அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்: சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 14 மார்ச் 2025

புவி வெப்ப உயர்வு

சீரற்ற zigzag பாணியில் அமைந்த சுவர்கள் வெப்பமான கட்டிடங்களை குளிரச் செய்கிறது. இவ்வகை கட்டிடக் கலையில் கட்டப்பட்ட கட்டிடங்கள் zigzag சுவர்கள் கொண்ட அமைப்பு கொண்டவை. இவற்றின் மீது விழும் வெப்பம் உறிஞ்சப்பட்டு உமிழப்படுகிறது என்று புதிய ஆய்வு ஒன்று கூறுகிறது.

உலகளாவிய ஆற்றல் நுகர்வில் கட்டிடங்களின் பங்கு சுமார் 40%. இது உலக கார்பன் டை ஆக்சைடு உமிழ்வில் மூன்றில் ஒரு பங்கிற்கும் அதிகமானது. இந்த உமிழ்வில் குளிர் சாதன வசதிக்காக செலவிடப்படும் ஆற்றல் குறிப்பிடத்தக்க பங்கு வகிக்கிறது. இந்நிலை தொடர்ந்தால் 2050ல் ஆற்றல் நுகர்வு இரு மடங்காகும் என்று ஆய்வாளர்கள் அஞ்சுகின்றனர். தொடர்ந்தும் பூமி சூடாகிக் கொண்டிருக்கும் நிலையில் கட்டிடங்களை குளிரச் செய்வதற்கான தேவை அதிகரிக்கிறது. zigzag wall நாளுக்கு நாள் பெருகி வரும் இச்சவாலை சமாளிக்க ஆற்றல் நுகர்வற்ற மறைமுக குளிர்விக்கும் வழிகளை விஞ்ஞானிகள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர். நியூயார்க் கொலம்பியா பல்கலைக்கழக ஆய்வாளர் கைலாங் செங் (Qilong Cheng) அவர்களின் தலைமையிலான ஆய்வுக் குழுவினர் கட்டிடங்களில் இருந்து சூரிய ஒளியை திசை திருப்பி விட்டு ஆற்றல் பயன்பாட்டைக் குறைக்க உதவும் வடிவில் அமைந்த கட்டிடங்களை உருவாக்கியுள்ளனர்.

இம்முறையில் Zigzag பாணியில் அமைந்த சுவர்கள் அமைக்கப்பட்டுள்ளன. இதனால் ஒரு கட்டிடத்தின் தரைப்பரப்பு வெப்பநிலையை (surface temperature) மூன்று டிகிரி செல்சியர்ஸ் அளவுக்குக் குறைக்கலாம்.

சமதளப் பரப்பாக அமைந்திருக்கும் சுவர்களுடன் ஒப்பிடும்போது இம்முறையில் ஆற்றல் நுகர்வு மிகக் குறைந்த அளவு.

“இது போன்ற வடிவமைப்புடன் கட்டப்பட்ட கட்டிடங்கள் குளிர்ச்சியாக உள்ளன. இதனால் குளிர்விக்க செலவாகும் ஆற்றலைக் குறைக்க முடியும்” என்று செங் கூறுகிறார். இவ்வகை கட்டிடத்தை பக்கவாட்டில் பார்க்கும்போது நீட்சியுடன் கூடிய சுவர்கள் zigzag வடிவமைப்புடன் உள்ளன. இந்த கட்டமைப்பு வெப்ப பரிமாற்ற முறையில் கட்டிடத்தைக் குளிர்விக்கிறது. வெப்ப பரிமாற்றத்தின் மூலம் நிகழும் குளிர்வித்தல் (radiative cooling) என்று இது அழைக்கப்படுகிறது.

இம்முறையில் சூரிய ஒளி பிரதிபலிக்கப்படுகிறது. பூமியின் வளிமண்டலம் வழியாக நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு கதிரியக்கம் வெளியிடப்படுகிறது. இது விண்வெளியின் வெளிப்புற அடுக்கில் உமிழப்படுகிறது. வெப்ப பரிமாற்ற குளிர்வித்தல் முறை கடந்த பத்தாண்டில் மிகச் சிறந்த ஆற்றல் மேலாண்மையுடன் கூடிய குளிரூட்டும் முறையாக பிரபலமடைந்துள்ளது.

சூரிய ஒளியைப் பிரதிபலிக்க பின்பற்றப்படும் வெள்ளை நிற வண்ணப்பூச்சுகளை பூசுவது போன்ற பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் முறைகள் பக்கவாட்டில் அமைந்த கட்டிடங்களில் மட்டுமே பயன் தருகிறது. செங்குத்து சுவர்கள் உள்ள கட்டிடங்களில் இது அதிக பயனைத் தருவதில்லை. செங்குத்தாக கட்டப்பட்டுள்ள கட்டிடங்கள் நில வெப்பத்தையும் உறிஞ்சுகின்றன.

Zigzag சுவர்களுடன் கட்டப்பட்ட கட்டிடங்கள் வெப்பத்தை உமிழும் பரப்புகளை உருவாக்குகின்றன. இந்த வெப்பம் வாயு மண்டல வெளிப்படைத் தன்மை சாளரத்தின் (Atmospheric transparency window) மூலம் உமிழப்படுகிறது. இதனால் சூரியனிடம் இருந்து வரும் அகச்சிவப்பு வெப்பம் உறிஞ்சுவதற்குப் பதில் பிரதிபலிக்கப்படுகிறது. வெப்பமான காலநிலையுள்ள இடங்களில் இந்த கண்டுபிடிப்பு நம்பிக்கையளிப்பதாக உள்ளது.

ஆனால் இந்த முறை குளிர்காலத்தில் குளிர் மிகுந்த இடங்களில் வெப்பத்தின் தேவையை அதிகரிக்கும். இதை சமாளிக்க கீல் துடுப்புகள் (hinged fins) வசதியுடன் உள்ள கட்டிடங்கள் உதவும் என்று ஆய்வுக்குழுவினர் கூறுகின்றனர். இதனால் குளிர்காலத்தில் சூரியனிடம் இருந்து வரும் வெப்பம் அதிக அளவில் உறிஞ்சப்பட்டு கட்டிடத்திற்குள் அனுப்பப்படும்.

கோடையில் வெப்பம் குறைவாக உறிஞ்சப்படும். இந்த கண்டுபிடிப்பு காலநிலை மாற்றத்தின் கெடுதிகளைப் பெருமளவில் குறைக்க உதவும் என்று ஆய்வாளர்கள் நம்புகின்றனர்.

மேற்கோள்: https://www.theguardian.com/environment/article/2024/aug/16/zigzag-patterns-on-walls-could-help-cool-overheated-buildings-study-finds?

- சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

விவரங்கள்: சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 28 பிப்ரவரி 2025

ஜப்பானின் மாஜிக் புல்லட். கடந்த அறுபது ஆண்டுகளாக ஒரு நாட்டின் தலையெழுத்தை மாற்றி எழுதிய ஒரு தொழில்நுட்ப அதிசயம். 1964ல் ஒரு நாள். ஷிங்கன்சன் புல்லட் இரயில் சேவையின் தொடக்கம். டோக்கியோ ஒலிம்பிக் போட்டி ஆரம்பம். உலகில் ஒரு புதிய பொருளாதார சக்தியின்... ஜனநாயகத்தின் உயிர்த்தெழுதலை பறைசாற்றியது.

அறுபது ஆண்டுகளுக்கு முன்பு

அக்டோபர் 1, 1964. காலை மணி ஆறு. இரண்டு இரயில்கள் எதிரெதிர் திசைகளில் உலகின் ஒரு துணிச்சலான கன்னிப் பயனத்தைத் தொடங்க தயாராக இருந்தன. இந்த புதிய போக்குவரத்து சேவையின் ஆரம்பம் இரண்டாம் உலகப் போரினால் சீரழிந்திருந்த ஜப்பான், இராணுவ சக்தி படைத்த ஒரு நாடு என்ற நிலையில் இருந்து அந்நாட்டை உலகளாவிய பொருளாதார வலிமை என்ற நிலைக்கு உயர்த்தியது. முன்னேற்றம் அதன் அடையாளமாக மாறியது.

அந்த கன்னிப் பயணத்தில் அழகான ஆடைகளை அணிந்திருந்த ஜப்பானிய ஆண், பெண், குழந்தைகள் அந்த இரயிலின் ஜன்னல் வழியாக சுழலும் ஓசையுடன் கிராமத்துக் காற்று உள்ளே வருவதை வியப்புடன் பார்த்துக் கொண்டிருந்தனர். இரயில் போக்குவரத்தில் அது வரை வரலாறு காணாத வேகத்துடன் ஓடிக் கொண்டிருந்த இரயிலின் ஓட்டத்தினால் துடித்த தங்கள் மனதையும், நடுங்கிய நரம்புகளையும் அமைதிப்படுத்த பயணிகளில் சிலர் முயற்சி செய்து கொண்டிருந்தனர்.

பயணம் முடிந்து இரண்டு இரயில்களும் அவை சென்று சேர வேண்டிய டோக்கியோ மற்றும் ஒசாகா இரயில் நிலையங்களுக்கு வந்து சேர்ந்ததைப் பார்க்க மக்கள் கூடினர். அன்றும் இன்று போலவே இரயில்கள் துல்லியமான நேரத்தில் காலை பத்து மணிக்கு 320 மைல் பயணத்தை முடித்துக் கொண்டு உரிய இடங்களுக்கு வந்து சேர்ந்து பயணிகளை இறக்கி விட்டன. முன்பு இப்பயணத்திற்கு ஏழு மணி நேரமானது. ஆனால் புல்லட் இரயில்கள் இதே தூரத்தை நான்கே மணி நேரத்தில் கடந்தன.

இன்று இது நாட்டின் பொதுப் போக்குவரத்து சேவை என்னும் மகுடத்தில் ஒளிரும் அணிகலன்.

ஆனால் அன்று போரினால் அழிந்த, நாட்டின் மீட்கப்பட்ட செழுமைக்கு உதவும் விமான, சாலைப் போக்குவரத்து வளர்ச்சிக்கு இடையில் இந்த சேவை ஒரு அராஜகமான செலவு என்று கடும் விமரிசனங்கள் எழுந்தன. ஜப்பானுக்கு உள்ளே ஷிங்கன்சன் என்றும், வெளியில் புல்லட் இரயில் என்றும் அழைக்கப்படும் இந்த சேவை இப்போது நாட்டின் ஒரு வழக்குச் சொல்லாக மாறி விட்டது.

நாட்டின் முதன்மையான நான்கு தீவுகளை இணைக்கும் இந்த சேவை 1,800 மைல் நீண்ட வலையமைப்பை உடையது. மணிக்கு 200 மைல் வேகத்தில் ஓடுகிறது. 1965ல் 18வது வயதில் டோக்கியோவில் இருந்து கயோட்டோவிற்கு தனது பெற்றோர் மற்றும் சகோதரருடன் சென்ற, முதல் புல்லட் இரயில் பயணத்தை “அது மிக மென்மையான ஒரு பயணம். இரயில் வேகமாக ஓடிக் கொண்டிருக்கிறது என்பதை கடந்து செல்லும் இயற்கைக் காட்சிகளை வைத்தே தெரிந்து கொள்ள வேண்டியிருந்தது” என்று நீண்ட கால ஜப்பான்வாசி மார்க் ஷ்ரய்பர் (Mark Schreiber) மகிழ்வுடன் நினைவுகூர்கிறார்.

இந்த இரயில் சேவையின் 25வது ஆண்டு நிறைவின்போது மார்க் இதன் வரலாற்றை ஒரு ஜப்பானிய இதழில் “ஜப்பான் அதன் இரயில்களை எப்போதும் நேசிக்கும் ஒரு நாடு. இது பற்றிய பெருமிதமும் உற்சாகமும் ஒருவரிடம் இருந்து மற்றொருவருக்கு தொற்றக் கூடியது” என்று எழுதினார்.

ஒரு அதி வேக இரயில் சேவையை எவ்வாறு வெற்றிகரமாக நடத்துவது என்பதற்கு ஜப்பானின் புல்லட் இரயில் ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு. டக்கேடோ சேவை (Tokaido line) என்று அழைக்கப்படும் டோக்கியோ-நகோயா-ஒசாகா (Tokyo-Nagoya-Osaka) சேவை மூலம் மட்டும் 6.4 பில்லியன் மக்கள் பயணம் செய்துள்ளனர் என்று மத்திய ஜப்பான் இரயில்வே கூறுகிறது. இது வரை இந்த சேவையில் விபத்தால் ஒருவர் கூட உயிரிழக்கவில்லை.

இதன் சராசரி காலதாமதம் என்பது ஒரு நிமிடத்திற்கும் குறைவான நேரம் மட்டுமே. டோக்கியோ ஒலிம்பிக் போட்டிகள் தொடங்குவதற்கு ஒன்பது நாட்கள் முன்பு இந்த புல்லட் இரயில் திட்டம் முடிக்கப்பட்டது.

“புல்லட் சேவையின் தொடக்கம் மற்றும் 1964 ஒலிம்பிக் போட்டி - ஜப்பான் மீண்டெழுந்து உலகின் முன்னணி நாடாக மாறுகிறது என்பதை உலகிற்கு உணர்த்தியது” என்று கார்டிஃப் (Cardiff) பல்கலைக்கழக ஜப்பானிய பிரிவின் இருக்கை இல்லாத பேராசிரியரும், ஷிங்கன்சன் புல்லட் இரயில் முதல் நவீன ஜப்பான் (Shinkansen: From Bullet Train to Symbol of Modern Japan.) என்ற நூலின் ஆசிரியருமான கிறிஸ்டோபர் ஹுட் (Christopher Hood) கூறுகிறார்.

குவிந்த பாராட்டுகளுடன் புல்லட் இரயில் நிர்வாகம் அதன் செயல்களை நிறுத்தி விடவில்லை. டோக்கியோ-ஒசாகா பயண நேரம் மணிக்கு 178 மைல் வேகத்துடன் 2 மணி 22 நிமிடங்களாக குறைக்கப்பட்டது. 1964ல் சராசரி 60,000 பேர் பயணம் செய்த இத்திட்டத்தில் 2013ல் 4,24,000 பேர் பயணம் செய்தனர். சூழல் கவலைகள், மலிவான விமானப் பயண வசதிகளின் வருகையால் இதன் அடுத்த தலைமுறை இரயில் திட்டங்கள் தாமதமாகியுள்ளன.

புதிய திட்டங்கள்

சூவோ ஷிங்கன்சன் (Chuo Shinkansen) என்று அழைக்கப்படும் புதிய சேவை 2027ல் தொடங்கத் திட்டமிடப்பட்டிருந்தது. டோக்கியோவை நகோயா என்ற மத்திய நகரத்துடன் இணைக்கும் இந்தத் திட்டத்தின் மூலம் இப்போது உள்ள ஒரு மணி 34 நிமிட நேரப் பயணம் 40 நிமிடமாகக் குறையும். இந்த தடத்தில் ஓடும் இரயில்களின் வேகம் அதிகபட்சம் மணிக்கு 300 மைல்கள்.

முன் மொழியப்பட்டுள்ள பாதையில் உள்ள மென்மையாண நில அமைப்பு மற்றும் மண்ணின் தன்மை காரணமாக வழியில் கட்டப்படும் ஒரு குகையின் கட்டுமானப் பணிகளால் இத்திட்டம் மேலும் ஐந்தாண்டுகளுக்குத் தாமதமாகும். அதனால் இதன் வணிகப் பயன்பாடு 2034ல் தொடங்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. பாதுகாப்பு அம்சம், நம்பகத் தன்மை, முக்கிய நகரங்களை இணைக்கும் வசதி போன்றவையே புல்லட் இரயில்களின் வெற்றிக்குக் காரணம்.

புல்லட் இரயில்களை ஜப்பான் இயக்காமல் இருந்திருந்தால் இது போன்ற சேவைகள் உலகில் வேறெங்கும் தொடங்கப்பட்டிருக்காது. “புல்லட் இரயில்கள் நகரங்களின் பொருளாதாரத்தை வளப்படுத்தியுள்ளது. அந்த காலத்தில் பட்டுப் பாதை மற்றும் ரோமானியர்களின் சாலைக் கட்டுமானம், பொருளாதாரம், கலாச்சாரம், நாகரீகத்தை புரட்சிகரமாக மாற்றியமைத்தது. இதுபோல இப்போது இந்த புல்லட் இரயில்கள், செல்லும் வழியில் உள்ள நகரங்களின் பொருளாதாரத்தை மேம்படுத்தியுள்ளது” என்று இந்த சேவைகளை ஆண்டிற்கு பத்து முறை பயன்படுத்தும் போக்குவரத்து கொள்கை நிபுணரும் டோக்கியோ பல்கலைக்கழக தேசிய பட்டப் படிப்பு கழகத்தின்இமெரெட்டிஸ் (emeritus) பேராசிரியருமான ஷைஜ்ரு மொரிச்சி (Shigeru Morichi) கூறுகிறார்.

இமெரெட்டிஸ் பேராசிரியர் பதவி என்பது ஓய்வு பெற்ற பின் அந்த கல்வி நிறுவனத்திற்கு ஆற்றிய அரும்பணிகளுக்காக ஒருவருக்கு கொடுக்கப்படும் மரியாதை பட்டம். “இந்த இரயில்கள் ஜப்பானை நேசிக்கும் மக்களின் சுருக்கமான வடிவம். செய்யும் பணியில் பெருமை கொள்வது, மற்றவர்களுக்கு சேவை செய்வது, திறமையைச் சார்ந்திருப்பது போன்ற பண்புகளின் வெளிப்பாடு” என்று இருபது ஆண்டுகளாக இபுல்லட் இரயில்களில் ஆங்கில மொழி அறிவிப்புகளை வெளியிடும் டோன பர்க் (Donna Burke) கூறுகிறார்.

உழைப்பிற்கும் உயர் தொழில்நுட்பத் திறனுக்கும் உலகிற்கே முன் மாதிரியாக உள்ள ஜப்பான் என்ற நாட்டின் சாதனைகளின் கிரீடத்தில் இந்த புல்லட் இரயில் ஒரு பொன்னிறகு!

மேற்கோள்: https://www.theguardian.com/world/2024/sep/29/japans-magic-bullet-60-years-of-the-train-that-helped-rebuild-the-idea-of-a-country?

- சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

விவரங்கள்: சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 22 ஜனவரி 2025

அறிவியல்

மனித செயல்திறனை அதிகரிக்க விரைவில் இயந்திர உறுப்புகள் உதவும் என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர். பெருவிரல் முதல் இயந்திரக் கை வரை இத்தகைய உறுப்புகள் வடிவமைக்கப்பட்டு வருகின்றன. ஒரு கைக்குழந்தையைக் கவனிக்கும் நேரத்தில் அல்லது ஒரு நோயாளிக்கு அறுவை சிகிச்சை நடக்கும் சமயத்தில் அல்லது வீட்டில் ஒரு ஞாயிற்றுக்கிழமை விருந்து தயாராகும் வேளையில் அல்லது இதுபோன்ற பல சமயங்களில் கூடுதல் உறுப்புகள் மனிதர்களுக்குப் பேருதவியாக அமையும் என்று ஆய்வாளர்கள் நம்புகின்றனர்.

(Dani Clode’s 3D-printed thumb. Photograph: Tom Stewart)

திறனை அதிகரிக்க உதவும் உறுப்புகள்

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு பல துறைகளில் உற்பத்தித் திறனையும் அதிகரிக்க உதவும் என்று கேம்பிரிட்ஜ் எம் ஆர் சி மூளை நரம்பியல் பிரிவின் பேராசிரியர் டாமர் மாக்கின் (Prof Tamar Makin) கூறுகிறார். சமைத்துக் கொண்டிருக்கும்போது செயற்கைக் கையின் உதவியுடன் ஒருவர் ஒரு பக்கம் காய்களை நறுக்கியபடியே மற்றொரு பக்கம் சூப் தயாரிக்கலாம். விரும்பும் நேரத்தில் செயற்கைக் கையைப் பொருத்தி அதைத் தனியாக இயக்க முடியும்.

எவருடைய கையிலும் பொருத்திப் பயன்படுத்தக் கூடிய முப்பரிமாண வடிவமைப்புடன் கூடிய செயற்கைப் பெருவிரலை (3D thump) இதே பல்கலைக்கழகத்தின் மற்றொரு நரம்பியல் பேராசிரியர் டானி குளோட் (Prof Dani Clode) கண்டுபிடித்துள்ளார். இந்த புதிய கருவி பற்றி சமீபத்தில் வாஷிங்டனில் நடந்த அமெரிக்க மேம்பாடடைந்த அறிவியல் சங்கத்தின் (American Association of Advanced Sciences AAAS) வருடாந்திரக் கூட்டத்தில் விரிவாகப் பேசப்பட்டது.

உணவகங்களில் உணவு பரிமாறுபவர்கள் சாப்பாட்டுத் தட்டுகளைக் கையாள, மின் வேலை செய்பவர் வேலையின்போது மின்கம்பிகளைப் பற்ற வைக்க செயற்கைப் பெருவிரல் உதவும். மரவேலை செய்பவர் சுத்தியலை ஒரு கையால் பிடித்துக் கொண்டு மற்றொரு பக்கம் ஆணி அடிக்க செயற்கைக் கை உதவும்.

வேலை பார்க்கும் இடங்களில் தேவைப்படும் தொழிலிற்கு ஏற்றமாதிரி இது போன்ற இயந்திர உறுப்புகளை உருவாக்க முடியும்.

ஒரு நிபுணர் நோயாளிக்கு தோள்பட்டையில் அறுவை சிகிச்சை செய்யும்போது அதற்கு உதவும் கேமராவை செயற்கைக் கையின் உதவியுடன் அவரே பிடித்துக் கொண்டு சிகிச்சையை வெற்றிகரமாக செய்யலாம். உதவியாளர் கேமராவை பிடித்துக் கொண்டிருப்பதை விட மருத்துவரே அதைக் கையாள்வதால் கூடுதல் துல்லியத் தன்மையுடன் சிகிச்சை செய்ய முடியும். தன் இரு கைகளாலும் அவர் மற்ற கருவிகளைப் பயன்படுத்தும்போது இந்த கூடுதல் கை கேமராவை சுதந்திரமாக இயக்க அவருக்கு உதவியாக அமையும்.

தனிக்கருவி ஒன்றை விட இது போன்ற செயற்கை உறுப்புகள் அதைக் கையாள்பவருக்கு அதன் மீது முழுக்கட்டுப்பாட்டையும் ஏற்படுத்துகிறது. உடலின் இயற்கையான இயக்கங்களுடன் செயற்கை உறுப்புகள் ஒருங்கிணைந்து செயல்படுவதால் இவற்றைக் கையாள்பவரின் திறன் பல மடங்கு அதிகரிக்கிறது. இயக்குபவரின் முழு விருப்பப்படி செயற்கை உறுப்பை கூடுதல் துல்லியத் தன்மையுடன் இயக்க முடியும். இதனால் செயல்திறன் மேம்படுகிறது. குறிப்பிட்ட தனிநபரின் செயல்திறனுக்கு ஏற்ப கூடுதல் உறுப்புகளைப் பொருத்திக் கொள்ள முடியும். இழக்கப்பட்ட கைக்கு பதில் ஒருவருக்கு செயற்கைக் கையைப் பொருத்த முடியும்.

பயன்படுத்துபவரின் இயல்பான திறன்களை இத்தகைய செயற்கை உறுப்புகள் பாதிப்பதில்லை என்பது இவற்றின் தனிச்சிறப்பு என்று டானி கூறுகிறார். இந்த உறுப்புகள் நமது உடலில் ஒரு மேலடுக்கு போலவே இருந்து செயல்படுகின்றன. இதனால் இவை உடலின் இயல்பான உறுப்புகள், அவற்றின் செயல்பாடுகள் மீது எதிர்மறையான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துவதில்லை. ஆய்வுக்குட்படுத்தப்பட்ட 98% பேர் பொருத்தப்பட்ட முதல் நிமிடத்திற்குள் செயற்கைப் பெருவிரலை பயன்படுத்தினர்.

பலருடைய மேற்கையில் செயற்கைப் பெருவிரல் இணைக்கப்பட்டு காலுறைகள் அல்லது கணுக்கால் முட்டிகளில் அவற்றைக் கட்டுப்படுத்தும் நுண் கட்டுப்பாட்டுக் கருவிகள் (micro processors) பொருத்தப்பட்டு மின்கலன் மூலம் இயங்கும் சவால் நிறைந்த இரண்டு மோட்டார்களை இயக்குமாறு கோரப்பட்டது. இவர்கள் பாதத்தில் அழுத்த உணரிகள் இணைக்கப்பட்டு ஆராயப்பட்டது. இதில் பெரும்பாலோனோரும் மோட்டார்களை சுலபமாக இயக்கியது கண்டறியப்பட்டது.

மூளை அல்லது முதுகுத் தண்டில் மின் தண்டுகளைப் பொருத்தி செயற்கை உறுப்புகளை உடலில் இணைத்து அவற்றைக் கட்டுப்படுத்துவது பற்றி சில ஆய்வுகள் நடந்து வருகின்றன. ஆரோக்கியமான மனித உடலில் இது போல மின்தண்டுகளைப் பொருத்துவது தார்மீகரீதியாக கேள்விகளை எழுப்பும் என்று மாக்கின் கூறுகிறார். இலண்டன் ராயல் சங்கத்தின் சார்பில் சமீபத்தில் நடந்த கோடை அறிவியல் கண்காட்சியில் இயந்திரப் பெருவிரல் காட்சிக்கு வைக்கப்பட்டு பார்வையாளர்கள் அதை இயக்க அனுமதிக்கப்பட்டனர்.

3 முதல் 97 வயது வரையிலான 600 பேரில் 98% பேர் விரலை முதல் நிமிடத்திற்குள்ளேயே இயக்கினர். மனித மூளையில் பொருத்தப்படும் ஒரு சில்லியால் (chip) கூட இதைச் செய்ய முடியாது என்று ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர். விரைவில் மனித வாழ்வில் இந்த செயற்கை உறுப்புகள் பெரும் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் என்று ஆய்வாளர்கள் நம்புகின்றனர்.

மேற்கோள்: https://www.theguardian.com/science/2023/mar/02/human-augmentation-with-robotic-body-parts-is-at-hand-say-scientists

- சிதம்பரம் இரவிச்சந்திரன்

விவரங்கள்: பாண்டி; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 31 டிசம்பர் 2024

காலநிலை மாற்றம், கரியமில புகையை வெளியேற்றுவதை கட்டுப்படுத்துதல் போன்ற உரையாடல்கள் மாநாடுகள் உலகளவில் நடக்கத் தொடங்கிய நாளிலிருந்து மாபெரும் தகவல் தொழில்நுட்ப நிறுவனங்கள் தங்களின் மின்சார, பிற ஆற்றல் நுகர்வு தேவைகளை (Energy Consumption) கரியமில புகை வெளியேற்றாத (CO2 emissions) வழியில் தேட தொடங்கிவிட்டார்கள். 24/7 நேரமும் இணைய சேவைகள் மற்றும் சேவை பயன்பாடுகள் நடக்க அவர்களுக்கு (Sustainable energy) ஒரு நிலையான ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. தகவல் தொழில்நுட்ப தகவல் (Data Center) நிலையங்களில் பயன்படுத்தப்படும் ஆற்றல் முழுவதும் ஏதோ ஒரு வகையில் கரியமில புகையை வெளியேற்றுவதாவே உள்ளது. உதாரணமாக பல மின் நிலையங்கள் நிலக்கரி, இயற்கை எரிவாயு, புதைபடிவ எரிபொருள் மூலமாக பெறக்கூடியதாக இயங்குகிறது. சொல்லப்போனால் இன்றளவும் அப்படி தான் இருக்கிறது. ஆனால், இதிலிருந்து அவர்கள் முழுவதும் மாற நினைக்கிறார்கள். தங்கள் நிறுவனங்களின் எதிர்கால திட்டங்களை கரியமில புகை வெளியேற்றாமல் நூறு விழுக்காடு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் வழியில் (Renewable Energy) தேவைகளை நிறைவேற்ற உறுதிமொழி ஏற்கிறார்கள். nuclear power plant 640 புதுப்பிக்கப்பட்ட ஆற்றல் என்பது ஆண்டு முழுவதும் நிலையான ஆற்றல் தொடர்ச்சியாக கிடைக்காது. உதாரணமாக நீர் மின்நிலையங்கள், காற்றாலை மின்சாரம், சூரியஒளி ஆற்றல் மின்சாரம், இவைகள் பருவநிலைக்கு ஏற்றாற்போல் மாறுபடும். இதில் அணுமின் ஆற்றல் மட்டுமே கரியமில புகையை வெளியேற்றாமல் ஆண்டு முழுவதும் ஒரு நிலையான மின்சாரத்தை வழங்கும். எனவே தான் ஐக்கிய நாடுகள் அவையின் காலநிலை மாற்ற COP அமைப்பும், முன்னேறிய நாடுகளும், பல தகவல் தொழில்நுட்ப நிறுவனங்களும் அணுஉலை மின்சாரத்தை "Clean Energy" என்று போற்றுகின்றனர்.

ஏற்கனவே மின்சார பசியுடன் இயங்கிக் கொண்டிருக்கும் தகவல் சேமிப்பு நிலையங்களுடன் தற்போது செயற்கை நுண்ணறிவு தொழில்நுட்பமும் இணைந்து வருவதால் இதன் மின்சார தேவை இருமடங்கு உயர்ந்து வருகிறது. செயற்கை நுண்ணறிவின் மின்சாரத் தேவையை நிறைவேற்ற அவர்களுக்கு அணுமின் ஆற்றல் தான் காலத்தின் இன்றியமையாதது என்று வெவ்வேறு புதிய அணுமின் ஆற்றலை பெற முனைப்புடன் இயங்குகிறார்கள்.

அமெரிக்காவில் நிகழ்ந்த அணுஉலை இடர்;

அமெரிக்காவின் பென்சில்வேனியா மாநிலத்தில் உள்ள Middletown என்ற புறநகர் பகுதியில் ஓடிய 'Susquehanna River' ஆற்றின் நடுவில் அமைந்திருந்தது Three Mile Island (TMC - Nuclear Plant) அணுமின்நிலையம். இதனை Exelon Energy என்ற தனியார் நிறுவனம் இயங்கிக் கொண்டிருந்தது. 1979 ஆம் ஆண்டு மார்ச் மாதம் 28 ஆம் நாள் அதிகாலையில் அணுஉலை அலகு 2ல் ஏற்பட்டது அந்த விபத்து.

அணுஉலையில் அணுக்களை அடைத்து வைக்கப்பட்டிருக்கும் reactor core -ஐ குளிரூட்ட எடுத்துச் செல்லும் குளிர்விப்பானின் மின்மோட்டார் திறப்பான் (Pump Valve) திடீரென இயங்காமல் போனதால் குளிரூட்டும் கிடங்கில் குளிரூட்டி (Coolant) முற்றிலும் தீர்ந்து விட்டது. முறையே இதனால் தொடர்ச்சியாக குளிரூட்டும் தொடர் சங்கிலி நிகழ்வுகள் முடங்கியது. அணுஉலை எங்கும் பதற்றமான சூழ்நிலை உருவானது.

பேரிடர் கால ஒலிப்பெருக்கி ஒலிக்க தொடங்கின, சிகப்பு விளக்குகள் எரியத் தொடங்கியது. அணுஉலையில் வேலை செய்தவர்கள் பதற்றமான சூழ்நிலைக்கு தள்ளப்பட்டனர். உடனடியாக அலகு 2ல் மின்சார உற்பத்தி நின்றுவிட்டது, அதாவது "Plant's turbine generator and core reactor itself automatically shutdown " பிற செயல்பாடுகளும் முற்றிலும் இயங்குவதை நிறுத்தப்பட்டது.

அணுஉலையை இயக்கிய தனியார் நிறுவனம் அது ஒரு சிறிய விபத்து சுற்றுச்சூழலுக்கு விளைவுகள் ஏற்படுத்தும் கதிரியக்கம் வெளியேறவில்லை என்றது. ஆனால், மறுநாள் மார்ச் 29 மத்திய வேளையில் துணைநிலை ஆளுநர் Bill Scranton அணுஉலையில் இருந்து கதிரியக்கம் வெளியேறி இருக்கிறது, அணுஉலையை இயக்கிய நிறுவனம் கூறுவதில் உண்மை இல்லை என்றார். கதிரியக்கம் சுற்றுச்சூழலில் கலந்து இருப்பதாக தெரிவித்தார். அணுஉலை அருகில் அமர்ந்திருந்த ஊரில் இருந்து மக்கள் வெளியேறினார்கள். மக்களுக்கு எந்த பாதிப்பும் உயிரிழப்புகள் எதுவும் ஏற்படவில்லை.

இந்த விபத்தை அமெரிக்க வரலாற்றில் மிக மோசமான அணுஉலை விபத்து என்று வர்ணிக்கிறார்கள்.

அது ஒரு சிறிய மனித தவறு என்று பின்னாளில் விசாரணை ஆய்வுகள் தெரிவித்தன. இந்த விபத்து தொடங்கிய நாளிலிருந்து அடுத்த 37 ஆண்டுகளுக்கு புதிய அணுஉலை அமெரிக்காவில் தொடங்கப்படவில்லை.

அலகு - 2 முற்றிலும் (Complete Shutdown) நிறுத்தி வைக்கப்பட்டாலும் சில ஆண்டுகள் கழித்து அலகு - 1 மீண்டும் இயங்கி மின்சார உற்பத்தி தொடங்கியது. அணுஉலையில் இருந்து மின்சாரம் பரிமாற்றம் நிகழ்ந்தது. தொழிற்சாலைகளும் வீடுகளுக்கும் மின் பரிமாற்றம் பெறப்பட்டது. எனினும் அலகு -1 ன் கடைசி நாள் 2019 -ஆம் ஆண்டு செப்டம்பர் 30 என்று அறிவித்தது Exelon Energy. இதற்கு வேறு காரணங்கள் சொன்னது நிறுவனம். அணுஉலையை தொடந்து இயக்குவதற்கு ஏராளமான நிதி தேவைப்படுவதாகவும் அதனால் மின்நிலையத்தில் இருந்து வருவாய் இல்லை என்று அறிவித்தது.

அதற்கு பிறகு இந்த அணுமின் நிலையத்தில் இருந்து எந்த மின்சாரமும் உற்பத்தி ஆகவில்லை.

மைக்ரோசாப்ட் மூலம் புதுப்பிக்கப்படும் அணுஉலை மின்சாரம்;

சரியாக ஐந்தாண்டுகள் கழித்து நிறுத்தி வைக்கப்பட்ட இதே அணுஉலையை மீண்டும் இயக்க போவதாக ஒரு புதிய செய்தியை செப்டம்பர் 20, 2024ல் அறிவித்தது Constellation Energy நிறுவனம். அதுவும் தகவல் தொழில்நுட்ப பெருநிறுவனமான மைக்ரோசாப்ட் உடன் கைகோர்த்து. மைக்ரோசாப்ட்டின் செயற்கை நுண்ணறிவு தேவைகளுக்கு அணுமின் மின்சாரத்தை பயன்படுத்தப்படும் என்றது மைக்ரோசாப்ட். அடுத்த 20 ஆண்டுகளுக்கு இதே அணுஉலையில் இருந்து 835MW மின்சாரத்தை மைக்ரோசாப்ட் பெறும் என்று ஒப்பந்தம் கையெழுத்தானது.

மூன்று மைல் தீவு அணுஉலை (Three Mile Island Nuclear Plant) அமைந்திருக்கும் பகுதியில் இருந்து பல மைல்கள் தொலைவில் இருக்கிறது மைக்ரோசாப்ட் நிறுவனத்தின் தகவல் சேமிப்பு நிலையங்கள். அப்படி என்றால் எவ்வாறு இங்கிருந்து மின்சாரத்தை மைக்ரோசாப்ட் மட்டும் தனியாகப் பெறும் என்பது பலருக்கும் கேள்வியாக இருக்கிறது.

மைக்ரோசாப்ட் நிறுவனம் கூறியதை கேட்டவுடன் எனக்கு எனக்கு கவிப்பேரரசு வைரமுத்துவின் பாடல் வரிகள் நினைவுக்கு வந்தது.

"கடலிலே மழை வீழந்தப் பின்

எந்தத் துளி மழைத் துளி

காதலில் அதுபோல நான்

கலந்திட்டேன் காதலி"

பாடல் வரிகள் கூறியது போல, அணு மின்சாரம் தனியாக செல்ல அதற்கொரு தனி மின் கம்பிகள் என்று கிடையாது. அரசு மற்றும் தனியார் நிறுவனங்கள் அமைந்திருக்கும் உயர் அழுத்த மின் கம்பிகள் வழியே தான் அணு மின்சாரமும் செல்ல வேண்டும். இதே மின்கம்பிகள் தான் புதைபடிவ எரிபொருளில் இருந்து எடுக்கப்பட்ட மின்சாரமும் செல்கிறது.

ஒருமுறை அணுமின்சாரத்தை உயர் அழுத்த மின் கம்பியில் கலந்து விட்டால் அது எந்த மின்சாரம் என்று யாராலும் பிரித்து பார்க்க முடியாது.

தற்போது புதுப்பிக்கப்படும் அணுஉலை எல்லா கட்ட ஆய்வுகள், தரச்சான்றுகள், கட்டுப்பாடுகள் சோதனை ஓட்டங்கள் முடிந்த பிறகு 2028ல் தான் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும். இந்த செய்தியால் அணுஉலை கொதிநிலையை விட பங்குச் சந்தை கொதிநிலை பன்மடங்கு உயர்ந்தது. இவ்விரண்டு பங்குகளும் மேலே மேலே உயர்ந்து. இந்நிறுவனம் வேறு யாரும் அல்ல இதற்கு முன் அணு உலையை இயக்கிய Exelon Energy ல் இருந்து பிரிந்து வந்த தனித்துவமான நிறுவனம்.

மைக்ரோசாப்ட் நிறுவனம் 2040- க்குள் தங்களின் அணைத்து அலுவலகங்களும் மற்றும் தகவல் சேமிப்பு (Data Center and office buildings) நிலையங்களும் கரியமில புகை வெளியேற்றாமல் (Carbon Neutral) இருக்கும் கட்டமைப்பை ஏற்படுத்தும் முனைப்புடன் இயங்குகிறார்கள்.

தற்போது அமெரிக்காவின் மின்தேவையில் 20% மட்டுமே அணுஉலை மின்சாரம் நிறைவேற்றுகிறது. மீதமுள்ள மின்சாரம் நீர்மின் நிலையங்கள் மற்றும் புதைபடிவ எரிபொருள் மூலமே கிடைக்கின்றது.

செயற்கை நுண்ணறிவின் மின்சாரத் தேவை;

2024 ஆம் ஆண்டை பொறுத்தவரை தகவல் தொழில்நுட்ப உலகத்திற்கு அது செயற்கை நுண்ணறிவு (Artificial Intelligence) ஆண்டு என்று கூறினால் அது மிகையாகாது. மாபெரும் தகவல் தொழில்நுட்பம், மென்பொருள், வன்பொருள் உற்பத்தி நிறுவனங்கள் அனைத்தும் செயற்கை நுண்ணறிவின் ஆய்வுகள், வடிவமைப்பு, அதன் எதிர்காலம் குறித்து தொடர்ச்சியாக பேசிக்கொண்டு இருந்தார்கள். மற்றொரு புறம் வங்கிகள், நிதி நிறுவனங்கள், தொழிற்சாலைகள்,

வணிக நிறுவனங்கள், ஹாலிவுட் உட்பட எப்படி எல்லாம் செயற்கை நுண்ணறிவை பயன்படுத்தி திறனை மேம்படுத்தலாம் என்று களத்தில் இறங்கினார்கள்.

சிலிக்கான் பள்ளத்தாக்கு பகுதியில் பெட்டி கடை வைத்திருக்கும் இடம் தொடங்கி ஒரு கோப்பை தேநீர் கையுடன் துண்டு பீடி அடிக்கும் ஆள் வரை AI பற்றி பேசினார்கள் என்றால் அது அமெரிக்க தகவல் தொழில்நுட்ப நிறுவனங்களுக்கே பெருமை சேர்க்கும்.

மைக்ரோசாப்ட், கூகுள், ஆப்பிள், டெஸ்லா, மெட்டா, ஆரக்கிள், போன்ற பெரிய நிறுவனங்கள் கடந்த சில ஆண்டுகளாகவே செயற்கை நுண்ணறிவு பற்றி பேசத் தொடங்கிவிட்டார்கள் என்று கூறலாம். இன்னும் ஒரு படி மேலே சென்று இப்படி கூறலாம் 2024 அமெரிக்க பங்குச்சந்தை முழுக்க முழுக்க செயற்கை நுண்ணறிவை மையம் கொண்டே எப்போதும் இல்லாத "All time High" எனும் புயலை உருவாக்கியது. AI செயற்கை நுண்ணறிவு என்ற சொல்லாடல் பல்வேறு பங்குகளை அதன் உச்சத்திற்கு எடுத்துச் சென்றது.

AI - ஐ இயக்கும் இயங்குதளம் அதன் இயந்திரம் கற்றல் வழிமுறைகள் (Machine Learning) கணித சமன்பாடுகளை நிகழ்த்திக் கொண்டிருக்கும் கணினி நுண்செயலி சில்லுகள் (Computer Chips) சிக்கலான சமன்பாடுகளை உயரிய வேகத்தில் தீர்வு ஏற்படுத்தி உடனடியாக விடை பெற்று கொடுக்கும் வேலைகள், மிகப்பெரிய மொழி மாதிரிகள் (Large Language Models) AI சில்லுகளுக்கு உள்ளே நிகழ்ந்தது கொண்டிருக்கும். வழக்கமான கணிணியில் உள்ள CPU (Central processing Units) AI வழங்கும் (Algorithm) படிமுறைக்கு உகந்ததாக இல்லை.

ஒரு AI Chip ஆனது பல்வேறு உட்பெட்டகங்களை கொண்டதாக வடிவமைப்பு செய்யப்பட்டிருக்கும். அடிப்படையில் இது ஒரு குறைக்கடத்தி (Semiconductor) ஆகும். அதற்குள் எண்ணற்ற நுணிணிய அளவில் வடிவமைக்கப்பட்ட Transistor -கள் கீழே கண்டவளை உள்ளடக்கிய ஒரு கையடக்க பெட்டகம்.

An AI Chip includes - Graphics Processing Units (GPUs), Field Programmable Gate Arrays (FPGA), Application Specific Integrated Circuits ASIC, Neural Processing Units (NPU),

செயற்கை நுண்ணறிவு சில்லுகள் நான்கு விதத்தில் வழக்கமான கணினி சில்லுகள் உடன் வேறுபடுகிறது, முறையே வேகம், உயரிய திறன் வெளிபாடு, நெகிழ்வான தன்மை, ஆற்றல் வாய்ந்த முடிவுகளை எட்டுவது.

இதற்கு வழக்கத்தை விட மின்சாரத்தின் தேவை பன்மடங்கு அதிகமாக தேவைப்படுகிறது. அதோடு AI சில்லுகள் வெளியிடும் வெப்பத்தை தணிக்க குளிரூட்டியின் பயன்பாட்டிற்கு மின்சார தேவை உயர்வாக உள்ளது.

சிறிய அளவிலான நகரும் அணுமின் நிலையங்கள்; (Advanced Small Modular Reactors SMRs)

மைக்ரோசாப்ட் நிறுவனம் அணுமின் ஆற்றலை தங்களின் எதிர்கால செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் பிற தேவைகளுக்கு TMI அணுமின் நிலையத்துடன் ஒப்பந்தம் கையெழுத்து ஆனவுடன் அடுத்தடுத்து மாதங்கள் கூகுள், அமேசான் போன்ற பெரு நிறுவனங்கள் தங்களின் எதிர்கால மின்சார தேவை திட்டங்கள் பற்றி அறிவித்தார்கள்.

2030 ஆம் ஆண்டுக்குள் கூகுள் நிறுவனம் தங்கள் நிறுவனங்களின் அனைத்து செயல்பாடுகளையும் Net Zero emission என்ற திட்ட வரைவதற்கு எடுத்துச் செல்ல முடிவு செய்திருக்கிறது. இதற்காக Kairos Power என்ற தனியார் அணுமின் உற்பத்தி நிறுவனத்துடன் அக்டோபர் 15, 2024ல் ஒப்பந்தம் செய்திருந்தது. Kairos Power நிறுவனம் செய்து முடிக்கும் SMRs சிறிய அளவிலான அணுமின் நிலையங்கள் மூலம் கூகுள் நிறுவனம் மட்டும் தனியே மின்சாரம் பெறுவது மற்றும் மக்கள் பயன்பாட்டிற்கும் வழங்குவது. இதன் அனைத்து திட்டங்களும் சோதனைகளும் சரியான முறையில் நிகழ்ந்தால் திட்டமிட்டபடி 2035ல் மின்சார உற்பத்தி தொடங்கி விடும்.

SMRs அணுமின் நிலையம் அமெரிக்கா உட்பட உலகில் வேறு எங்கும் தொடங்கப்படவே இல்லை. தற்போது கூட சோதனை முறையில் தான் இருக்கிறது.

பொதுவாகவே அணுமின் நிலையம் என்றாலே அது மிகப் பெரிய கட்டுமானப்பணிகள், குளிரூட்டும் கோபுரங்கள், சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு, பன்னாட்டு அணுவாற்றல் கழக வழிமுறைகள் என பல்வேறு கட்டங்களில் பல ஆண்டுகளாக நடைபெறும்.

இதிலிருந்து சிறிய அளவிலான SMRs நகரும் அணுமின் நிலையங்கள் மாறுபடுகின்றன. குறைந்த செலவில் மிகவும் சிறிய அளவிலான இடங்களில் மிகவும் பாதுகாப்பானதாக இவ்வகை அணுமின் நிலையம் செயல்படும். சில நூறு kW தொடங்கி பலநூறு kW மின்சாரம் பெறும் வகையில் கிடைக்கப்பெறும்.

இதில் TRISO என்றழைக்கப்படும் TRi-structural ISOtropic particle fuel ஆகும். ஒவ்வொரு துகளும் Uranium, Carbon, Oxygen மூலக்கூறுகள் கொண்டு மூன்றடுக்கு Carbon Layer களால் மூடப்பட்ட ஒரு சிறிய அளவிலான பப்பாளி பழ விதை போல் இருக்கும். அணுஉலையில் இவைகள் உயரிய வெப்பத்தை தாங்கும் வகையில் இருக்கிறது.

SMRs அணுஉலையில் வழக்கமான தண்ணீரை குளிரூட்டியாக பயன்படுத்தாமல் Molten Salt எனப்படும் உப்பு கரைசலை குளிரூட்டியாக பயன்படுத்த படுகிறது.

கூகுள் நிறுவனத்தை போலவே அமேசான் நிறுவனமும் தங்களுக்கான தனியே சிறிய அளவிலான நகரும் அணுமின் நிலையம் அமைக்க Energy Northwest நிறுவனத்துடன் ஒப்பந்தம் செய்திருக்கிறது.

தற்போது செயல்பாட்டில் உள்ள அணு உலைகளின் கட்டுப்பாடுகள் எல்லாம் Analog வடிவில் பெறப்படுகிறது. அதோடு இவைகள் எல்லாம் பழைய வடிவமைப்புகள் கொண்டவை. AI தொழில்நுட்பத்திற்கு எந்தளவுக்கு அணுமின் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறதோ அதே அளவுக்கு அணுமின் நிலையங்களுக்கு AI தொழில்நுட்பம் தேவைப்படுகிறது என்றால் அது சரியாக இருக்கும்.

Source: US department of energy, and https://kairospower.com/technology/

News Courtesy: https://www.npr.org/2024/12/09/nx-s1-5171063/artificial-intelligence-wants-to-go-nuclear-will-it-work

https://blog.google/outreach-initiatives/sustainability/google-kairos-power-nuclear-energy-agreement.

- பாண்டி