K

iedy w latach szeÊçdziesiàtych
wymyÊlono cyborgi, od razu
trafi∏y one do literatury fanta-

stycznonaukowej. W serialu Star Trek
na przyk∏ad wyst´powa∏a niewidoma
bohaterka, która „widzia∏a” dzi´ki sen-
sorom wszytym w ubranie. Trzydnio-
wa prezentacja komputerów do nosze-
nia (wearable computers), która odby∏a
si´ w paêdzierniku ub. r. w Massachu-
setts Institute of Technology, wykaza-
∏a, ˝e tego typu urzàdzenia mogà si´ po-
jawiç ju˝ w niedalekiej przysz∏oÊci.

Zademonstrowano m.in. bi˝uteri´,

która b∏yska∏a w rytm uderzeƒ serca no-
szàcej jà osoby, marynark´-syntezator
muzyczny z klawiaturà umieszczonà
na piersi i cyfrowà wersj´ „pierÊcienia
nastroju”. Rosalind W. Picard, zajmujà-
ca si´ „informatykà uczuç”, do kolczy-
ków i ekologicznych sanda∏ów firmy
Birkenstock wmontowa∏a czujniki, in-
formujàce otoczenie o stanie emocjonal-
nym ich w∏aÊciciela. Konferencja oka-
za∏a si´ s∏u˝yç nie tylko rozrywce –
w prawie wszystkich prezentacjach
przyk∏adano wag´ do innych ni˝ zaba-
wa zastosowaƒ. Komputery, które mo˝-
na na siebie w∏o˝yç, majà rozwiàzaç
dwa problemy. Pierwszy to znalezienie

takich sposobów po∏àczenia cz∏owieka
z maszynà, aby zwi´ksza∏a ona jego
mo˝liwoÊci. Jeden z zespo∏ów badaw-
czych MIT u˝ywa zamontowa-
nej na czapce kamery wideo do
filmowania j´zyka migowego
przetwarzanego nast´pnie na
mow´ przez syntezator dêwi´-
ku. Drugi problem, bardziej
powszechny, to po prostu iry-
tujàcy brak komputera wte-
dy, gdy jest on najbardziej po-
trzebny. (Komputery kieszon-
kowe, takie jak np. „osobisty
asystent”, majà za ma∏à moc
obliczeniowà.) Tym w∏aÊnie
mo˝na wyt∏umaczyç, ˝e Thad
Starner, student MIT i organi-
zator konferencji w jednej oso-
bie, krà˝y po uczelni z lapto-
pem u boku, wyÊwietlaczem
na g∏owie i grubym okràg∏ym
kawa∏kiem plastiku na piersi –
klawiaturà, na której mo˝e pi-
saç jednà r´kà. „Chc´ mieç po
prostu wydajniejszy mózg” –
t∏umaczy.

JeÊli si´ weêmie pod uwag´,

jak ma∏o por´czny jest sprz´t
Starnera, nie mo˝na si´ dzi-

wiç, ˝e wszyscy starajà si´ odchudziç
komputery. MicroOptical, nowo po-
wsta∏a firma z Bostonu, zastàpi∏a nie-
wygodne wyÊwietlacze ciek∏okrysta-
liczne umieszczane na opasce wokó∏
g∏owy maleƒkim odbijajàcym Êwiat∏o
szeÊcianem zamontowanym bezpo-

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1998 23

Ubraç si´ w komputer

DAVID SUTER

nauczyç starego psa nowych sztuczek”
– mówi James C. Sturm, dyrektor Cen-
trum Fotoniki i Materia∏ów Optoelektro-
nicznych Princeton University.

W rzeczywistoÊci „sztuczki” nie sà ta-

kie nowe. Naukowcy wykorzystujà ide´
powsta∏à w latach pi´çdziesiàtych. Pole-
ga ona na konstruowaniu przyrzàdów
elektronicznych za pomocà ∏àczenia ró˝-
nych materia∏ów pó∏przewodnikowych
o precyzyjnie dobranych sk∏adach. Na
granicy tych materia∏ów elektrony majà
tendencj´ do przyspieszania. SpoÊród
wielu kombinacji najwi´ksze nadzieje
budzi stop krzemowo-germanowy po-
∏àczony z czystym krzemem.

Wytworzenie z niego przyrzàdów oka-

zuje si´ jednak niezmiernie trudne.
Zasadniczym problemem jest fakt, ˝e
wymiary sieci krystalicznej stopu krze-
mowo-germanowego sà nieco wi´ksze
ni˝ krzemu. Gdy materia∏y te sà nak∏a-
dane jeden na drugi, w sieci krystalicz-
nej powstajà napr´˝enia. Wprowadzenie
domieszki w´gla pozwala na ich os∏abie-
nie – atomy w´gla sà mniejsze ni˝ atomy
krzemu i germanu, dzi´ki czemu wymia-
ry sieci krystalicznej stopu z domieszkà

w´gla sà równie˝ mniejsze ni˝ bez tej do-
mieszki, a wi´c lepiej dopasowane do wy-
miarów sieci krystalicznej krzemu.

Choç badania znajdujà si´ jeszcze w

fazie poczàtkowej, to jednak ich wyniki
wzbudzi∏y ju˝ zainteresowanie przemy-
s∏u. Alcatel rozwa˝a zastosowanie w
optoelektronice technologii krzemowo-
germanowo-w´glowej opracowanej we
francuskim Institute d’Électronique Fon-
damentale (IEF). Semiconductor Re-
search Corporation, konsorcjum, w któ-
rego sk∏ad wchodzà takie giganty jak
Intel, Motorola czy Texas Instruments,
zdecydowa∏o o finansowaniu progra-
mu badawczego prowadzonego w Mi-
croelectronics Research Center (MRC)
w University of Texas.

Jednak zastosowanie w´gla w mikro-

elektronice, mimo ˝e budzi entuzjazm
w przemyÊle, nastr´cza wiele proble-
mów. Przyk∏adowo: w´giel i krzem nie
mieszajà si´ dobrze ze sobà. „W´giel nie
czuje si´ zbyt dobrze w sieci krysta-
licznej krzemu” – zauwa˝a Sturm. Aby
zmusiç oba zwiàzki do po∏àczenia, na-
ukowcy zastosowali w swoich labora-
toriach specjalny proces technologicz-

ny, który jednak nie nadaje si´ na me-
tod´ przemys∏owà. „Potrzebne sà uzu-
pe∏niajàce rozwiàzania” – mówi Daniel
Bouchier, badacz w IEF.

Innym problemem jest d∏ugookreso-

wa stabilnoÊç przyrzàdów wytworzo-
nych tà technologià. „Trzeba je najpierw
przetestowaç, sprawdziç, jak d∏ugo za-
chowujà swoje w∏aÊciwoÊci w normal-
nych warunkach” – przyznaje Sanjay
K. Banerjee, zast´pca dyrektora MRC.

Co wi´cej, pewna grupa naukowców,

g∏ównie ci, którzy zdo∏ali pokonaç pro-
blemy zwiàzane ze stosowaniem stopu
krzemowo-germanowego, kwestionuje
op∏acalnoÊç dodawania w´gla. Ju˝ te-
raz IBM wprowadzi∏a na rynek uk∏ady
scalone wykonane w technologii krze-
mowo-germanowej. Jednym z nich jest
uk∏ad przeznaczony do ∏àcznoÊci bez-
przewodowej i pracujàcy z zegarem
o cz´stotliwoÊci 2 GHz. Stypendysta
z IBM, Bernard S. Meyerson, twierdzi,
˝e zupe∏nie realna jest cz´stotliwoÊç
200 GHz. I podkreÊla, ˝e „daleko jesz-
cze do osiàgni´cia granic mo˝liwoÊci
technologii krzemowo-germanowej”.

Alden M. Hayashi

CYBERÂWIAT

Êrednio w soczewce zwyk∏ych okula-
rów i ma∏ym pude∏eczkiem przyczepia-
nym do jednego z zauszników. Urzà-
dzenie nie jest wystarczajàco wygodne
w codziennym u˝ytku, lecz nadaje si´
do zastosowania w przemyÊle, szczegól-
nie tam, gdzie i tak trzeba nosiç okula-
ry ochronne.

Kilka grup testuje podobne przyrzà-

dy. Na przyk∏ad w University of Roche-
ster pracuje si´ nad systemem, w któ-
rym wyÊwietlacz na g∏owie lekarza
umo˝liwia na∏o˝enie zdj´cia z poprzed-
niej wizyty na obraz gojàcej si´ rany,
dzi´ki czemu mo˝na oceniç skutecznoÊç
terapii. Jak zauwa˝y∏ jeden z dermatolo-
gów, jest to znacznie ∏atwiejsze od starej
metody, w której si´gni´cie do notatek
lub wczeÊniej zrobionej fotografii wy-
maga∏o oderwania wzroku od chorego
miejsca. Boeing testuje system, który
upraszcza prowadzenie skomplikowa-
nych wiàzek przewodów przesy∏ajàcych
sygna∏y sterujàce mocà w samolocie.
MIT Media Laboratory opracowuje
urzàdzenia treningowe (jedno z nich ry-
suje na stole bilardowym linie odpowia-
dajàce najlepszym w danej sytuacji ude-
rzeniom).

W ˝yciu codziennym sytuacja jest bar-

dziej skomplikowana: wielu ludzi nie
ma nawet okularów. Na szcz´Êcie no-
szà jednak zegarki, ubrania i bi˝uteri´.
Du˝e wra˝enie robi projekt, finansowa-
ny cz´Êciowo przez Defense Advanced
Research Projects Agency (sensorowy
podkoszulek do identyfikacji zranieƒ).
W bawe∏nianà tkanin´ wszyto przewo-
dy elektryczne i Êwiat∏owody, uk∏ady
elektroniczne, czujniki akustyczne i pie-
zoelektryczne. Czujniki majà s∏u˝yç do
zbierania i transmitowania danych
o szybkoÊci i kierunku kuli, która zra-
ni∏a noszàcego bielizn´. Celem jest u∏a-
twienie selekcji rannych.

Media Lab eksperymentuje tak˝e

z tkaninami przewodzàcymi. Stwierdzo-
no tam, ˝e klawiatur´ mo˝na wszyç
w normalne ubranie za pomocà dost´p-
nej na rynku przewodzàcej nici z Kevla-
ru i stali nierdzewnej. Jest to nast´pny
krok w kierunku miniaturyzacji senso-
rów i uk∏adów.

Tego rodzaju rozwiàzania mogà za-

owocowaç powstaniem funkcjonalnych
urzàdzeƒ, jeÊli si´ je po∏àczy z innym
wynalazkiem Media Lab: butami, któ-
re wytwarzajà pràd w czasie chodzenia.
Mo˝na by ich u˝ywaç jako êród∏a ener-
gii zasilajàcego osobistà sieç lokalnà, na
przyk∏ad nosiç podkoszulek zdalnie ste-
rujàcy termostatem w pokoju, w którym
przebywamy.

Czy jest to czwarty etap rewolucji

komputerowej po du˝ych maszynach,
minikomputerach i komputerach oso-

bistych? EntuzjaÊci tak sàdzà i zasad-
niczo majà racj´, szczególnie jeÊli cho-
dzi o medycyn´. Michael Hawley z
Media Lab uwa˝a, ˝e nowa technika
upowszechni si´ w∏aÊnie dzi´ki zasto-
sowaniom medycznym. Jest jednak naj-
bardziej prawdopodobne, ˝e wi´kszoÊç
z tych rozwiàzaƒ nie zostanie wyko-
rzystana tak, jak sobie wyobra˝ali ich
twórcy.

Realizacja jednego z projektów wy-

maga przedstawienia w postaci cyfro-
wej wszystkiego, poczàwszy od kolo-
rów (przetwarzanych na dêwi´k), a na
emocjach skoƒczywszy (zmieniajàcy si´
w czasie wykres s∏upkowy). Ma on
umo˝liwiç nauczycielom nie majàcym
bezpoÊredniej stycznoÊci z uczniem
orientacj´ w stanie jego umys∏u. Nieod-
parcie nasuwa si´ myÊl, ˝e tylko tech-
nomaniak woli oglàdaç s∏upki na ekra-
nie ni˝ osobiÊcie kontaktowaç si´ z
uczniem, który czuje si´ na tyle swobod-
nie, ˝e pisze na klawiaturze: „Nie bar-
dzo rozumiem.” Jednak jeÊli takie sys-
temy monitorujàce b´dà dostatecznie
dok∏adne, mo˝e stanà si´ pomocà dla
tych, którzy nie potrafià inaczej wyra-
˝aç swoich uczuç, na przyk∏ad z powo-
du choroby.

Nale˝y mieç takà nadziej´, bo jed-

nak wi´kszoÊç rozwiàzaƒ zak∏ada od-
izolowanie cz∏owieka. Jeden podkoszu-
lek sterujàcy termostatem to dobry
pomys∏, ale tysiàc podkoszulków wal-
czàcych o kontrol´ nad termostatem na
sali wyk∏adowej? A co z koszulà nada-
jàcà dane medyczne w∏aÊciciela? Czy
zostanie prawnie zakazane wchodze-
nie do banku w ubraniu zmieniajàcym
kolor, które pomog∏oby rabusiom znik-
nàç w t∏umie? A czy na widok zbrodni
b´dziemy mogli wy∏àczyç osobistà ka-
mer´ wideo?

Ca∏ym sercem jestem za przysz∏oÊcià,

w której wiele rzeczy stanie si´ prost-
szych, a niepe∏nosprawni b´dà mogli na
równi z innymi uczestniczyç w ˝yciu
spo∏eczeƒstwa. Kiedy jednak zaczynam
sobie wyobra˝aç, ˝e korzystam z nie-
których wynalazków – spaceruj´ po uli-
cy, aby zasiliç mojà sieç lokalnà, pod-
czas gdy najnowsze wiadomoÊci TV sà
zapami´tywane w moim osobistym
komputerze wszytym w kurtk´ sztruk-
sowà przetykanà przewodzàcà nicià,
w okularach zaÊ pojawiajà si´ wskazów-
ki, gdzie mam skr´ciç, a przez s∏ucha-
weczk´ w uchu sàczy si´ tekst z poczty
elektronicznej – wiem, ˝e b´d´ t´skniç
za czasami, kiedy aby mieç Êwi´ty spo-
kój, wystarczy∏o zostawiç w domu tele-
fon komórkowy.

Wendy M. Grossman

T∏umaczy∏

Aleksy Bartnik

24 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1998

II KONKURS

DOÂWIADCZE¡

POKAZOWYCH Z FIZYKI

Kraków, 25–26 wrzeÊnia 1998

1. Konkurs organizuje Krakowski Oddzia∏ Polskie-

go Towarzystwa Fizycznego wspólnie z Wydzia∏em

Fizyki i Techniki Jàdrowej AGH, Instytutem Fizyki

UJ oraz Wojewódzkim OÊrodkiem Metodycznym w

Krakowie. Celem konkursu jest wymiana doÊwiad-

czeƒ i dobrych pomys∏ów na eksperymenty poka-

zowe wÊród nauczycieli fizyki, jak równie˝ popula-

ryzacja fizyki wÊród uczniów i publicznoÊci.
2. W konkursie mogà wziàç udzia∏ osoby indywi-

dualne oraz zespo∏y, na przyk∏ad nauczyciel

i uczniowie lub wyk∏adowca i demonstrator. Kon-

kurs ma charakter otwarty, tzn. nie uzale˝niamy

uczestnictwa od wieku, wykszta∏cenia itp.
3. Do konkursu mogà byç zg∏aszane doÊwiadcze-

nia ze wszystkich dzia∏ów fizyki, dajàce si´ wyko-

naç w ciàgu 10 min. Powinny one byç nowatorskie,

w nowy sposób demonstrowaç tradycyjne zjawiska

bàdê rzadko prezentowane w doÊwiadczeniach

procesy.
4. Klasyfikacja konkursowa prowadzona b´dzie

w dwóch kategoriach – dla szkó∏ podstawowych

i Êrednich oraz dla szkó∏ wy˝szych.
5. Ostateczne zg∏oszenie uczestnictwa w konkur-

sie musi nastàpiç do dnia 1 czerwca 1998 roku

pod adresem: dr hab. Andrzej Zi´ba, Wydzia∏ Fi-

zyki i Techniki Jàdrowej, Akademia Górniczo-Hut-

nicza, ul. Reymonta 19, 30-059 Kraków (jarfiz@no-

vell.ftj.agh.edu.pl). Powinno ono zawieraç dok∏adny

opis fizyczny i techniczny doÊwiadczenia (kilka

stron maszynopisu). Komisja konkursowa przyj-

muje, ˝e doÊwiadczenia zostanà wczeÊniej

przeprowadzone przez zg∏aszajàcego.
6. Na podstawie nades∏anych opisów komisja kon-

kursowa zakwalifikuje najlepsze demonstracje do

fina∏u. (Ich autorzy zostanà poinformowani do dnia

1 wrzeÊnia 1998 roku.)
Uczestnicy powinni przyjechaç z w∏asnym sprz´-

tem. Istnieje mo˝liwoÊç skorzystania z trudnego

do przewiezienia wyposa˝enia, takiego jak lase-

ry, pompa pró˝niowa, ciek∏y azot etc. Wymaga to

uzgodnienia z organizatorami.
7. Ostateczna klasyfikacja nastàpi podczas pu-

blicznego pokazu. Przewidziane sà godziwe na-

grody pieni´˝ne dla zdobywców pierwszych miejsc,

a tak˝e nagroda publicznoÊci. Wyniki konkursu

zostanà og∏oszone w czasopismach popularno-

naukowych (Âwiat Nauki, Post´py Fizyki i in.). Opi-

sy nagrodzonych demonstracji zostanà opubliko-

wane w wydawanym przez Instytut Fizyki UJ

czasopiÊmie dla uczniów i nauczycieli fizyki Foton.

Przypomnijmy, ˝e pierwszy konkurs odby∏ si´
w 1996 roku, jego rezultaty przedstawiono w Âwiecie
Nauki w marcu 1997. Obecny konkurs jest cz´Êcià
wi´kszego Jarmarku Fizycznego, podczas którego
odb´dà si´

◆

pokazy atrakcyjnych doÊwiadczeƒ w wykonaniu pra-

cowników WFiTJ AGH oraz IF UJ

◆

projekcje filmów edukacyjnych

◆

wystawa sprz´tu dydaktycznego (firmy)

◆

pokazy lub omówienie nowatorskich doÊwiadczeƒ

w ramach sesji plakatowej (organizatorzy zapewnià
stojak na plakat oraz sto∏y do prezentacji modelu)

◆

sesja prezentacji i wymiany programów kompute-

rowych z zakresu fizyki (kontakt: dr Lucjan Pytlik,
[e-mail]).
Zainteresowane osoby, organizacje i firmy prosimy
o zg∏oszenia pod adresem organizatorów konkursu.
PublicznoÊç ma wst´p wolny.