применить его для создания стульев или, например, строительных каркасов и досок.

Источник изображения: antmoreton/pixabay.com

На следующем этапе учёные планируют найти способ использования в качестве основы клетки других растений. Цинния не является деревом, но в перспективе за основу можно взять нечто вроде клеток сосен — это может стать настоящим научным прорывом.