Selbstheilender „Wunder“-Chip

Einem Forscherteam ist es gelungen, einen integrierten Schaltkreis zu entwickeln, der über Selbstheilungskräfte verfügt. (Foto: Screenshot Caltech)

Einem Ingenieurteam des California Institute of Technology (Caltech) ist es erstmals gelungen, einen integrierten Schaltkreis zu entwickeln, der über „Selbstheilkräfte“ verfügt. Bei Demonstrationen der Technologie wurden immer wieder verschiedene Bauteile winziger elektronischer Schaltungen mittels Laserlicht zerstört. Die „Wunder-Chips" haben es dabei jedes Mal geschafft, sich automatisch auf die aktuelle Problemlage einzustellen und einen passenden Lösungsweg zu finden.

Ali Hajimiri, Professor am Caltech erklärt: „Es war unglaublich zum ersten Mal zu sehen, wie ein System selbständig reagiert, um sich zu heilen. Es hat sich angefühlt als hätten wir gerade den nächsten Evolutionsschritt von integrierten Schaltkreisen erlebt.“ Der Erfolg habe sogar die Ingenieure selbst überrascht. „Wir haben buchstäblich die Hälfte der Schaltkreise vernichtet und die meisten ihrer Komponenten wie etwa Transistoren verglühen lassen, und sie waren trotzdem in der Lage, sich beinahe bis zur idealen Performance wieder herzustellen„, so Hajimiri.

ASIC-Chip als „Hirn“

Die Forscher haben sich bei diesem Projekt von der Natur, insbesondere vom körpereigenen Immunsystem des Menschen, inspirieren lassen. „Wir haben einen Weg gesucht, um potenzielle Angriffe und Fehler so schnell wie möglich entdecken und umgehen zu können, sodass das Gesamtsystem weiterhin optimal weiterarbeiten kann“, erläutert Hajimiri. Herausgekommen ist ein ausgeklügeltes System robuster Sensoren, die direkt auf den Chip montiert werden und dort Kernwerte wie Temperatur, Stromstärke, Spannung und Leistungsenergie erfassen.

Die auf diese Weise zusammengetragenen Informationen werden „in einen speziell entwickelten anwendungsspezifischen ASIC-Chip eingespeist, der gewissermaßen als ‚Hirn‘ des gesamten Systems fungiert. Falls die Analyse der eingegangenen Messdaten unvorhergesehene Abweichungen zu Tage fördert, startet die ASIC-Einheit automatisch einen Diagnose-Suchlauf und wählt aus insgesamt mehr als 250.000 verschiedenen Konfigurationsmöglichkeiten jene aus, die am ehesten geeignet scheint, um ein weiteres möglichst reibungsloses Funktionieren des Gesamtsystems zu garantieren.“