ربات معروف داوینچی که چندی پیش در انگلیس جراحی قلب باز انجام داده بود این بار یک بیمار مبتلا به سرطان "روده بزرگ" را با موفقیت جراحی کرد. این مرد اولین بیمار مبتلا به سرطان در انگلستان بود که توسط این ربات جراحی شد و به سلامت از اتاق عمل بازگشت.

 به نقل از دیلی‌میل، در یک عملیات جراحی که توسط ربات جراح "داوینچی" انجام شد، مثانه، پروستات، و راست روه یک مرد ۴۱ ساله مبتلا به سرطان "روده بزرگ" به نام "دین والتر"( Dean Walter) از طریق یک برش تنها ۲ اینچی در شکم وی خارج شد.

معمولا این نوع عمل جراحی به یک جراح و سه دستیار نیاز دارد و برش این جراحی از سینه بیمار آغاز شده و تا کشاله ران وی ادامه می‌یابد.

اگر جراحی والتر با روش‌های متداول صورت گرفته بود، باید ۳ هفته در بیمارستان بستری می‌شد تا دوران نقاهت پس از عمل را بگذارند ولی وی پس از عمل تنها ۸ روز در بیمارستان بستری شد.

هزینه عمل والتر ۲ میلیون پوند بود.

ربات "داوینچی" مجهز به چهار بازو است و می‌تواند برای برش بافت مورد استفاده قرار گیرد و از طریق دوربین ۳ بعدی خود، از درون بدن فیلمبرداری کند.

در فرآیند جراحی ۸ ساعته والتر، دو جراح عمل را از راه دور کنترل کردند.

والتر سال گذشته به سرطان مبتلا شد و به رغم شیمی‌درمانی و پرتودرمانی، سرطان در گره‌های لنفاوی و لگن وی گسترش یافت تا اینکه پزشکان مجبور شدند اعضای تحتانی را از بدنش خارج کنند تا بیماری از بین برود.

"شهنواز راشد" متخصص کولورکتال بیمارستان سلطنتی " Marsden" در مرکز لندن، که جراحی را رهبری کرد، اظهار داشت، من تاکنون صدها بار این عمل را انجام داده‌ام ولی انجام عمل به وسیله ربات، کار را بسیار راحت‌تر کرد که برای بیمار نیز بهتر بود.

پزشکان معتقدند در اعمال جراحی با سامانه جراح رباتیک داوینچی، بیمار درد کمتری را تجربه کرده و زودتر از زمان طبیعی به منزل باز می‌گردد.

ربات داوینچی چند سال پیش توانسته‌ بود یک بیمار ۲۲ ساله که به عارضه وجود حفره‌ای ۳.۵ سانتی متری در قلب مبتلا بود را نیز جراحی کند.

 

 

 

شرکت‌های بزرگ داروسازی در ابتدای سال جاری اعلام کردند که درصدد پایان‌دادن به تحقیقات خود در زمینه‌ی درمان بیماری آلزایمر هستند. این خبر برای ۵۰ میلیون فرد مبتلا به آلزایمر در سراسر جهان بسیار تکان‌دهنده بود. پیش‌بینی‌ها حاکی از این هستند که تا سال ۲۰۵۰، صد میلیون نفر به شمار مبتلایان به آلزایمر در سراسر جهان افزوده می‌شود؛ و با درنظر‌گرفتن خبر جدید، تمام این افراد از خدمات پزشکی برای بهبود کیفیت زندگیشان بی‌بهره می‌مانند.

بااین‌حال، هنوز هم راهی برای درمان این بیماری وجود دارد. تحقیقات جدید نشان می‌دهند که تمرین فیزیکی می‌تواند فضای منفی مغز را در موش‌های مبتلا به آلزایمر «پاکسازی» ‌کند؛ و در نتیجه سلول‌های عصبی جدید در هیپوکامپ (ساختاری در مغز که به فرآیند‌های یادگیری و حافظه می‌پردازد) این فرصت را پیدا می‌کنند که در فرآیندهای شناختی مانند به‌خاطرسپردن و یادگیری پیشرفت کنند. این یافته‌ها نشان می‌دهند داروهایی که بتوانند محیط هیپوکامپ را برای افزایش رشد و بقای سلول‌ها غنی کنند، در بازیابی سلامت و کارکرد مغز بیماران مبتلا به آلزایمر مؤثر هستند.

مغز این بیماران، محیطی متخاصم، ناملایم و پر از ساختارهایی از جنس پس‌مانده‌های مضر سلول‌های عصبی مانند پلاک‌های آمیلوئید و گره‌های نوروفیبریال است. در این محیط، سلول‌ها و روابط عصبی مرتباً به‌طرز قابل‌توجهی از بین رفته و فرآیندهای شناختی به‌شدت نزول می‌یابند؛ مثل از دست‌دادن حافظه. در بسیاری از آزمایشات شکست‌خورده‌ی دانشمندان، هدف، ازبین‌بردن این پسماندهای مضر، به‌خصوص پلاک‌های آمیلوئید بوده است تا مغز به فعالیت اولیه‌ی خود بازگردد. اما ناموفق بودن این آزمایشات باعث شده تا نظریه‌ی آمیلوئید که بر تجمعات پلاک آمیلوئید به‌عنوان عامل اصلی در آسیب‌شناسی بیماری آلزایمر تأکید داشت، مورد شک قرار گیرد.

همزمان، شواهدی دال بر تأثیر پیش‌گیرانه‌ی ورزش بر آلزایمر پیدا شده اما هنوز مشخص نیست که چطور می‌توان از آن در درمان بیماری استفاده کرد. به‌نظر می‌آید ورزش تغییراتی بیوشیمیایی ایجاد می‌کند که محیط مغز را برای بهبود سلامت سلول‌های عصبی آماده می‌کند. ورزش همچنین فرآیندهای ترمیمی مربوط به پاتولوژی بیماری آلزایمر را تحریک می‌کنند. این فرآیند که «نوروژنز هیپوکامپ بالغ» نام دارد، رشد سلول‌های عصبی و روابط آن‌ها را بهبود می‌بخشد. به این دلایل، چویی و همکارانش به بررسی این امر پرداختند که آیا می‌توان از اثرات ورزش و رشد سلولی اعصاب هیپوکامپ برای اهداف درمانی در ترمیم عملکرد مغز در مورد بیماری آلزایمر استفاده کرد یا خیر.

پژوهشگران دریافتند که حافظه‌ی موش‌های بیمار فعال در مقایسه با موش‌های کم‌تحرک، به علت نوروژنز هیپوکامپ بالغ و افرایش میزان مولکولی خاص بسیار بهتر شده بود. این مولکول که BDNF نام دارد، رشد سلول‌های مغز را بهبود می‌بخشد. آن‌ها توانستند فعالیت مغز، به‌خصوص حافظه را بدون تمرین بدنی در موش‌های مبتلا به آلزایمر بازسازی کنند. این کار با افزایش رشد سلول‌های هیپوکامپ و مولکول‌های BDNF و به‌وسیله‌ی ترکیبی از علم ژنتیک (تزریق یک ویروس) و تمهیدات دارویی انجام شد. از طرفی، جلوگیری از نوروژنز هیپوکامپ در مراحل اولیه‌ی پیشرفت بیماری، باعث بدترشدن سلامت اعصاب در مراحل بعدی و منجر به ازبین‌رفتن هیپوکامپ و عملکرد حافظه شد. این امر نشان می‌دهد که ت

رکیبی از داروهایی که نوروژنز هیپوکامپ بالغ و BDNF را افزایش می‌دهند، می‌توانند بیماری را کنترل یا کاملاً از آن جلوگیری کنند.

این پژوهش، نظریه‌ی آمیلوئید را که بیان می‌کند بیماری آلزایمر به‌دلیل رسوب پلاک‌های آمیلوئید ایجاد می‌شود، رد می‌کند. در پژوهش ذکرشده، ثابت شد که حذف پلاک‌های آمیلوئید برای بهبود حافظه ضروری نیست. این کشف با شواهدی که نشان می‌داد پلاک‌ها در مغز اشخاص سالم نیز یافت می‌شوند، هماهنگ است. برعکس، شاید با نظریه‌ی جدید و بهتری در رابطه با بیماری آلزایمر مواجه باشیم که بر فضایی سالم‌تر در مغز و نوروژنز هیپوکامپ بالغ تأکید دارد.

با این‌حال، این اخبار شگفت‌انگیز را باید با احتیاط برداشت کرد؛ زیرا مدل‌های آلزایمر در موش‌ها اغلب، قابل ترجمه به انسان نیستند؛ به‌طوری‌ که درمان‌هایی که بر موش‌ها کارساز بوده، کمکی به انسان‌ها نکرده است. همچنین، اگر هم این یافته‌ها قابل اجرا بر روی انسان باشند، شاید تنها بر تعدادی از اشخاص مبتلا که دارای اجزای ژنتیکی مشابه با مدل‌های آزمایش‌شده هستند، کارساز باشند. در پژوهش‌های آینده، باید نتایج به‌دست‌آمده را در مورد گروه‌های بیشتری از موش‌ها و تمام محدوده‌ی ژنتیکی شناخته‌شده‌ از آلزایمر تکرار کرد تا فواید پزشکی آن برای انسان نیز ثابت شود.

پیش از امتحان این یافته‌ها بر انسان، پژوهش‌های متعددی برای یافتن دارویی به‌منظور تقلید اثر ورزش لازم است؛ اثری که مغز را با BDNF و تحریک تکثیر سلولی پاکسازی کند. درحال‌حاضر، روشی که برای توزیع BDNF در مغز حیوانات آزمایشگاهی به‌کار می‌رود، تزریق مستقیم آن به مغز است؛ اما این روش برای انسان‌ مناسب نبوده و همچنین هنوز هم ترکیبی برای تحریک فرآیند نوروژنز هیپوکامپ یافت نشده است.

تلاش‌ها برای تولید جایگزین‌های دارویی به‌منظور تقلید و افزایش فواید ورزش ممکن است در آینده تبدیل به وسیله‌ای مؤثر برای بهبود فرآیند‌های شناختی در افراد مبتلا به آلزایمر شوند. همچنین افزایش نوروژنز در مراحل اولیه‌ی بیماری می‌تواند از مرگ سلول‌های عصبی در مراحل بعدی جلوگیری کرده و استراتژی قدرتمندی در اصلاح بیماری و درمان آن باشد.

 نیل آرمسترانگ در ۲۰ ژوئیه ۱۹۶۹، نام خود را در تاریخ جاودانه کرد و به اولین انسانی بدل شد که روی ماه قدم می‌گذارد. و امروز، با گذشت ۵۰ سال از ماموریت تاریخی آپولو ۱۱، قدم گذاشتن روی ماه، افتخاری است که تنها ۱۱ فضانورد دیگر موفق به انجام شدند. اما در مورد اینکه آرمسترانگ چگونه برای این کار انتخاب شد و چه مسیر پر آشوبی را برای رسیدن به ماه طی کرد، کمتر می‌دانیم.

در فیلم سینمایی نخستین انسان (First Man)، رایان گاسلینگ در نقش آرمسترانگ جوان ظاهر می‌شود که در ابتدای جاه‌طلبی‌هایش برای سفر باورنکردنی‌اش به ماه است. این فیلم بر اساس کتاب غیر داستانی به همین نام ساخته شده که جیمز آر. هانسن، زندگی‌نامه‌نویس رسمی آرمسترانگ، ۱۳ سال قبل به رشته تحریر در آورد. تقریبا هر چیزی که در فیلم نشان داده می‌شود، حقیقت دارد (البته به استثنای زرق‌و‌برق‌های هالیوودی) از جمله آموزش‌های آرمسترانگ برای پرواز به ماه که او را تقریبا تا کام مرگ می‌کشاند و مرگ دوست صمیمی او که برای اولین ماموریت آپولو برگزیده شده بود.

جاش سینگر، فیلمنامه‌نویس فیلم، چهار سال را صرف تحقیق و نوشتن فیلم کرد که حالا برخی از منتقدان و طرفداران در مورد نامزدی آن برای جایزه اسکار صحبت می‌کنند. سینگر اخیرا در اظهارنظری جالب گفته بود که وقتی فهمیده هنوز مسائل زیادی در مورد نیل آرمسترانگ وجود دارد که نمی‌دانیم، متعجب شده است. در ادامه ۲۲ حقیقت واقعی در مورد زندگی آرمسترانگ و رقابت فضایی را با هم می‌خوانیم که در فیلم سینمایی نخستین انسان نشان داده شدند.

همان‌طور که در فیلم به درستی اشاره می‌شود، فضانوردان شوروی تا قبل از فرود روی ماه، در تقریبا هر مرحله ازمسابقه فضایی در طول جنگ سرد، از آمریکایی‌ها جلوتر بودند. روس‌ها در سال ۱۹۵۷، اسپوتنیک را به‌عنوان نخستین ماه مصنوعی زمین به فضا فرستادند. روس‌ها بعد از آن، سگ‌های فضایی خود، بلکا و استرلکا را در سال ۱۹۶۰ به فضا فرستادند و اولین کشوری بودند که موفق شدند، کاوشگرهای خود را به ماه برسانند.

شوروری همچنین اولین کشوری بود که انسان را به فضا فرستاد. یوری گاگارین در سال ۱۹۶۳ و والنتینا ترشکووا در سال ۱۹۶۳ به فضا رفتند. الکسی لئونوف، نخستین فضانوردی بود که در سال ۱۹۶۵ موفق به انجام راهپیمایی فضایی شد. به این ترتیب، ایالات متحده عقب مانده بود. نیل آرمسترانگ قبل از اینکه به ماه فرستاده شود، سال‌ها به‌عنوان خلبان آزمایشی در ناسا کار می‌کرد. او اولین فضانورد غیرنظامی بود. تمام خلبانان آزمایشی هواپیمای X-15 قبل از آرمسترانگ، پرسنل ارتش بودند. بسیاری در نیروی هوایی یا نیروی دریایی خدمت می‌کردند. آرمسترانگ جزو گروه دوم فضانوردان ناسا بود.

اد وایت (نفر وسط)، دوست صمیمی و همسایه نیل آرمسترانگ بود که در حین تمرین برای ماموریت آپولو ۱ کشته شد

آرمسترانگ با تراژدی غریبه نبود. او دخترش، کارن را در سن ۲ سالگی در حالی که از یک تومور مغزی بدخیم رنج می‌برد از دست داد. خواهر آرمسترانگ در مصاحبه‌ای گفته بود، او اندوهگین بود و می‌خواست انرژی خود را در جنبه‌ای بسیار مثبت صرف کند. این همان زمانی بود که او برنامه فضایی را شروع کرد.

 اما همه همچون نیل آرمسترانگ برای اکتشاف فضا هیجان‌زده نبودند. در آن زمان بسیاری از آمریکایی‌ها، هزینه ۲۴٫۵ میلیارد دلاری ماموریت‌های آپولو را بسیار بالا می‌دانستند. گیل اسکات هرون، خواننده، شاعر و ترانه‌سرا، حتی ترانه‌ای به نام سفیدپوسته روی ماه (Whitey On The Moon) اجرا کرد.

اسکات هرون در بخش‌هایی از این ترانه می‌پرسد:

 آیا تمام پولی که سال قبل در آوردم، خرج سفیدپوست روی ماه شد؟ چطور اینجا هیچ پولی نداریم؟ هوم! چون مرد سفیدپوست روی ماه قدم گذاشته؟

برخی از مردم آمریکا حتی علیه تلاش ۸ ساله‌ی ناسا برای فرستادن انسان به ماه، دست به تظاهرات زدند. آرمسترانگ قبل از اینکه به ماه برود، در ماموریت جمینای ۸ (Gemini 8) شرکت کرد. این اولین ماموریتی بود که در آن، دو فضاپیما در مدار زمین به هم متصل می‌شدند. موضوعی که یک پیش‌نیاز ضروری برای فرود موفق روی ماه بود. اما آرمسترانگ در این ماموریت تجربه‌ی ترسناکی را از سر گذراند که در فیلم هم به آن پرداخته شد.

عکسی از نیل آرمسترانگ، فرمانده آپولو ۱۱، در داخل گردونه ماه‌نشین

هنگامی که یکی از تراسترهای فضاپیما با نقص فنی مواجه شد، آرمسترانگ و دیوید اسكات، به سرعت شروع به چرخیدن به دور خود کردند. از آنجایی که این دو فضانورد ارتباط خود با زمین را از دست داده بودند، تقریبا برای مدتی در فضا گم شدند. صدایی از خدمه این ماموریت ضبط شده که می‌گویند:

ما اینجا مشکلات جدی داریم. داریم پشت سرهم دور خودمان می‌چرخیم.

این دو در نهایت به این نتیجه رسیدند که باید سیستم مانور مداری فضاپیما را خاموش کنند. سرانجام فضانوردان بدون هیچ موفقیتی به زمین رسیدند و جان خود را نجات دادند. آنها فقط ۱۱ ساعت پس از پرتاب، در اقیانوس آرام فرود آمدند.

جمینای ۸، ماموریتی بود که برای سه روز برنامه‌ریزی شده بود، اما نقص فنی باعث شد که ماموریت تنها چند ساعت طول بکشد. یک سال بعد، در سال ۱۹۶۷، اولین ماموریت آپولو به فاجعه ختم شد. در طی یک آزمایش پیش از پرتاب، آتش‌سوزی در محل پرتاب رخ داد که موجب کشته شدن هر سه فضانورد ماموریت شد.

 نیل آرمسترانگ و دیوید اسکات در اقیانوس آرام پس از پرواز جمینای ۸  در ۱۶ مارس ۱۹۶۶

آرمسترانگ یک روز نزدیک به مرگ دیگر را نیز تنها یک سال قبل از رفتن به ماه، تجربه کرد. او در حالی که در هوستون با گردونه ماه‌نشین پرواز می‌کرد، سوخت فضاپیما شروع به نشت کرد و کنترلش را از دست داد. آرمسترانگ مجبور شد که از فاصله ۶۵ متری زمین به بیرون بپرد.

تحقیقات ناسا بعدا نشان داد که سیستم هشدار گردونه به آرمسترانگ هشدار نداده بود که وسیله نقلیه فشار از دست داده است. خوشبختانه، ناسا قبل از اینکه آرمسترانگ به ماه برود، نقص‌های فنی فضاپیمای خود را بر طرف کرد. و نیل در ماه ژوئن ۱۹۶۹، یک ماه قبل از ماموریت آپولو ۱۱، دوباره با این فضاپیما پرواز کرد.

آرمسترانگ روی زمین هم تمرین‌هایی برای فرود روی ماه انجام داد، تمریناتی که خطر کمتری داشتند. او برای هر مرحله از سفر آمادگی داشت، حتی چگونگی نصب نردبان ماه‌نشین در ماه را هم تمرین کرده بود. سرانجام، روز سرنوشت‌ساز فرا رسید. در ۱۶ ژوئیه سال ۱۹۶۹ (۲۹ تیر ۱۳۴۸) ساعت ۹ و۳۰ دقیقه بعد از ظهر، آرمسترانگ و خدمه‌اش برای ماموریتی ۸ روزه رهسپار ماه شدند.

نیل آرمسترانگ، فرمانده ماموریت آپولو ۱۱، در ۲۷ ژوئیه سال ۱۹۶۹ در حال صحبت با مارک پسرش، در حالی که همسر و پسر دیگرش، اریک هم حضور داشتند

امکانات داخل فضاپیما پنج ستاره نبودند. فضانوردان سرویس بهداشتی در کابین نداشتند، بلکه در کیسه قضای حاجت می‌کردند. چهار روز بعد، فضانوردان از گردونه ماه‌نشین ایگل برای فرود نهایی خود به سطح ماه استفاده کردند. سه فضانورد در این ماموریت حضور داشتند، اما تنها دو نفر از آنها سوار ماه‌نشین شدند. سواری که چندان جالب نبود. بعدا آرمسترانگ اعلام کرد که پرواز کردن با ماه‌نشین سخت‌ترین بخش ماموریت بود، اما این نیز به او احساس شادی زایدالوصفی می‌داد.

ماموران مرکز کنترل ماموریت با نفس‌های حبس‌شده، منتظر فرود ایگل بودند. وقتی آرمسترانگ اعلام کرد:

هیوستون، پایگاه آرامش اینجا است. ایگل فرود آمد.

 چارلی دوک، مسئول برقراری ارتباط با ماه‌نشین به آرمسترانگ گفته بود:

 پیام دریافت شد آرامش، صدای شما را در زمین داریم. اینجا چند نفری نزدیک بود از هیجان سکته کنند. دوباره می‌توانیم نفس بکشیم.

و پس از همه‌ی اینها، قدم گذاشتن روی ماه برای آرمسترانگ کار ایمن و قابل پیش‌بینی بود. هنگامی که آرمسترانگ روی ماه قدم برمی‌داشت گفته بود، سطح ماه خوب و پودر مانند است. می‌توانم آن را به راحتی با پنجه پایم بردارم.

فضانوردان آپولو ۱۱، از چپ به راست، نیل آرمسترانگ، مایکل کالینز و باز آلدرین

آرمسترانگ هرگز همه موفقیت فرود روی ماه را به حساب خود نگذاشت. او گفته بود:

 هنگامی که شما صدها هزار نفر دارید که همه‌ی کار خود را کمی بهتر از چیزی که باید انجام می‌دهند، در کار خود عملکرد بهتری خواهید داشت. و این تنها دلیلی است ما توانستیم موفق شویم.

رایان گاسلینگ، بازیگر نقش فضانورد پرافتخار ناسا، هنگامی که در جشنواره فیلم ونیز حضور داشت، در اشاره به همین جنبه از شخصیت فضانورد ناسا، به خبرنگاران گفته بود که نیل همچون بسیاری از فضانوردان، به‌شدت فروتن بود. پس از بازگشت به زمین، فضانوردان بلافاصله به دیدار خانواده‌هایشان نرفتند. هر سه باید ۲۱ روز را در قرنطینهمی‌ماندند، تا مشخص شود که هیچ‌کدام از آنها آلودگی از ماه به همراه خود نیاوردند. نیل با پسر خود مارک با یک اینترکام صحبت کرد.

مقاله‌های مرتبط:

• فضانوردان سابق ناسا از تجربه سفر به ماه می‌گویند
• چرا گردشگران فضایی اسپیس ایکس روی ماه فرود نمی‌آيند

 آرمسترانگ حتی در تاریخ ۵ اوت ۱۹۶۹ که سالروز تولد ۳۹ سالگیش بود نیز در قرنطینه باقی ماند. سرانجام روز ۱۱ اوت بود که ناسا اعلام کرد، فضانوردان ماموریت آپولو ۱۱ هیچ‌گونه آلودگی ندارند و به خانه فرستاده شدند. بنابراین اگر در فیلم نخستین انسان، نصب پرچم و ردپای فضانوردان روی ماه بخش کوچکی از داستان است، به این دلیل است که برای آرمسترانگ این‌گونه اتفاق افتاده است.

HMD گلوبال در راستای توسعه‌ی خانواده‌ی گوشی‌های برند نوکیا، گوشی هوشمند نوکیا ایکس ۷ را در چین معرفی کرد. نوکیا ایکس ۷ همانند اغلب دیگر گوشی‌های چینی خصوصیات نزدیک به دستگاه‌های پرچمدار را با قیمتی رقابتی ارائه می‌دهد و انتظار می‌رود که با نام نوکیا ۷.۱ پلاس روانه‌ی بازارهای جهانی شود. نوکیا ۷.۱ ابتدای ماه جاری از راه رسید و به‌زودی با قیمت ۳۴۹ دلار در ایالات متحده موجود می‌شود.

از جمله مشخصات نوکیا ایکس ۷ می‌توان به نمایشگر ۶.۲ اینچ LCD (با بریدگی) و پردازنده‌ی اسنپدراگون ۷۱۰ با حافظه‌ی داخلی ۶۴ یا ۱۲۸ گیگابایت و رم به‌ترتیب ۴ یا ۶ گیگابایت اشاره کرد. باتری ۳۵۰۰ میلی‌آمپر ساعتی این گوشی از شارژ سریع سیمی با توان ۱۸ وات پشتیبانی می‌کند. میان‌رده‌ی جدید نوکیا از دوربین دوگانه‌ی اصلی متشکل از یک لنز ۱۲ مگاپیکسل به همراه یک حسگر عمق ۱۳ مگاپیکسل بهره می‌برد و برخلاف غالب گوشی‌های مطرح فعلی مجهز به جک ۳.۵ میلی‌متری هدفون است.

نوکیا ایکس ۷ اندروید ۸.۱ اوریو را بدون خدمات گوگل (مخصوص بازار چین) اجرا می‌کند؛ اما همچنان به‌روزرسانی‌های امنیتی اندروید وان را دریافت خواهد کرد و به‌زودی موفق به دریافت اندروید پای نیز خواهد شد. قیمت این گوشی در بازار چین از ۱۶۹۹ یوان (۲۴۹ دلار) آغاز می‌شود.

میت ۲۰ و میت ۲۰ پرو دو پرچم‌دار جدید هواوی هستند و از ویژگی‌های جدیدی نظیر دوربین سه‌گانه، طراحی جدید، سنسور اثرانگشت زیر صفحه‌نمایش و تراشه‌ی جدید Kirin 980 بهره می‌برند.

سیستم شناسایی چهره، باتری بزرگتر و امکان شارژ بی‌سیم به‌صورت معکوس هم از دیگر ویژگی‌های این گوشی‌های جدید هستند. در ادامه نگاهی خواهیم داشت به پرچم‌دارهای جدید هواوی که قرار است با محصولاتی همچونآیفون ۱۰ اس مکس و گلکسی نوت ۹ رقابت کنند.

تماشای ویدئو در یوتیوب

دیود اتچلز، سردبیر وب‌سایت ایمیجینگ ریسورس (imaging-resource) موفق شده از آزمایشگاه‌های طراحی سنسور نیکون بازدید و گزارشی جامع از فرآیندهای توسعه و ساخت سنسور در این شرکت تهیه کند. آنچه در ادامه می‌خوانید مقاله‌ای است که اتچلز در همین‌باره در وب‌سایتش منتشر کرده است:

از مدت‌ها قبل می‌دانستم که نیکون خودش سنسورهای موردنیازش را از صفر تا صد می‌سازد. با این حال گمان می‌کنم که جامعه‌ی عکاسی از این واقعیت بی‌خبر است و اکثر مردم فکر می‌کنند که Nikon به تولیدکنندگان مختلف، سفارش ساخت سنسور می‌دهد و فرآیند طراحی در این شرکت چیزی جز چیدن اجزای مختلف کنار هم نیست. واقعیت اما با ذهنیت رایج متفاوت است و نیکون یک تیم کامل از مهندسان خبره برای طراحی صفر تا صد سنسورهای پیشرفته از جمله سنسورهای دوربین‌های D5 و D850 در اختیار دارد. این مهندسان، طرح‌های خود را به‌گونه‌ای بهینه‌سازی می‌کنند که برای کار با لنزهای NIKKOR و معماری پردازش تصویر EXPEED نیکون هماهنگ باشند.

با توجه به سوابق کاری من در صنعت نیمه‌هادی (رشته‌ی تحصیلی من فیزیک نیمه‌هادی بوده و مدتی هم از دور دستی بر آتش امور فنی و مهندسی داشته‌ام)، همیشه دنبال فرصتی بودم که مقاله‌ای پروپیمان در مورد طراحی Sensor بنویسم و به نظر می‌رسد که روایت داستان نامکشوف طراحی سنسور در نیکون بهانه‌ای خوبی است برای اینکه کمی با سنسورها و سازوکارهای پیچیده‌ی طراحی آن‌ها آشنا شویم.

 فرصتی برای پی بردن به اتفاقات پشت پرده

 مدت‌ها بود به دنبال فرصتی بودم که به سراغ سازندگان سنسور بروم و گزارشی از فرآیندهای طراحی و ساخت سنسور تهیه کنم؛ اما هر بار به در بسته می‌خوردم و به نظر می‌رسید که تولیدکنندگان رغبت چندانی ندارند پای خبرنگاران به حیاط‌خلوت اختصاصی‌شان یعنی خطوط تولید سنسور باز شود. با این حال، با خودم فکر کردم که ممکن است مدیران نیکون در این موردنظر متفاوتی داشته باشند و بدشان نیاید که مردم کمی با آنچه در لابراتوارهای پیشرفته‌ی این شرکت می‌گذرد، آشنا شوند. از طرفی دیگر، نیکون در طراحی سنسورها یک سر و گردن از سایر رقیبان بالاتر است و احساس کردم می‌توانم موافقت آن‌ها را برای تهیه‌ی گزارش جلب کنم. به نظرم تهیه‌ی چنین گزارشی هم به نفع نیکون است تا از طریق آن بتواند توانایی‌های خود را به رخ مشتریانش بکشاند، هم به نفع من و سایر مخاطبان کنجکاوی است که دوست دارند هرچند اندک با پشت پرده‌ی طراحی سنسورهای تصویربرداری آشنا شوند.

فارغ از این‌ها با توجه به اینکه دوربین D850 از طرف خوانندگان وب‌سایت ما به عنوان بهترین دوربین سال انتخاب شد و سنسور آن هم توانست از وب‌سایت رتبه‌بندی DxO Mark امتیاز ۱۰۰ را برای اولین بار کسب کند، فکر می‌کنم آشنایی با پشت پرده‌ی طراحی و ساخت این سنسور، برای همه جذاب باشد.

بنابراین با مدیران نیکون تماس گرفتم و ایده‌ي تهیه‌ی یک گزارش جامع از فرآیندهای طراحی سنسور را با آن‌ها در میان گذاشتم. از تعاملات قبلی با دیگر سازنده‌های سنسور می‌دانستم که آن‌ها نگران حفظ اطلاعات و فناوری‌های محرمانه و اختصاصی خود هستند. در نهایت، پس از چهار تا پنج ماه رفت‌وآمد، گفت‌وگو و مذاکره‌ی مفصل و البته حمایت دلگرم‌کننده‌ی روابط عمومی و دپارتمان بازاریابی نیکون آمریکا توانستم موافقت مدیران ارشد این شرکت را برای تهیه‌ی گزارشی از خطوط تولید سنسور جلب کنم.

حرف‌های زیادی برای گفتن وجود داشت؛ بنابراین حاصل کار، مقاله‌ی بلندی شد که هم‌اکنون پیش روی شما قرار دارد و امیدوارم برایتان جالب و خواندنی باشد؛ چرا که وقت زیادی را برای نگارش و تدوین آن صرف کردم.

بدیهی است که ما نمی‌توانستیم در این گزارش به تمام جزئیات اشاره کنیم؛ اما امیدوارم که این گزارش بتواند شما را با اتفاقات پشت‌صحنه‌ی طراحی سنسورهای پیشرفته‌ی نیکون آشنا کند و به شما نشان بدهد که چگونه‌ این شرکت از روش‌های بدیع و خارق‌العاده‌ای برای بهینه‌سازی طراحی‌های خود بهره می‌برد.

میزبان من در تور بازدید از عملیات طراحی سنسورهای نیکون، شینزوکه سانبونگی، مدیر دپارتمان سه‌بعدی در واحد تصویربرداری نیکون بود. سانبونگی به طور خلاصه بر کل فرآیند طراحی سنسور در نیکون نظارت می‌کند و ماحصل کار او و گروهش، سنسور دوربین D850 است.

 طراحان سنسور در نیکون دقیقا چه‌کار می‌کنند؟

 با اینکه می‌دانستم نیکون عملیات اختصاصی خود را برای طراحی سنسور در اختیار دارد؛ اما واقعا از ابعاد و کم‌وکیف فرآیندهای طراحی نیکون شگفت‌زده شدم.

شرکت‌هایی که تراشه‌ها را طراحی می‌کنند، عموما بر فرآیندهای استانداردی تکیه دارند که توسط شرکت‌های سازنده‌ی اصلی تدوین شده‌اند. در مورد سنسورهای تصویربرداری، فرآیند طراحی فقط شامل تعیین نحوه چیدمان المان‌های الکترونیکی روی تراشه است. به این دلیل از قید فقط استفاده کردم که تاکید کنم این فرآیند طراحی با دیگر فرآیندهای معمول، تفاوت‌های بسیاری دارد. در این نوع طراحی، پارامترهایی مانند اندازه و شکل ترانزیستورها، دیودهای نوری، مقاومت‌ها و خازن‌ها اهمیت دارد و برای ایجاد تعادل میان راندمان جمع‌آوری نور (light-gathering efficiency)، سطوح نویز، نرخ‌های سرعت‌ بازخوانی (readout speeds) و دیگر مؤلفه‌ها انجام مصالحه‌ اجتناب‌ناپذیر است. یک نکته‌ی بسیار حائز اهمیت در این میان این است که پیکسل‌ها و مدارهای بازخوان (readout circuitry) به‌گونه‌ای طراحی شوند که با حفظ سرعت بازخوان و کمینه‌سازی مصرف توان، مساحت نواحی مرده (غیرحساس به نور) به حداقل برسد.

یک ریزنگار یا میکروگراف از یک سنسور دوربین D5. شما می‌توانید یک گوشه از آرایه پیکسلی را در گوشه پایین سمت چپ مشاهده کنید که در آن فیلترهای رنگ RGB در حال انعکاس نور میکروسکوپ هستند. مدارات اطراف لبه‌ها هم کارشان بازخوان و رقومی‌سازی یا همان دیجیتالیزه کردن داده‌های پیکسل و سپس انتقال آن‌ها به پردازنده‌ی تصویر دوربین است.

این کاری است که نیکون انجام می‌دهد و طراحی و شبیه‌سازی را با دقت و جزئیاتی پیش می‌برد که باورکردنش دشوار است.

این تصویر، تصویر میکروسکوپی بزرگنمایی شده‌ی دیگری از سنسور D5 است که به‌وضوح می‌توان فیلترهای رنگی RGB را برای هر پیکسل در آن مشاهده کرد. همان‌طور که می‌بینید پیکسل‌ها به صورت مربعی‌شکل دیده می‌شوند و هیچ شکاف یا فاصله‌ای هم میان آن‌ها وجود ندارد؛ این ماحصل فناوری میکرولنز فاقد شکاف نیکون است. میکرولنزهای سنتی اما به صورت دایره‌ای ظاهر می‌شوند و این باعث می‌شود فضای خالی زیادی بین پیکسل‌ها ایجاد شود.

پیش از بازدید از نیکون، فکر نمی‌کردم که طراحی‌های مهندسی این شرکت تا این اندازه دقیق و باجزئیات باشند. از چندین سال قبل که من در صنعت نیمه‌هادی مشغول بودم تا به امروز، نیکون به پیشرفت‌های شگرفی دست‌یافته است؛ اما فارغ از این، سطح طراحی، شبیه‌سازی و آزمایش‌هایی که در این شرکت پیشرو دیدم، بسیار حیرت‌آور بود.

 چرا طراحی یک سنسور اورجینال و اصلی مهم است؟

سوال خوبیست. این روزها سنسورهای مصرفی (همان سنسورهایی که شما می‌توانید از تولیدکنندگان سنسور خریداری کنید) عملکرد کاملا قابل قبولی دارند؛ پس چرا نیکون برای ساخت صفر تا صد سنسورهای اختصاصی خود دست به یک سرمایه‌گذاری هنگفت در بخش تحقیق و توسعه‌ زده است؟

من این سوال را از مدیران نیکون پرسیدم و دریافتم که دلایل متعددی برای این کار وجود دارد. مهم‌ترین آن‌ها هم این است که با استفاده از یک سنسور اختصاصی بهتر می‌توان سیستم دوربین را به عنوان یک کل با دیگر المان‌ها مانند سنسور به عنوان یک جز‌ء هماهنگ کرد؛ هدفی که با استفاده از قطعات دیگر سازنده‌ها به‌آسانی قابل‌دسترس نیست.

من این پرسش را با سانبونگی در میان گذاشتم و او در پاسخ گفت که باید سنسورها با قابلیت‌های موتور پردازش تصویر EXPEED (که فناوری اختصاصی نیکون است) هماهنگ باشند تا بتوان عملکرد هر سنسور را با رده‌ی دوربینی که قرار است از آن استفاده کند، تنظیم کرد.

نیکون با طراحی سنسورهای اختصاصی، چگونگی کار با پردازنده تصویر اختصاصی خود موسوم به اکسپید را بهینه‌سازی می‌کند.

علاوه بر این، سانبونگی نکته‌ی دیگری در این مورد گفت که شگفت‌زده‌ام کرد و آن تطبیق طراحی سنسورها با خواص و ویژگی‌های لنزهای NIKKOR است. همان‌طور که در ادامه خواهید دید، نیکونی‌ها تاکید زیادی بر انطباق سنسور با دیگر المان‌های دوربین‌های خود دارند و برای بهینه‌سازی ترکیب کلی لنزها، دوربین و سنسور از نقطه‌نظر اپتیکال آزمایش‌های زیادی انجام می‌دهند.

در نهایت سرمایه‌گذاری در بخش تحقیق و توسعه باعث شده تا نیکون بتواند سنسورهایی با ایزوی بسیار پایین (یک ایزوی ۶۴ واقعی) مانند آنچه در دوربین D850 تعبیه‌شده بسازد یا سنسور دوربین D5 را با آن حساسیت نوری و راندمان کوانتومی خیره‌کننده توسعه دهد (راندمان کوانتومی بیانگر بازده تبدیل نور ورودی به یک سیگنال الکتریکی است). در این مقاله عبارت کیفیت تصویر بارها تکرار شده و از زوایای گوناگون شامل محدوده‌ی دینامیکی، سطوح نویز، اثرات متقابل با لنزهای نیکور یا دقت رنگ (color accuracy) مورد بررسی قرار گرفته است.

سنسورهای ۱۰۱

قبل از اینکه وارد جزئیات فرآیندهای طراحی نیکون بشویم، بهتر است کمی با آنچه در دل یک سنسور تصویر می‌گذرد، المان‌های سازنده‌ی آن و نحوه‌ی اتصال آن به دنیای خارج آشنا شویم.

لازم به تذکر است که آنچه در ادامه خواهید خواند، تا حد امکان ساده‌سازی شده است. خوانندگان حرفه‌ای می‌توانند نظرهای خود را در انتهای مقاله با ما در میان بگذارند؛ اما توجه داشته باشید که من تمام سعی خودم را کرده‌ام تا اصول پایه‌ای را بدون درگیر شدن بیش از حد با جزئیات با بیانی ساده تشریح کنم.

این طرح یک ایده‌ی کلی از اجزای یک پیکسل را نشان می‌دهد. دیود نوری یا همان فوتودیود، نور را به الکترون تبدیل می‌کند و میکرولنزها هم تضمین می‌کنند که بیشترین نور ممکن به دیود نوری برسد.

 نور یعنی فوتون

کمتر کسی است که نام فوتون به گوشش ناآشنا باشد و تقریبا همه می‌دانند که نور از ذراتی بنیادی به نام فوتون تشکیل ‌شده است. ما هرگز نمی‌توانیم در زندگی روزمره به طور مستقیم فوتون‌ها را حس کنیم؛ چرا که آن‌ها آن‌قدر کوچکند که با چشم قابل رویت نیستند. آنچه ما به عنوان نور درک می‌کنیم شامل میلیاردها فوتون است که در یک زمان به چشمان ما برخورد می‌کنند (مطابق یک اندازه‌گیری تقریبی وقتی ما به یک آسمان آبی نگاه می‌کنیم، حدودا سیصد هزار میلیارد فوتون در هر ثانیه وارد هر یک از چشمان ما می‌شوند).

تا اوایل سال‌های ۱۹۰۰ میلادی، فیزیکدانان فکر می‌کردند که نور از امواج ساخته شده (مانند امواج اقیانوس) و ماده متشکل از ذراتی گسسته است. در ادامه در سال ۱۹۰۵ نظریه‌ای از آلبرت اینشتین که بعدها در سال ۱۹۱۴ در آزمایشی توسط رابرت میلیکان به اثبات رسید، نشان داد که نور نه فقط دارای رفتار موجی که دارای رفتار ذره‌ای نیز هست. این نظریه بیان می‌کند که نور بسته به اینکه چگونه به آن نگاه می‌کنید، رفتار متفاوتی از خود بروز می‌دهد و ذرات ماده می‌توانند رفتار موجی نیز داشته باشند. از این پدیده با نام دوگانگی موج و ذره یاد می‌شود. اما نور دقیقا چیست؟ پاسخ این است که نمی‌دانیم. هیچ‌کس نمی‌تواند به‌روشنی تبیین کند که نور چگونه می‌تواند در یک زمان، دو چیز باشد. خوشبختانه برای استفاده از نور نیاز به درک ماهیت آن نداریم. سنسورهای تصویربرداری، ذرات نور یا همان فوتون‌ها را به بیت‌های کوچک انرژی الکتریکی (الکترون) تبدیل می‌کنند که برای ما قابل‌شمارش و اندازه‌گیری هستند.

نور روشن‌تر یا تاریک‌تر صرفا به معنای تعداد فوتون بیشتر یا کمتر است. هرچه تعداد فوتون‌ها در ثانیه را کاهش دهیم، تعداد اشیای کمتری را می‌توانیم ببینیم. اما فارغ از میزان توانایی ما در درک تمایز سطوح روشنایی آنچه تشکیل‌دهنده‌ی ذرات نور است، همان فوتون‌ها هستند.

برای ثبت نور، سنسورهای تصویر باید فوتون‌ها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند، سپس آن سیگنال‌ها را به صورت دیجیتال دربیاورند و در انتها اطلاعات سیگنال‌های دیجیتال حاصل را به پردازنده‌ی دوربین بفرستند. این فرآیند توسط چهار المان انجام می‌شود که عبارتند از: میکرولنزها، دیود نوری، مدرات بازخوان، مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (A/D) و مدارات انتقال داده. بیاید جداگانه هر یک از این المان‌ها را بررسی کنیم.

 تمام نورها را جذب کن: میکرولنزها

سنسور تصویر تنها می‌تواند فوتون‌هایی را ببیند که به منطقه‌ی حساس به نور آن برخورد می‌کنند و بخشی از فضای هر پیکسل به دیگر کارها برای محاسبه و بازخوانی نور جمع‌آوری‌شده اختصاص دارد (حتی در سنسورهای موسوم به BSI که دارای پس‌زمینه‌ی روشن و شفاف (back-illuminated) هستند (مانند سنسور دوربین نیکون D850)، نواحی ایزوله‌ای مابین پیکسل‌ها وجود دارد که به نور حساس نیستند).

این تصویر نمایانگر کار دشوار و مشقت‌بار مهندسان نیکون برای دریافت نور در سنسور است. سمت چپ می‌توانید یک شبیه‌سازی را مشاهده کنید که  در حال رهگیری مسیرهای پرتوهای نوری منفرد هنگام عبور از میکرولنزها، ماده حائل و سطح سیلیکون است. اگر دقیق‌تر نگاه کنید، می‌توانید نحوه‌ی انعکاس نور از لایه‌های متالیزاسیون را ببینید. من واقعا از اینکه آن‌ها می‌توانند با این جزئیات دقیق و مثال‌زدنی، رفتار نوری سنسورها را شبیه‌سازی کنند، حیرت‌زده شدم.

برای دریافت بیشترین میزان نور ممکن، سنسورهای مدرن تصویر در بالای هر پیکسل میکرولنزهایی دارند که نور ورودی را جمع‌آوری و در ناحیه‌ی زیرین حساس به نور خود متمرکز می‌کنند. ترفندهای زیادی برای بهینه‌سازی طرح، محل قرارگیری و حتی شکل میکرولنزها وجود دارد که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به طرح فاقد شکاف یا gaplessاشاره کرد.

مهندسان طراح سنسور نیکون به عنوان بخشی از تلاش خود برای هماهنگ‌سازی سنسورهای خود با لنزهای نیکور، به میکرولنزها، ساختار بین آن‌ها و سطح سیلیکون توجه زیادی دارند. همانند تمامی سنسورهای تصویربرداری امروزی، میکرولنزهای نیکون نسب به سطح زیرین پیکسل به میزان متغیری جابه‌جا می‌شوند تا پرتوهای نوری دریافت شده در زوایه اریب مجاور لبه‌های آرایه سنسوری جبران شوند.

سانبونگی این شکل کوچک را روی کاغذ کشید تا نشان بدهد که چگونه میکرولنزها در نزدیکی لبه‌های آرایه جابه‌جا می‌شوند تا نور تابیده به آن‌ها در یک زاویه همچنان به سطح دیود نوری (نشان داده شده با عبارت PD) هدایت شود (به خاطر تاری قسمت بالایی تصویر عذرخواهی می‌کنم. مجبور شدم روی میز کنفرانس از این شکل عکس بگیرم و بعد در فتوشاپ، آن را اصلاح کنم).

جالب‌توجه آنکه سانبونگی خاطرنشان کرد که این ویژگی تنها منحصر به لنزهای نیکور نیست و آن‌ها در نظر دارند بهینه‌سازی خود را فراتر از پارامترهای موردنیاز برای لنزهای کنونی انجام دهند تا راه برای پیشرفت‌های آینده هموار باشد.

فوتون‌ها وارد و الکترون‌ها خارج می‌شوند: دیود نوری

پس از جمع‌آوری نور به اندازه‌ی کافی روی سنسورها، گام بعدی، تبدیل فوتون‌ها به الکترون‌هاست (ذره‌ی بنیادی جریان الکتریکی) تا بتوان آن‌ها را شمارش و اندازه‌گیری کرد. این کار بر عهده‌ی دیود نوری است.

فرآیند تبدیل، بسیار ساده است. هر زمانی که یک فوتون توسط سیلیکون (ماده‌ی تشکیل‌دهنده‌ی سنسور) جذب می‌شود، یک الکترون به بیرون پرتاب می‌شود. در قلب هر پیکسل یک دیود نوری قرار دارد که در واقع یک ناحیه‌ی عایق الکتریکی است که الکترون‌های تولید شده در طی فرآیند را جمع‌آوری می‌کند.

از آنجا که همه چیز با دیود نوری شروع می‌شود، خواص آن تاثیر عمیقی بر کیفیت تصویر می‌گذارد. به بیان ساده ما دو کار از دیود نوری می‌خواهیم.

چالش ISO پایین و دلیل اهمیت آن

اولین کاری که از دیود نوری می‌خواهیم این است که در گوشه‌ی روشن‌تر اشیاء قادر باشد مقدار بیشتری بار الکتریکی را بدون اشباع شدن (اشباع در اینجا به معنای توقف واکنش به نور بیشتر است) در خود نگه دارد. این باعث می‌شود که بتوانیم از یک سنسور در ISO حداقلی استفاده کنیم. اگر دیودهای نوری سریعا پر بشوند (یعنی زمانی که در معرض نور کمتری قرار می‌گیرند)، مقدار کمینه‌ی ISO بالاتر می‌رود. نرخ ISO بیانگر حساسیت به نور است و هر چه این عدد کمتر باشد، سنسور تصویر حساسیت کمتری خواهد داشت و تصویر روان‌تر و یکدست‌تر می‌شود. از طرف دیگر هر چه عدد ISO بالاتر باشد (و حساسیت بیشتر شود) سنسور تصویر، قوی‌تر کار خواهد کرد و تصویری دقیق می‌گیرد که در آن نویزهای دیجیتال نیز ثبت خواهند شد. این دقیقا مشابه اتفاقی است که در فیلم‌های عکاسی می‌افتد و وقتی شما آن‌ها را در معرض نوردهی بیشینه قرار می‌دهید، نگاتیو تاریک‌تر یا روشن‌تر نمی‌شود. این اتفاق در سطوح روشنایی پایین‌تر با ایزوی بالاتر بیشتر رخ می‌دهد. همین گزاره در مورد سنسورها هم صادق است.

بدیهی است که هرچه دیودهای نوری بزرگ‌تر باشند، می‌توانند بار بیشتری ذخیره کنند. به همین دلیل است که اغلب می‌بینیم مقدار کمینه‌ی ISO از ۲۰۰ پایین‌تر نمی‌رود؛ چرا که پیکسل‌های کوچک سنسورهای مدرن نمی‌توانند به اندازه پیکسل‌های بزرگ سنسورهای قدیمی، بار ذخیره کنند (مجددا یادآور می‌شوم که تمام سعی‌ام این است که به ساده‌ترین شکل ممکن این مطالب را بیان کنم و از خوانندگان حرفه‌ای می‌خواهم در این قضیه زیاد سختگیری نکنند).

نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مدرن امروزی می‌توانند عملکرد پیکسل‌های سنسور تصویر را با رهگیری مسیر فوتون‌های منفرد درون میکرولنزها و ساختارهای پوشاننده سیلیکون مدل‌سازی کنند. با شبیه‌سازی سفر هزاران فوتون مجازی از درون این ساختارها در زوایای مختلف می‌توان رفتار سنسور را پیش از پیاده کردن طرح روی سیلیکون، توصیف کرد. خروجی نشان داده در این تصویر با استفاده از سیستم شبیه‌سازی Silvaco’s Device 3D به دست آمده است. این سیستم یک شبیه‌ساز مبتنی بر اصول فیزیک است که برای مدل‌سازی رایج‌ترین مواد نیمه‌هادی امروزی به کار می‌رود. این سیستم از معادلات نیمه‌هادی بنیادی برای مدل‌سازی جذب و انتشار فوتون، تله‌های توده‌ای و واسطه‌ای، اثرات تونل زنی و دیگر پدیده‌های دنیای نیمه‌هادی استفاده می‌کند.

هرچند یک ایزوی حداقلی ۲۰۰ در عکاسی با اپرچرهای کوچک‌تر یا در نور کمتر مسئله حادی نیست؛ اما در عکاسی با اپرچرهای عریض در نور بیشتر یا استفاده از شاترهای کم‌سرعت‌تر برای دستیابی به تاری حرکتی (motion blur) نمی‌توان بی‌تفاوت از کنار آن گذشت. البته شما می‌توانید همیشه از فیلترهای ND در چنین موقعیت‌هایی استفاده کنید؛ اما آن‌ها ممکن است برایتان دردسرساز باشند؛‌ به‌ویژه اگر شما در حال استفاده از چندین لنز باشید و بخواهید برای گرفتن تصاویر شارپ‌تر یا عکس‌های تار خلاقانه مدام آن‌ها را تعویض کنید.

این درست همان جایی است که طراحی اختصاصی سنسور نیکون به کمک شما می‌آید. دوربین D850 اولین دوربینی است که توانسته در قلمرو دوربین‌های SLR ایزوی ۶۴ را در اختیار عکاسان بگذارد. سانبونگی به من گفت که آن‌ها در نیکون قابلیت ایزوی ۶۴ را در پاسخ به درخواست‌های عکاسان مسابقات رالی توسعه داده‌اند. این عکاسان خواهان عکاسی در اپرچرهای بزرگ و سرعت‌های پایین‌تر شاتر بودند تا بتوانند اتومبیل‌های مسابقه‌ای را با پس‌زمینه‌ای که در آن تاری حرکت در نمایان‌ترین شکل خود است، تصویر کنند.

من از طراحی سنسور تصویربرداری، زیاد سر در نمی‌آورم و جزئیاتش برایم گیج‌کننده است؛ به همین دلیل از سانبونگی پرسیدم که افتخارآمیزترین دستاورد تیمش چه بوده است که او در جواب از ایزوی ۶۴ واقعی دوربینD850 به عنوان گل سرسبد افتخاراتش یاد کرد.

 این نقاط سفید روی تصویر نه دانه‌های برف بلکه پیکسل‌های نشتی هستند

در آن سوی طیف ایزو، زمانی که نور بسیار کمی در اختیار داریم، باید مطمئن شویم که تمام الکترون‌های دیوید نوری تنها خروجی فوتون‌های نوری ورودی باشند نه چیز دیگری. در غیر این صورت با پدیده‌ی بار نشتی در دیود نوری مواجه می‌شویم که به الکترون‌های تصادفی اجازه می‌دهد تا از سیلیکون جدا شوند. از این الکترون‌ها که در تصویر، روشن‌تر از باقی نقاط نمایان می‌شوند، به عنوان پیکسل‌های داغ یاد می‌شود. حتی اگر یک پیکسل دچار مشکل شود، بار الکتریکی تصادفی از یک جریان تاریک به یک پیکسل سنسور نشت می‌کند و می‌تواند دلیل عمده‌ی ایجاد نویز در تصویر باشد.

ما مجبور شدیم که سراغ آرشیو خود برویم تا بتوانیم این نمونه‌ی واضح از پیکسل‌های داغ را پیدا کنیم. وقتی بار الکتریکی دیود نوری نشت می‌کند، این پیکسل‌ها روشن به نظر می‌رسند؛ حتی اگر هیچ نوری بر آن‌ها تابیده نشده باشد. هیچ‌یک از سنسورهای مدرن به این پدیده دید منفی ندارند؛ اما هنوز کاهش تاثیر جریان تاریک یک چالش بزرگ است.

دوباره به مخاطبان حرفه‌ای یادآور می‌شوم که بله، می‌دانم نویز تصویر، بخش بزرگی از نویز ناشی از ایزوی بالا است و در سطح سنسور نمی‌توان کاری با آن کرد؛ چرا که یک مسئله ریاضی است. اما کمینه‌سازی نشت عمده و سطحی در عین بیشینه‌سازی هم‌زمان ظرفیت و حفظ سرعت بازخوان یک چالش قابل‌توجه است.

سانبونگی از سنسور D5 به عنوان موردی نام برد که او و تیمش توانستند در عین حفظ سرعت بازخوان در مقدارهای بالا، به راندمان کوانتومی فوق‌العاده و نشتی بسیار کمی دست پیدا کنند.

تبدیل بار به ولتاژ: مدار بازخوان (readout circuitry)

پس از گرفتن عکس، گام بعدی تبدیل الکترون‌های جمع‌آوری‌شده توسط دیود نوری به یک ولتاژ قابل خواندن است. این کار بر عهده‌ی مدار بازخوان (readout circuitry)‌ است. مدارهای بازخوان اساسا تقویت‌کننده‌های الکترونیکی کوچکی هستند که بار الکتریکی دیودهای نوری را به ولتاژ تبدیل می‌کنند و با تعدادی المان الکتریکی دیگر مانند سوئیچ و سیم، ولتاژ حاصله را تحویل المان بعدی می‌دهند.

شکلی که در اینجا می‌بینید، یک دیاگرام ساده‌شده از یک مدار بازخوان است. دیود نوری بارهای الکتریکی را از فوتون‌های دریافت شده حین نوردهی جمع‌آوری می‌کند. وقتی که شاتر بسته می‌شود، ترانزیستور انتقالی روشن می‌شود و به مدار بازخوان اجازه می‌دهد بار جمع‌آوری‌شده را مشاهده کند. این ترانزیستور که در تصویر با عنوان تقویت‌کننده پیکسل (pixel amplifier) مشخص شده، بار را به یک ولتاژ تبدیل می‌کند. برای بازخوانی این ولتاژ،ترانزیستور فعال‌ساز (enable transistor) روشن می‌شود. تمامی ترانزیستورهای فعال شده در یک سطر به یک سیگنال کنترلی یکسان و خروجی‌های تمامی ترانزیستورهای یک ستون به یک سیگنال خط ستون (column line) وصل می‌شوند. بنابراین وقتی سیگنال فعال‌ساز سطری ارسال می‌شود، هر خط ستون، یک ولتاژ از پیکسلی که در سطر فعال شده قرار دارد، خواهد داشت. سپس مبدل A/D (آنالوگ به دیجیتال) در لبه‌ی تراشه می‌تواند این ولتاژها را دیجیتالیزه کند و آن‌ها را به پردازنده بفرستد. زمانی که تمامی سطرهای پیکسل‌ها بازخوانی شدند، خط ریست (reset) تریگر (تحریک)‌ و باعث می‌شود تمامی بار پیکسل‌ها تخلیه و مدار برای نوردهی بعدی آمده شود.

تبدیل ولتاژ به بیت: مبدل A/D

کامپیوترها از ولتاژ سر درنمی‌آورند و تنها زبان صفر و یک را می‌فهمند؛ بنابراین باید ولتاژ خروجی مدار بازخوان را به اعدادی تبدیل کنیم که برای پردازنده‌ی تصویر قابل‌فهم باشد. این کار بر عهده‌ی مبدل آنالوگ به دیجیتال یا به‌اختصارADC است.

این مرحله در فرآیند ثبت تصاویر از اهمیت زیادی برخوردار است؛ به این دلیل که تبدیل ولتاژ آنالوگ به دیجیتال باید بسیار سریع و دقیق انجام شود. مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال در سنسورهای نیکون، ولتاژهای پیکسل را با وضوحی برابر با ۱۴ بیت اندازه‌گیری می‌کنند. چنین عملکردی به معنای دقتی برابر با یک واحد در ۱۶۳۸۴ نمونه است.

تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC) مرحله اساسی در ثبت یک تصویر است. مبدل‌های A/D سیگنال‌های آنالوگ دریافتی از هر پیکسل را به اعداد دیجیتال قابل‌فهم برای پردازنده‌ی دوربین تبدیل می‌کنند. تبدیل آنالوگ به دیجیتال باید تا حد امکان سریع و دقیق انجام شود. تصویر بالا نشان می‌دهد که هر پیکسل از ترکیب سه رنگ قرمز، سبز و آبی تشکیل‌شده و اعداد درون هر پیکسل هم نمایانگر غلظت آن رنگ در پیکسل است. در سنسور، هر پیکسل تنها قادر به ثبت رنگ‌های قرمز، سبز یا آبی روشن است و این وظیفه‌ی پردازنده‌ی دوربین است که داده‌های هر پیکسل را به مقادیر مدل رنگی آرجی‌بی (RGB) تبدیل کند.

طی ده سال اخیر در این قسمت، فناوری طراحی و ساخت سنسور شاهد پیشرفت‌های زیادی بوده است. در گذشته، سنسورها ولتاژهای آنالوگ را به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال خارجی در بدنه‌ی دوربین می‌فرستادند. این روش نه‌تنها فرآیند دیجیتالیزه کردن را با کندی مواجه می‌کرد، بلکه سیستم سیم‌بندی میان سنسور و دوربین می‌توانست به عنوان یک منبع اغتشاش عمل کند و از سایر قسمت‌های مداری دوربین نویز بگیرد. با انتقال فرآیند تبدیل آنالوگ به دیجیتال به روی تراشه از نویزپذیری از قسمت‌های آنالوگ دوربین جلوگیری می‌شود. این کار اما کار چندان ساده‌ای نیست؛ چرا که توان ایدئال برای یک پردازنده‌ی نیمه‌هادی سنسور از توان ایدئال برای یک مدار دیجیتال و مبدل A/D فاصله دارد. بنابراین، گنجاندن و تعبیه‌ی یک مبدل آنالوگ به دیجیتال درون همان تراشه‌ی اصلی سنسور با دقت و کارایی بالا کار دشواری است.

با انتقال مدار A/D روی تراشه‌ی سنسور، نوآوری بزرگ بعدی، دستیابی به تبدیل موازی آنالوگ به دیجیتال بود؛ به‌گونه‌ای که برای هر ستون از آرایه‌ی پیکسلی باید یک مبدل A/D جداگانه در نظر گرفته می‌شد. این نقطه‌ای است که امروزه در آن قرار داریم. بنا بر دلایلی که پیش‌تر به آن‌ها پرداختیم، نیکون تمایل چندانی به بیان جزئیات بیشتر این فناوری نداشت، ولی تا آنجایی که من می‌دانم، اکثر سنسورهای امروزی از تبدیل آنالوگ به دیجیتال ستونی استفاده می‌کنند.

مدار انتقال داده

گام نهایی، انتقال اعداد اندازه‌گیری شده توسط مبدل‌های A/D به موتور پردازش تصویر است. نکته مهم در این مرحله این است که داده‌ها باید تا حد امکان، سریع‌تر به پردازنده ارسال شوند. در دوربین D850 با FPS یا فریم بر ثانیه‌ی برابر با ۹ که سنسور آن ۴۵ میلیون پیکسل دارد و به ازای هر پیکسل ۱۴۴ بیت تولید می‌شود، حدودا ۵.۷ میلیارد بیت یا ۷۱۶ مگابایت در هر ثانیه داده باید پردازش شود که به توان پردازشی بسیار بالایی نیاز دارد.

دستیابی به این نرخ‌های داده به فناوری ویژه‌ای به نام LVDS یا سیگنالینگ دیفرانسیلی ولتاژ پایین نیاز دارد.

وقتی که شما نیاز به انتقال سریع‌تر داده‌ها دارید، هرچه دامنه‌ی سیگنال (در اینجا سطح ولتاژ) پایین‌تر باشد، بهتر است. مشکل اما در اینجا این است که سطوح سیگنالی پایین در برابر نویزهای الکتریکی آسیب‌پذیرتر هستند. راه‌حل این مشکل، استفاده از سیگنالینگ دیفرانسیلی یا تفاضلی است. در این روش، هر سیگنال روی یک جفت سیم ارسال می‌شود و تفاضل سیگنال‌های ارسالی روی زوج‌سیم برابر با سیگنال اصلی است. نویزهای خارجی تاثیر یکسانی روی هر یک از سیم‌ها دارند، بنابراین در قسمت گیرنده می‌توان با تفاضل سیگنال‌ها به سیگنال اصلی دست پیدا کرد. بدون فناوری LVDSدوربین‌های مدرن، سرعت تصویربرداری پیوسته‌ی بسیار آهسته‌تری می‌داشتند.

البته لازم به تذکر است که LVDS به یک واسط استاندارد ویژه برای پنل نمایشگرهای تخت نیز اشاره داد که من در اینجا از آن به عنوان یک اصطلاح عمومی استفاده کردم.

سطوح سیگنال در LVDS بسیار کوچک هستند؛‌ بنابراین می‌توان به کمک آن به سرعت‌های بسیار بالایی در انتقال داده‌ها دست یافت. ویژگی دیفرانسیلی به این معناست که اطلاعات روی یک زوج‌سیم ارسال می‌شوند و تنها تفاضل دو سیگنال حائز اهمیت است. این روش، نویزپذیری در زمان انتقال سیگنال را کمینه می‌کند.

پیش‌تر فکر می‌کردم که ارتباط بین تراشه و پردازنده، ‌یک ارتباط ساده‌ی صفر و یکی است. در عمل اما این‌گونه نیست و نرخ‌های انتقال داده به اندازه‌ای است که نیکون از فناوری‌های رمزنگاری اختصاصی خود برای تضمین ارسال صحیح داده‌ها استفاده می‌کند. باید اعتراف کنم که نمی‌دانستم سنسورهای تصویربرداری تا این حد در این حوزه پیشرفت کرده‌اند.

لزوم ایجاد یک کانال ارتباطی پرسرعت میان تراشه و سنسور از جمله دلایلی است که سانبونگی برای انطباق سنسورهای نیکون با فناوری اکسپید برشمرده بود. در واقع تعداد، سرعت و مشخصه‌های کانال‌های انتقال داده‌ میان سنسور و پردازنده، پارامترهایی اساسی و لاینفک از طراحی سیستم دوربین هستند.

سنسورها باید با دقت در جای خود قرار بگیرند؛ در غیر این صورت، مشکلات قاب‌بندی یا اپتیکال به وجود خواهد آمد. اعدادی که روی صفحه‌نمایش می‌بینید در واحد میلی‌متر هستند؛ بنابراین آخرین رقم اعشار برابر با ۰.۱ میکرون است. برای اینکه حسی از این ابعاد داشته باشید، کافیست بدانید که یک موی انسان به طور معمول، قطری برابر با ۶۰ تا ۷۰ میکرون دارد. بنابراین سیستم اندازه‌گیری نمایش داده شده در بالا قادر است ابعادی تا ۷۰۰ برابر کوچک‌تر از آن را اندازه بگیرد.

کار گروهی

همیشه کنجکاو بودم بدانم نیکون چگونه نیروهای کاری خود را در بخش طراحی سنسور سازمان‌دهی می‌کند. آیا متخصصانی دارد که روی حوزه‌هایی ویژه از جمله طراحی پیکسل، مبدل آنالوگ به دیجیتال و غیره اشراف کامل دارند و به تیم‌های طراحی سنسور مشاوره می‌دهند یا اینکه روش کار به کل متفاوت است.

به نظر می‌رسد که تمام مهندسان طراح سنسور نیکون در تیم‌هایی جداگانه با محوریت سنسورهای خاص کار می‌کنند. افرادی که در حوزه‌ی کار خود خبره‌تر هستند؛ معمولا به دیگر تیم‌ها برای حل مشکلاتشان کمک می‌کنند؛ اما در حالت عادی هر کس در تیم طراحی یک سنسور خاص کار و با دیگر متخصصان تیم طراحی تراشه همکاری می‌کند. بنابراین برای مثال، برای طراحی سنسور دوربین D850 یک تیم و برای دوربین D7500 یک تیم دیگر وجود دارد.

مهندسان طراح سنسور در نیکون در تیم‌هایی با محوریت سنسورهای خاص فعالیت می‌کنند. همه مهندسان یک‌بار در هفته برای تنظیم اولویت‌ها در یک جلسه شرکت می‌کنند و بقیه‌ی هفته‌ را به کار در گروهی کوچک‌تر اختصاص می‌دهند.

تمامی دست‌اندرکاران طراحی سنسور هفته‌ای یک‌بار دور هم جمع می‌شوند و روند پیشرفت طی هفته‌ی گذشته را بررسی و اهداف جدیدی برای هفته‌ی پیش رو تنظیم می‌کنند. از آن پس، هر تیم روی اولویت‌هایی که در جلسه برایش در نظر گرفته شده، کار می‌کند.

 توسعه: دوربین؛ نقطه‌ی آغاز مسیر طراحی

به‌شدت کنجکاو بودم بدانم که روند توسعه‌ی سنسور در نیکون از کجا آغاز می‌شود. آیا مهندسان نیکون ابتدا روی توسعه‌ی مدارها و فناوری‌های جدید کار و سپس آن‌ها را به سنسورهای موجود اضافه می‌کنند؟ یا اینکه ابتدا دوربین‌های آینده را بر مبنای قابلیت‌های مورد انتظار سنسورها طراحی می‌کنند؟ در هر حال دوست داشتم بدانم نقطه‌ی آغاز طراحی کجاست.

مهندسان به طور معمول در تیم‌های کوچک با یکدیگر همکاری می‌کنند. تعجبی هم ندارد که هر یک از آن‌ها دست‌کم دو دستگاه نمایشگر روی میزش داشته باشد.

برخلاف یک شرکت سازنده‌ی سنسورهای مصرفی، نیکون ابتدا تصمیم می‌گیرد که قرار است چه دوربین‌هایی را با چه قیمت و بازار هدفی بسازد و روانه‌ی پیشخوان فروشگاه‌ها کند. بازخوردهای دریافتی از مشتریان واقعی، فرآیند طراحی و توسعه‌ی دوربین را کلید می‌زند و طراحی سنسور پس از آن آغاز می‌شود.

اگرچه تلاش‌های نیکونی‌ها همواره معطوف به ساخت دوربین‌های خاص و ویژه بوده؛ اما فعالیت‌های تحقیق و توسعه در زمینه‌ی طراحی سنسور کمابیش ادامه داشته است. من از سانبونگی پرسیدم که توسعه‌ي یک سنسور چقدر به طول می‌انجامد و او در پاسخ گفت که تعیین زمان دقیق فرآیند طراحی و توسعه‌ی سنسور کمی دشوار است؛ اما در کل، این فرآیند برای سنسورهای پیشرفته‌ای همچون سنسورهای دوربین‌های D5 و D850 چندین سال طول می‌کشد.

مراحل اولیه: فرآیند شبیه‌سازی دستگاه

همان‌طور که پیش‌تر گفتم، ساخت سنسورها زمان‌بر است و معمولا چندین ماه به طول می‌انجامد. علاوه بر این، هزینه‌های آن هم بسیار بالاست.

نرم‌افزار مدرن TCAD می‌تواند عملکرد مدارات پیکسلی را با جزئیاتی مثال‌زدنی شبیه‌سازی و چگونگی حرکت الکترون را در مقیاس نانوثانیه روی تراشه رهگیری کند. طرح بالا خروج و انتقال بار الکتریکی را از یک پیکسل سنسور CMOS را قبل و بعد از آنکه پردازنده به سنسور بگوید تا بار جمع شده در پیکسل را بازخوانی کند، نمایش می‌دهد. مسائل انتقال بار می‌توانند به طور مستقیم، حساسیت یا ایزوی بیشینه و همچنین محدوده‌ی دینامیکی (dynamic range) را تحت تاثیر قرار بدهند.

سال‌ها از زمانی که در صنعت نیمه‌هادی مشغول به فعالیت بودم، گذشته است و حال برایم قدرت و دقت این نرم‌افزار شبیه‌سازی، شگفت‌آور و حیرت‌انگیز است. شما می‌توانید کل فرآیند ساخت یک سنسور را در این نرم‌افزار تنظیم کنید. به کمک این نرم‌افزار می‌توان فرآیند ساخت و تولید سنسور را حتی تا سطح اتم شبیه‌سازی کرد. دهه‌ها فعالیت مستمر شرکت‌های شخص ثالث منجر به خلق و توسعه‌ی این نرم‌افزارهای قدرتمند شده است. من نتوانستم بفهمم که نیکون از نرم‌افزار شبیه‌سازی کدام یک از شرکت‌ها استفاده می‌کند؛ با این حال تنها چهار شرکت هستند که نرم‌افزاری به نام TCAD را عرضه می‌کنند.

درک و تبیین اینکه شبیه‌سازی فرآیندهای ساخت ادوات نیمه‌هادی تا چه حد دقیق و حساس است، کار دشواری است. با این حال با یک مثال کوچک سعی می‌کنم شمه‌ای از این فرآیند را برایتان تشریح کنم. برای ساخت ادوات نیمه‌هادی، باید مقادیر اندکی از ناخالصی را به سیلیکون تزریق کرد تا خواص الکتریکی آن تغییر کند. امروزه این کار با استفاده از شتاب‌دهنده‌های ذرات که در ابعاد اتاق هستند انجام می‌شود تا اتم‌های ناخالص را در سطوح انرژی بسیار بالا به سیلیکون شلیک کنند. در ساخت سنسور، اینکه این یون‌های برخوردکننده در سطوح  انرژی معادل با میلیون‌ها ولت یا حتی بیشتر عمل کنند، اتفاق چندان غیرمعمولی نیست.

این تصویر ارتباطی با طراحی سنسور در نیکون ندارد (دست‌کم تا جایی که من اطلاع دارم)؛ اما طرحی از یک دستگاه کاشت یون است که توسط شرکتی به نام Axcelis ساخته شده است. یک دستگاه کاشت یون، اتم‌های ناخالصی را در ویفر یا قرص سیلیکون اضافه می‌کند تا خواص الکتریکی آن را تغییر دهد. هرچه این دستگاه‌ها بتوانند با سرعت بیشتری به اتم‌ها شتاب بدهند، قادرند به صورت ژرف‌تری عمل کاشت یون در سیلیکون را انجام دهند. سنسورها هم برای رسیدن به ظرفیت‌های بزرگ و محدوده‌ی دینامیکی بالاتر به ساختارهای ژرف‌تری نیاز دارند. این دستگاه با استفاده از ولتاژهایی به اندازه‌ی ۴.۵ میلیون ولت به یون‌های ماده‌ی ناخالص شتاب می‌دهد و آن‌ها را روی سطح موردنیاز کشت می‌دهد.

اما اتم‌های ناخالصی از شتاب‌دهنده تا سطح سیلیکون شاهد اتفاقات زیادی هستند؛ بنابراین استفاده از یک نرم‌افزار شبیه‌سازی برای رهگیری مسیر اتم‌ها اجتناب‌ناپذیر است. کافیست تصور کنید که برای شبیه‌سازی باید نزدیک به صد هزار ذره یا حتی بیشتر را ردیابی کرد. اما این تنها بخش کوچکی از فرآیند کلی کاشت یون است و جزئیات بسیار بیشتری از این حرف‌ها دارد.

نرم‌افزار CAD می‌تواند فرآیندهایی نظیر کاشت یون را با جزئیاتی مثال‌زدنی شبیه‌سازی کند. تصویر بالا طرح‌واره‌ای از خروجی یک شبیه‌ساز دو بعدی به نامSilvaco's SSuprem 4 است که به طور وسیعی در صنعت نیمه‌هادی برای طراحی، تجزیه‌وتحلیل و بهینه‌سازی فناوری‌های ساخت به کار می‌رود. تصویر بالا حاصل شبیه‌سازی فرآیند کاشت یک یون با پاشش یون‌های عنصر ناخالصی به یک ویفر (که روی آن مقاومت حساس به نور قرار دارد) است. همان‌طور که می‌بینید، انجام این کار آن‌چنان هم ساده و سرراست نیست؛ چرا که اتم‌های ناخالصی از روی سطح مولکول‌های مقاومت نوری پرش می‌کنند و جایی قرار می‌گیرند که مطلوب شما نیست.

وقتی که نرم‌افزار شبیه‌ساز، یک مدل سه‌بعدی از سنسور در کامپیوتر ساخت، شما می‌توانید عملکرد آن را مجددا با جزئیاتی حیرت‌آور شبیه‌سازی کنید. همان‌طور که در تصاویر بالا مشاهده کردید، می‌توانید در مدل سنسور فوتون‌های شبیه‌سازی‌شده را پرتاب، مسیر آن‌ها را تا زمانی که توسط سیلیکون جذب می‌شوند، ردیابی و توزیع بار و سطوح ولتاژ حاصله را در مقیاس نانو مدل‌سازی کنید.

 و در ادامه: ویفرهای تست اختصاصی

شبیه‌سازی کامپیوتری از نقش بسیار حائز اهمیتی برخوردار است؛ چرا که ساخت تراشه‌ی سنسوری بسیار گران و زمان‌بر است. از طرف دیگر در ساخت تراشه‌ها جایی برای آزمون‌وخطا نیست؛ چرا که ساخت تک‌تک آن‌ها مستلزم صرف هزینه‌ی زیادی است.

در این بخش، مسئله دیگری من را شگفت‌زده کرد. پیش‌تر فکر می‌کردم که مدارهای تست جدید تنها در طول خطوط تولید به کار می‌روند، بنابراین می‌توان طرح‌های مداری جدید را بر مبنای یک قاعده‌ی منظم تست کرد.

در این تصویر به سراغ سنسور دوربین D5 رفته‌ایم که در بسته‌بندی خود قرار دارد (به همین دلیل شاهد بازتاب نور از ایلومینیتور میکروسکوپ هستید). سیم‌های طلایی ظریف، سنسور را به دنیای بیرون وصل می‌کنند. اتصالات برای حمل سیگنال‌های کلاک پرسرعت باید توان بیشتری داشته باشند و مقاومت الکتریکی آن‌ها تا حد امکان کاهش یافته باشد. خمیدگی اندکی که در هر سیم مشاهده می‌کنید، با هدف قبلی در طراحی سنسور در نظر گرفته شده است تا لرزش‌ها یا تنش‌های حرارتی باعث قطعی در اتصالات نشود. می‌توانید طرح محو مدارات واسط را در بخش آبی‌رنگ مشاهده کنید. مستطیل سیاه‌رنگ گوشه‌ی بالای تصویر هم یک بخش کوچک از آرایه‌ی پیکسلی سنسور است.

سانبونگی اما به من گفت که نیکون گاهی اوقات برای تست مدارهای جدیدش از ویفرهای سیلیکونی اختصاصی استفاده می‌کند. به نظرم کاملا منطقی می‌آید؛ چرا که دست‌کم تعدادی از طرح‌های آن‌ها به نوع پردازشی بستگی دارد که تراشه‌های پایه به طور معمول قادر به اجرای آن نیستند. اما استفاده از ویفرهای تست اختصاصی بسیار بسیار گران تمام می‌شود و باور اینکه نیکون چنین هزینه‌ای می‌کند، دست‌کم برای من سخت بود.

اکثر مردم حتی به صورت تقریبی نمی‌دانند که تولید سنسور از ویفرهای خام چقدر به طول می‌انجامد. این یک فرآیند بسیار بسیار زمان‌بر است و دست‌کم چهار الی پنج ماه طول می‌کشد. هرچند سانبونگی گفت که می‌توان کمی پردازش ویفرهای تست را تسریع کرد؛‌ اما در نهایت هیچ راه میانبری برای کوتاه کردن فرآیند تولید و ساخت سنسور و دور زدن صدها مرحله‌ی متعدد طراحی وجود ندارد.

کنجکاو بودم بدانم که مدارات تست چگونه ساخته می‌شوند. آیا آن‌ها صرفا مدارهای مجزا هستند یا برای مثال، شامل تعدادی مدار تقویت‌کننده‌اند.

به نظر می‌رسد که مهندسان نیکون، مدارهای پیکسلی جدید را با تقسیم یک آرایه‌ی سنسوری به چندین بخش جداگانه که هر یک نماینده‌ی یک طرح پیکسلی جدید با هزاران پیکسل است، تست می‌کنند. بنابراین یک آرایه‌ی تست مجزا ممکن است دارای مدارهای پیکسلی با ۵۰ تا ۶۰ طرح متفاوت باشد. مهندسان ممکن است گاهی اوقات مدارهای مستقل و کوچک را تست کنند؛ اما در بیشتر وقت‌ها تمام آرایه‌ی تست را با هزاران پیکسل مورد آزمایش قرار می‌دهند.

سنسور دوربین D5 که با اتصالات ویژه‌ای به تراشه‌ی دوربین وصل شده تا جریان سیگنال‌ها میان آن و تراشه برقرار شود.

با توجه به طول چرخه‌ی تحقیق و توسعه‌ی سنسورها، معمولا در هر زمان، چندین سنسور در دست توسعه قرار دارد؛ بنابراین مدارهای زیادی باید به طور هم‌زمان مورد آزمایش قرار بگیرند. نکته‌ی جالب‌توجه در این میان این است که مدارهای تست دوربین‌های مختلف ممکن است به صور هم‌زمان روی مجموعه‌ای از ویفرهای تست اجرا شوند. این از آنچه انتظار داشتم، متفاوت بود.

 آزمایش، آزمایش و باز هم آزمایش

همان‌طور که می‌دانید، تست و آزمایش یکی از مراحل حساس و کلیدی توسعه‌ی سنسور است و من طی بازدیدم از نیکون، شاهد آزمایش‌های متعددی بودم. اینکه سنسورها به تنهایی چه عملکردی دارند، تمام ماجرا نیست و باید در مورد نحوه‌ی تعامل آن‌ها با لنزهای نیکور و نحوه‌ی کارکرد آن‌ها در دوربین به عنوان یک سیستم آزمایش‌های مختلفی به عمل آورد.

هرچند بیشتر دوربین سازهای جهان، دوربین‌ها و لنزهای خود را تحت آزمایش‌های اپتیکی گسترده‌ای قرار می‌دهند؛ اما تیم توسعه‌ی سنسور نیکون بسیار عمیق‌تر و جزئی‌تر عمل می‌کند تا نه‌تنها عملکرد سنسورهای خام رو مورد ارزیابی قرار دهد، بلکه کیفیت تعامل آن‌ها با دوربین‌ها و لنزها را به طور دقیق بررسی می‌کند.

این ارزیابی‌ها علاوه بر اینکه شامل آزمایش‌های اپتیکی متعدد سنسورها با و بدون الصاق به لنزها است، آزمایش‌های الکتریکی و فوتوالکتریکی گسترده‌ای را در شرایط دمایی متفاوت در بر دارد تا اطمینان حاصل شود که سنسورها در شرایط سخت بتوانند از پس پاسخگویی به انتظارات کاربران حرفه‌ای بربیایند.

مقدار مطلق داده‌هایی که برای پشتیبانی از این ارزیابی‌ها باید مورد پردازش قرار بگیرند، فراتر از حد تصور است. سانبونگی گفت که ارزیابی‌های معمول شامل ده‌ها هزار تصویر برای هر سنسور است. کافیست این عدد را در تعداد سنسورهای متعددی که نیکون می‌سازد، ضرب کنید. بماند که تمام ارزیابی‌ها چندین بار تکرار می‌شوند و ممکن است تعدادی با شکست مواجه شوند. علاوه بر این نباید از زمان لازم برای انجام این ارزیابی‌های طاقت‌فرسا غافل شد که حتی با سیستم‌های تمام‌خودکار هم بسیار زمان‌بر و وقت‌گیر هستند.

اگرچه بسیاری از فرآیندهای تست و ارزیابی نیکون حتی تحت موافقت‌نامه سفت‌وسخت عدم افشا برای ما قابل‌دسترس نبود، اما توانستیم چهار مجموعه از آزمایش‌ها را ببینیم و از عمق و دقت کم‌نظیر نیکونی‌ها برای آزمایش سنسورهای خود حیرت‌زده شدیم.

سیستم جامع تست فلر (flare)

این سیستمی است که نیکون از آن برای ارزیابی آن دسته از انعکاس‌های داخلی و تداخلات نوری استفاده می‌کند که می‌توانند منجر به ایجاد تصاویر محو یا به‌اصطلاح فلر در حضور نور شدید شوند. در این سیستم، یک منبع نوریLED بسیار روشن از برابر یک دوربین در موقعیت‌ها و جهات مختلف عبور داده می‌شود. در این سیستم تست، سعی بر آن است که تمامی زوایا و موقعیت‌های ممکنه از منبع نور نسبت به دوربین ثبت شود؛ به همین خاطر در هر تست باید تعداد زیادی عکس گرفته شود.

اهمیت این سیستم تست زمانی نمایان می‌شود که برای مثال شما در هنگام عکاسی با پرتوهای نوری مواجه می‌شوید که از زوایای تند به سنسور دوربین شما برخورد می‌کنند و ممکن است باعث شوند اشیاء در تصویر به شکل نامناسبی ظاهر شوند. تمامی اجزای دوربین از سنسور و میکرولنزها گرفته تا قاب‌های پوششی لنزها، فیلترهای پایین گذر و مادون‌قرمز و خود لنزها با یکدیگر در ارتباط هستند. چنین سیستمی به مهندسان طراح سنسور اجازه می‌دهد تا پیکره‌بندی‌های متفاوتی از میکرولنزها را امتحان و به مناسب‌ترین طراحی ممکن دست پیدا کنند.

این سیستم سنسورها و لنزها را تحت شرایط نوری شدید مورد آزمایش قرار می‌دهد. وقتی که ما در حال تماشای نحوه‌ی کار آن بودیم، لامپ‌های LED با اینکه در کم‌نورترین حالت ممکن خود قرار داشتند، هنوز هم بسیار پرنور و روشن بودند. در حالت روشنایی کامل، نگاه کردن به این لامپ‌ها تقریبا غیرممکن است.

طی مصاحبه و بازدیدم از نیکون در مورد تلاش‌های تیم طراحی برای بهینه کردن عملکرد سنسورها با لنزهای نیکور حرف‌های زیادی به میان آمد. ما معمولا به سنسور، دوربین و لنزها به عنوان واحدهایی مجزا نگاه می‌کنیم، حال آنکه در عمل، همه‌ی آن‌هایی اجزایی از یک سیستم اپتیکی پیچیده هستند که نور ساطع‌شده از اشیاء و منظره‌ها را به فایلی دیجیتالی متشکل از صفر و یک تبدیل می‌کند. اینکه هر کدام از این اجزا به تنهایی چگونه کار می‌کنند، به اندازه‌ی اینکه ترکیب آن‌ها در کنار هم دارای چه عملکردی است، اهمیت دارد.

تصویر بالا سیستم تست فلر را از زاویه‌ای نزدیک‌تر نشان می‌دهد. صفحه‌ای که پایه‌ی دوربین روی آن قرار دارد می‌تواند به بالا، پایین، داخل، خارج، چپ و راست حرکت کند و دوربین هم می‌تواند به چپ و راست بچرخد. در سمت چپ تصویر در بخش زنجیرمانند، کابل‌ها در یکجا جمع شده‌اند تا در هنگام حرکت صفحه یا پایه به هم گره نخورند. این سیستم که توسط یک کامپیوتر کنترل می‌شود، به اپراتور اجازه می‌دهد که در هر تست صدها یا هزاران عکس بگیرد. تقریبا ۱۵ ثانیه طول می‌کشد تا هر عکس گرفته و ثبت شود، بنابراین ساعت‌ها زمان لازم است تا برای یک ترکیب دلخواه از یک لنز یا سنسور خاص، فرآیند تست کامل شود.

پیش از بازدید از نیکون نحوه‌ی ارتباط لنزها، فیلترهای پایین گذر و مادون‌قرمز اپتیکی دوربین، میکرولنزهای روی سطح سنسور و حتی اینترفیس بین میکرولنزها و سطح سیلیکونی با یکدیگر فکرم را حسابی مشغول کرده بود. همان‌طور که در ادامه توضیح داده خواهد شد، این ارتباط اجزای مختلف دوربین با هم برای کنترل تداخلات نوری (تداخل نوری به معنای تمایل پرتوهای نوری ساطع‌شده بر یک پیکسل به نشت به پیکسل‌های مجاور است) که منجر به نوعی banding یا ادغام می‌شود، حیاتی است.

در تستی که در بالا نشان داده شد، سنسور در بدنه‌ی یک دوربین متصل به لنز که روی یک صفحه‌ی کنترل‌شده با کامپیوتر قرار داد، گذاشته می‌شود. این صفحه می‌تواند نسبت به محل قرارگیری منبع نور به چپ یا راست، بالا یا پایین و داخل یا خارج حرکت کند و دوربین نصب شده روی آن هم قادر است به زوایای مختلف بچرخد.

تصویر بالا، نمایشگر کامپیوتر سیستم تست فلر را نشان می‌دهد. همان‌طور که می‌بینید، نوشته‌ها به زبان ژاپنی هستند.

این سیستم کامپیوتری، دوربین را در طیفی وسیع از جهات و موقعیت‌ها قرار می‌دهد و در هر موقعیت یا جهت، یک لغزنده که دارای یک لامپ LED بسیار پرنور است، ناحیه‌ی جلوی دوربین را جاروب می‌کند (هنگامی که ما این دستگاه را داشتیم تماشا می‌کردیم، نور لامپ، بسیار شدید بود. تکنیسین دستگاه اما به ما گفت که باید این نور را هنگامی که دستگاه در حال انجام تست است، مشاهده کنید که تقریبا می‌توان گفت کورکننده است). این تست بارها و بارها تکرار می‌شود تا تمامی موقعیت‌ها و زوایای ممکن منبع نور نسبت به دوربین و لنزها پوشش داده شود. سپس یک کامپیوتر نتایج صدها تست را با هر یک از لنزها تجزیه‌وتحلیل می‌کند تا مشخص کند که پدیده‌ی محوشدگی تا چه میزان در هر لنز ظاهر می‌شود. به این ترتیب، طراحی‌های مختلف سنسور را می‌توان در طیفی وسیع از لنزها با هم مقایسه کرد.

زاویه‌ی تست برخورد

این دستگاه نحوه‌ی پاسخ‌دهی میکرولنزها به نور ساطع‌شده از زوایای مختلف را تست می‌کند. نقطه‌ی کوچی که در وسط تصویر می‌بینید، تنها نقطه‌ی نورانی است که در طول تست برای دوربین (که در زوایای مختلف چرخانده می‌شود) قابل مشاهده است.

سیستم نمایش داده شده در بالا نحوه‌ی پاسخ‌دهی یک ترکیب خاص از فیلتر پایین‌گذر/ مادون‌قرمز دوربین و میکرولنزهای سنسور را به نور تابیده شده از زوایای مختلف ارزیابی می‌کند. یک ایلومینیتور با شدت نور بالا و یک روزنه‌ی کوچ در کنار هم یک منبع نور نقطه‌ای را در برابر دوربین ایجاد می‌کنند. سپس کامپیوتر، دوربین را در وضعیت‌های متفاوت قرار می‌دهد تا نور ساطع‌شده از منبع نور نقطه‌ای بتواند در طیفی کامل از زاویه‌ها به سنسور دوربین برخورد کند. همانند قبل، یک کامپیوتر به طور هم‌زمان این سیستم را کنترل و خروجی سنسور را تجزیه‌وتحلیل می‌کند (وقتی که فرآیند تست شروع می‌شود، دوربین و روزنه با یک پارچه‌ی سیاه سنگین پوشانده می‌شوند تا تنها نور برخوردکننده به سنسور، نوری باشد که از روزنه‌ی کوچک تابیده می‌شود).

فهم رفتار نوری میکرولنزها به‌ویژه نحوه مواجهه‌ی آن‌ها با پرتوهای نوری تابیده شده از زوایای مختلف، بخشی بسیار کلیدی از ادغام یک سنسور در یک سیستم دوربین است. در یک سیستم دوربین، پرتوهای نوری که به وسط سنسور برخورد می‌کنند، تقریبا با زاویه‌ی عمودی منعکس می‌شوند؛ حال آنکه پرتوهای نوری تابیده شده به لبه‌های سنسور با زاویه‌های ملایم‌تری بازتاب می‌کنند.

در اینجا می‌توانید نحوه‌ی کار دستگاه برخورد را در یک سیکل کاری مشاهده کنید. می‌توانید ببینید که چگونه دوربین حرکت می‌کند و زاویه را تغییر می‌دهد تا نور ساطع‌شده از منبع نقطه‌ای بتواند از زوایای مختلف به سنسور برخورد کند. سیستم کامپیوتری این دستگاه می‌تواند موقعیت منبع نقطه‌ای نور، دوربین و زاویه‌ی دوربین را کنترل کند.

در ساده‌ترین سطح، میکرولنزهای قرار گرفته در مرکز هر پیکسل موجب تغییر جهت نور تابیده شده از یک زاویه‌ی پایین می‌شوند و ایجاد مناطق غیرحساس به نور در پیکسل را در پی دارند. برای مقابله با این مسئله، نیکون و دیگر سازنده‌های سنسور میکرولنزها را به سمت لبه‌ها و گوشه‌ها جابجا کرده‌اند تا تمامی نور متصاعد شده بتواند به سطح سیلیکون برخورد کند.

تصویر بالا، نمایشگر کنترلی زاویه‌ی سیستم تست برخورد را نشان می‌دهد. بلوک‌های ردیف وسط نمایشگر، بخش‌هایی از آرایه را که بازخوانی شده و همچنین بیت‌های mask-off داده‌ی خروجی را کنترل می‌کنند. بخش سمت راست نمایشگر مسئول کنترل دوربین است و اکسپوژر یا همان نوردهی هم می‌تواند یک‌سوم یا یک‌ششم EV از هشت دقیقه تا ۱.۸۱۹۲ ثانیه متفاوت باشد (یک مجموعه تست با اکسپوژر هشت دقیقه‌ای مدت زیادی به طول می‌انجامد). بخشی را که هم در گوشه‌ی سمت راست بالای نمایشگر می‌بینید، موقعیت روزنه‌ی میانی (اپرچر) و دوربین و هم‌چنین زاویه‌ی دوربین (تتا) را کنترل می‌کند.

به نظر می‌رسد که جابجایی میکرولنزها تنها بخش کوچکی از کاری است که نیکون برای کنترل خواص اپتیکی سنسورها می‌کند. جزئیات بیشتر احتمالا بسیار محرمانه و انحصاری هستند؛ اما من می‌توانم برخی از آن‌ها را حدس بزنم. تصورم این است که سطح سنسور یک ساختار سه‌بعدی پیچیده است که می‌تواند بسته به مساحت پیکسل به طور حیرت‌آوری بلند یا کوتاه باشد. این ترفند زیرکانه باعث می‌شود که مقدار بیشینه‌ی نور از بالای میکرولنزها به ریزتنگه‌های شکل‌گرفته به‌واسطه‌ی ساختارهای ویژه سطح سنسور جاری شود و همچنین موجب می‌شود که به دلیل بازتاب‌های داخلی، مقدار نور جذب شده توسط دیواره‌های ریزتنگه‌ها کمینه می‌شود.

درک اینکه میکرولنزها چگونه نور را متمرکز  و راه آن را به سطح سیلیکون باز می‌کنند از اهمیتی حیاتی برخوردار است. این یک نمونه‌ی عمومی از نرم‌افزارTCAD شرکت Silvaco (در مقایسه با نتایج یک سنسور نیکون واقعی) است؛ اما مشکلات نوعی نرم‌افزارهای TCAD را هم آشکار می‌کند. در اینجا نور از سمت راست، روی یک پیکسل تابانده می‌شود و شبیه‌سازی نشان می‌دهد که تعداد زیادی فوتون به یک سطح میانی برخورد می‌کنند.

کل مسئله در اینجا این است که نحوه‌ی مواجهه‌ی پیکسل‌های سنسور با پرتوهای نوری خارج از محور، اهمیتی حیاتی در فرآیند طراحی سنسور دارد. از این رو به دستگاهی مانند آنچه پیش‌تر به آن اشاره شد، نیاز هست تا به طور کامل قادر باشد مشخصات زاویه‌ی مربوط به برخورد را استخراج کند.

تست RGB

دستگاه ساده‌ی نشان داده شده در تصویر زیر برای بررسی پاسخ RGB سنسور استفاده می‌شود. یک منبع نوری باریک LED در پشت یک پخش‌کننده‌ی ضخیم قرار گرفته که به اپراتور اجازه می‌دهد به طور دقیق میزان انتشار هر رنگ را تنظیم و عملکرد فیلترها در آرایه‌ی فیلتر رنگی سنسور را ارزیابی کند. این ابزار ساده به مهندسان نیکون این امکان را می‌دهد که تا تداخلات رنگی را تا سر حد اینکه کدام پیکسل از یک رنگ به دیگر رنگ‌های نور پاسخ می‌دهد، اندازه بگیرند (برای مثال، مهندسان در نیکون می‌توانند اندازه‌گیری کنند که یک پیکسل قرمز چقدر به رنگ سبز یا آبی پاسخ می‌دهد).

بدون شک، دقت رنگ از اهمیت بسزایی برخوردار است؛ بنابراین یک منبع نوری RGB دقیق برای اطمینان از اینکه فیلترهای رنگ روی سنسور به درستی کار می‌کنند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تست مداری

سه تستی که پیش‌تر به آن‌ها اشاره شد، به ویژگی‌های اپتیکی سنسور مربوط بودند؛ اما یک بخش الکترونیکی هم وجود دارد که در واقع، رابط بین سنسور و پردازنده‌ی دوربین است. بردهای الکترونیکی پیچیده‌ای امکان دسترسی به سیگنال‌های داخلی سنسور را فراهم می‌کنند. تصویر زیر یکی از این بردها را نشان می‌دهد که تکنیسین در حال اتصال آن به دوربین D5 است. در این برد نقاط اتصال بسیار زیادی وجود دارد و من توانستم دست‌کم ۱۸۰ نقطه‌ی لحیم‌کاری روی آن پیدا کنم که فکر می‌کنم باید به سنسور متصل شوند.

وقتی که نوبت اتصال سنسور به دوربین می‌رسد، نیکون بردهای الکترونیکی ویژه‌ای دارد که امکان دسترسی به سیگنال‌های داخلی را فراهم می‌کنند. در اینجا یک تکنیسین در حال تست یک برد ویژه دوربین D5 به کمک اسیلوسکوپ است.

نمایی نزدیک‌تر از برد الکترونیکی سنسور دوربین D5 که دو پراب اسیلوسکوپ به آن متصل شده است. روی این برد اتصالات زیادی وجود دارد و من توانستم ۱۸۰ نقطه‌ی لحیم‌کاری را روی آن بشمارم که آن را به سنسور متصل می‌کنند.

این نمایشگر اسیلوسکوپی است که به سنسور دوربین متصل شده است. اولین سیگنال که به رنگ بنفش در بالای نمایشگر دیده می‌شود، سیگنال برق ورودی سنسور است، سیگنال‌های سنکرون عمودی مربوط به داده‌های پیکسل‌ها هستند که بازخوانی شده‌اند و دست‌آخر در پایین نمایشگر می‌توانید شکل اولیه‌ی سیگنال داده‌های پیکسل را مشاهده کنید. در این مقیاس به‌رغم بازخوانی تمامی آرایه‌ی پیکسلی تنها تعداد بسیار کمی از پالس‌های سنکرون عمودی قابل رویت هستند. همان‌طور که در گوشه‌ی سمت راست پایین نمایشگر اسیلوسکوپ قابل مشاهده است، تنها یک‌دهم ثانیه زمان به طول انجامیده تا کار بازخوانی یک فریم کامل تکمیل شود که با حداکثر سرعت تصویربرداری پیوسته‌ی دوربین D5 که ۱۲ فریم بر ثانیه است، هم‌خوانی دارد.

در ویدئوی بالا یک تکنیسین در حال تغییر مقیاس زمانی اسیلوسکوپ است و شما می‌توانید داده‌های یک پیکسل را در آن مشاهده کنید. مدارهای بازخوانی سنسور در دوربین‌هایی که از وضوح و سرعت بالایی برخوردارند (مانند دوربین D850) باید مقدار زیادی داده را با سرعت زیاد منتقل کنند؛ بنابراین از استریم‌های داده‌ی سریال چندگانه و سریع استفاده می‌شود. ویدئوی بالا سیگنال‌های یکی از این استریم‌ها را روی دوربین D5 نشان می‌دهد.

آینده

در پایان بازدیدم از نیکون از سانبونگی پرسیدم که نظرش در مورد آینده و پیشرفت‌های احتمالی در فناوری ساخت سنسور چیست. آیا ما در حال نزدیک شدن به پایان عصر سیلیکون هستیم؟ آیا در آینده‌ی نزدیک، فناوری نقطه‌ی کوانتومی یا همان کوانتوم دات آغازگر دوران جدیدی در دنیای ادوات الکترونیکی و کوانتومی خواهد بود؟

سانبونگی در پاسخ اذعان کرد که دیر یا زود محدودیت‌های فیزیکی در فناوری سنسورهای سیلیکونی گریبانگیر ما خواهند شد؛ اما هنوز جا برای پیشرفت، بهبود راندمان کوانتومی و محدوده‌ی دینامیکی و همچنین کاهش نویز بازخوانی وجود دارد. اما فراتر از این احتمال دارد گونه‌ای از فناوری‌های توفنده توسعه داده شوند که بتوانند تعداد الکترون‌های تولید شده توسط هر فوتون را چند برابر کنند؛ هرچند این امر با افزایش قابل‌توجه سطح نویز همراه خواهد بود. این احتمال هم وجود دارد که فناوری‌های پشته سازی چندتصویری به طور گسترده‌تری از آنچه اکنون وجود دارد به کار گرفته شوند. اما در مورد فناوری نقاط کوانتومی سانبونگی بر این باور است که هنوز راه درازی تا ساخت عملی سنسورهایی برخوردار از مگاپیکسل چندگانه پیش رو داریم.

هرچند بدیهی است که ما در نهایت با محدودیت شرایط نوری کم روبرو هستیم؛ چرا که به شمارش فوتون‌های منفرد نیاز داریم؛ اما هنوز هم مانند آنچه در قابلیت ایزوی ۶۴ سنسور دوربین 850 رخ داد، می‌توان به پیشرفت‌های بیشتر امید داشت.

البته نمی‌توان از سانبونگی انتظار داشت که در مورد آنچه نیکون در دست توسعه دارد با شفافیت بیشتری صحبت کند؛ از این رو قابل درک است که کمی در این زمینه محتاطانه اظهارنظر کند. برای اینکه بدانیم تیم مهندسان طراح سنسور در نیکون چه برنامه‌هایی در سر دارند، باید منتظر بمانیم و رخدادهای دنیای فناوری‌های کوانتومی را از نزدیک زیر نظر بگیریم.

پل گاردنر آلن (Paul Gardner Allen) سرمایه‌گذار، تاجر و خیّر آمریکایی بود که در سال ۱۹۷۵، به‌همراه بیل گیتس، شرکت مایکروسافت را تأسیس کرد. او که در تاریخ ۲۳ مهر ۱۳۹۷ (۱۵ اکتبر ۲۰۱۸) از دنیا رفت، در زمان مرگش در رتبه‌ی ۴۶ فهرست ثروتمندترین افراد جهان قرار داشت. او در این زمان صاحب ۱۰۰ میلیون سهم شرکت مایکروسافت بود و ثروتش در حدود ۲۰.۳ میلیارد دلار تخمین زده می‌شود.

آلن بنیان‌گذار شرکت Vulcan نیز بود. این شرکت، وظیفه‌ی مدیریت سرمایه‌گذاری‌های و خیریه‌های آلن را بر عهده داشت. سرمایه‌گذاری میلیون دلاری آلن در حوزه‌های مختلف اعم از فناوری، رسانه، تحقیقات علمی، املاک، شرکت‌های خصوصی فضایی و سهام‌هایی در شرکت‌های دیگر بود. آلن مالک دو تیم ورزشی حرفه‌ای هم بود. Seattle Seahawks از لیگ NFL و Portland Trail Blazers از لیگ ‌NBA تحت مالکیت این سرمایه‌گذار فعالیت می‌کردند. به‌علاوه بخشی از مالکیت تیم Seattle Sounders از لیگ MLS نیز به پل آلن تعلق داشت.

پل آلن فعالیت‌های خیرخواهانه‌ی زیادی داشت. او مؤسساتی تحقیقاتی در زمینه‌ی بیماری‌های مغزی و سلولی تأسیس کرده بود و علاوه بر آن، انواع زمینه‌ها از قبیل آموزش، منابع طبیعی، خدمات اجتماعی و غیره، هدف بیش از ۲ میلیارد دلار از سرمایه‌گذاری‌های خیرخواهانه‌ی این سرمایه‌گذار بودند. هم‌بنیان‌گذار مایکروسافت جوایز متعددی را نیز در طول زندگی خود دریافت کرد و در سال‌های ۱۳۸۶ و ۱۳۸۷ (۲۰۰۷ و ۲۰۰۸) در فهرست ۱۰۰ فرد تأثیرگذار جهان در مجله‌ی تایم قرار گفت.

تولد و تحصیل

پل آلن در ۱ بهمن ۱۳۳۱ (۲۱ ژانویه‌ی سال ۱۹۵۳) در سیاتل واشنگتن به دنیا آمد. پدرش کنث سام آلن و مادرش ادنا فی آلن نام داشتند. آلن به مدرسه‌ی خصوصی لیک‌ساید در سیاتل رفت و همان جا با بیل گیتس که دو سال از خودش کوچک‌تر بود، دوست شد. هر دوی آنها از همان ابتدا علاقه‌ی شدیدی به کامپیوترها نشان می‌داند. آنها از ترمینال تله‌تایپ مدرسه برای یادگیری مهارت برنامه‌نویسی استفاده کردند.

پل آلن و بیل گیتس در سال‌های جوانی

بیل و آلن پس از مدتی از کابخانه‌ی دپارتمان علوم کامپیوتر دانشگاه واشنگتن نیز برای تمرین و یادگیری مهارت‌های کامپیوتری استفاده کردند. آنها از کامپیوترهای این کتابخانه به‌صورت تقریبا غیرقانونی استفاده می‌کردند و یک بار نیز در سال ۱۳۵۰ (۱۹۷۱) به‌خاطر این کار از کتابخانه اخراج شدند. به‌هرحال دوران نوجوانی این دو کارآفرین ماندگار دنیای فناوری، در انواع تلاش برای یادگیری زبان‌های کامپیوتری گذشت.

آلن در آزمون SAT نمره‌ی ۱۶۰۰ گرفت و برای ادامه‌ی تحصیلات به دانشگاه ایالتی واشنگتن رفت. او پس از دو سال دانشگاه را رها کرد تا به‌عنوان برنامه‌نویس در شرکت Honeywell در بوستون مشغول به کار شود. محل کار او نزدیک به دانشگاه هاروارد و محل تحصیل بیل گیتس بود. آلن پس از مدتی بیل را راضی کرد تا او هم تحصیلات دانشگاهی را رها کرده و در تأسیس شرکت جدید به او کمک کند.

مایکروسافت

پل و بیل در سال ۱۳۵۴ (۱۹۷۵) به ‌آلبوکرکی در نیومکزیکو رفتند و در آنجا، بازاریابی برای محصول نرم‌افزاری خود یعنی یک مترجم زبان بیسیک را شروع کردند. این محصول طی قراردادی با شرکت آمریکایی MITS آماده می‌شد. در واقع هدف اصلی آماده‌سازی زبان بیسیک برای کامپیوترهای Altair این شرکت بود. آلن پس از این قرارداد مدتی را به‌عنوان مدیر ارشد نرم‌افزار در همین شرکت گذراند.

آلن و گیتس در اولین دفتر مایکروسافت

در همان دوران بود که پل مقاله‌ای در مجله‌ی فورچن خواند و برای نام‌گذاری شرکتش با بیل، اسم Micro-Soft را پیشنهاد داد.

داستان معروفی در تاریخچه‌ی شرکت مایکروسافت وجود دارد و آن هم قرارداد این شرکت برای آماده‌سازی سیستم‌عامل داس برای شرکت IBM بوده است. در واقع بیل و پل، قول سیستم‌عاملی را به مدیران آی‌بی‌ام دادند که هنوز توسعه نیافته بود. در این زمان، پل مذاکراتی را با تیم پترسون انجام داد تا سیستم‌عامل QDOS را با قیمت ۵۰ هزار دلار از او بخرد. جالب است بدانید نام این سیستم‌عامل مخفف عبارت Quick and Dirty operating system است. تیم پترسون در آن زمان کارمند شرکت Seattle Computer Products بود.

در نهایت این قرارداد امضا شد و مایکروسافت توانست سیستم‌عامل DOS را برای کامپیوترهای شخصی آی‌بی‌ام عرضه کند. این همکاری با آی‌بی‌م، ثروت زیادی را به شرکت مایکروسافت سرازیر کرد و شروعی برای ثروتمند شدن پل آلن و بیل گیتس شد. البته همکاری پل با مایکروسافت عمر زیادی نداشت و او در سال ۱۳۶۱ (۱۹۸۲) به‌ خاطر ابتلا به بیماری لنفوم هاجکین از کار در این شرکت استعفا داد.

بیل گیتس پس از رفتن آلن از او خواست تا بخشی از سهامش را به‌خاطر فعالیت‌های زیاد گیتس در مایکروسافت به او ببخشد. بیل پیشنهاد تقسیم شرکت به‌صورت ۴۰-۶۰ را داد و آلن نیز با آن موافقت کرد. البته در نهایت این درصد به ۳۶-۶۴ رسید. گیتس از این مرحله هم فراتر رفت و در سال ۱۳۶۲ (۱۹۸۳) تلاش کرد تا سهم آلن را با قیمت ۵ دلار برای هر سهم از او بخرد. البته آلن با این درخواست مخالفت کرد و تمام سهم خود را نگه داشت.

دوران پس از مایکروسافت و سرمایه‌گذاری‌های بزرگ

آلن پس از مدتی مبارزه با بیماری سرطان و همچنین تحمل پرتو‌درمانی، سلامتی خود را بازیافت. او در سال ۱۳۶۵ (۱۹۸۶) به‌ همراه خواهرش جو لین آلن پاتن شرکت خصوصی ولکان را تأسیس کرد تا به‌ نوعی مدیریت سرمایه‌گذاری‌های بعدی را در این شرکت انجام دهد.

هم‌بنیان‌گذار مایکروسافت که درآمد مناسبی را از عرضه‌ی عمومی سهام این شرکت در سال ۱۳۶۵ (۱۹۸۶) کسب کرده بود، مدتی بعد به سرمایه‌گذاری در ورزش علاقه‌مند شد. اولین تیم ورزشی که در سال ۱۳۶۷ (۱۹۸۸) توسط او خریداری شد، پورتلند تریل بلیزرز نام داشت. او دو سال بعد نیز فعالیت‌های خیرخواهانه‌ی خود را با تأسیس بنیاد خیریه‌ی خانواده‌ی پل جی. آلن شروع کرد.

هم‌بنیان‌گذار مایکروسافت در سال ۱۳۷۱ (۱۹۹۲) با هدف سرمایه‌گذاری در ایده‌ها و استارتاپ‌ها وارد سیلیکون ولی شد. او و دیوید لیدل شرکت Interval research را در این منطقه تأسیس کردند که به‌صورت آزمایشگاه و انکوباتور شرکت‌های جدید فعالیت می‌کرد. این شرکت تا سال ۱۳۷۹ (۲۰۰۰) فعال بود و ۳۰۰ پتنت از دل آن بیرون آمد. سرمایه‌گذاری بزرگ بعدی، با خرید ۸۰ درصد از سهام Ticketmaster به ارزش ۲۴۳ میلیون دلار انجام شد که بعدا، شرکت Home Shopping Network با تبادل ۲۰۹ میلیون دلار از سهم خود، ۴۷.۵ درصد از سهام آلن را در تیکت‌مستر خریداری کرد.

فعالیت‌های گوناگون آلن در ورزش و خیریه متوقف نشد. او در سال ۱۳۷۵ (۱۹۹۶) به گروه موسیقی Grown Menملحق شد و به‌عنوان گیتاریست در آنجا فعالیت کرد. در سال ۱۳۷۶ (۱۹۹۷) به فیلم‌سازی روی آورد و شرکت خصوصی فیلم‌سازی Vulcan production را تأسیس کرد. هدف بعدی، باز هم سرمایه‌گذاری ورزشی بود که با خرید تیم راگبی Seattle Seahawks محقق شد.

شرکت فیلم‌سازی پل آلن، تاکنون محصولات موفقی داشته که برخی از آنها جوایز امی، گرمی و حتی نامزدی جوایز گلدن گلوب و اسکار را نیز در سابقه‌ی خود دارند. تعداد زیادی از محصولات این شرکت، به حوزه‌ی مستند و خبر اختصاص دارند و به‌ عنوان مثال سریال We The economy این شرکت در سال (۱۳۹۳) ۲۰۱۴ جایزه‌ی Webby را برای بهترین سریال سیاسی و خبری آنلاین دریافت کرد.

آلن در حال نواختن گیتار الکتریکی

فعالیت بعدی، ورود به دنیای مخابرات بود. آلن در سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۸) سهام کنترلی Charter communication را خریداری کرد. این شرکت  در سال ۱۳۸۷ (۲۰۰۹) اعلام ورشکستگی کرد و ضرری ۷ میلیارد دلاری به سرمایه‌ی آلن وارد کرد. به‌هرحال او بخش کمی از سهام خود را در این شرکت نگه داشت که در سال ۲۰۱۲ به ارزش ۵۳۵ میلیون دلار رسیده بود. این شرکت در نهایت در سال (۱۳۹۵) ۲۰۱۶ توسط تایم وارنر کیبل خریداری شده و پس از ادغام آنها با زیرمجموعه‌ی دیگر یعنی اسپکترام، به دومین شرکت بزرگ خدمات کابلی در آمریکا تبدیل شد.

هم‌بنیان‌گذار مایکروسافت در نهایت در ۹ نوامبر سال ۲۰۰۰ به‌صورت رسمی از هیئت مدیره‌ی این شرکت استعفا داد و تنها به‌عنوان مشاوری برای مدیران اجرای این شرکت مشغول شد. بخش زیادی از سهام آلن نیز در همین سال به فروش رفت. پل آلن پس از سرمایه‌گذاری‌های متعدد به تأسیس موزه علاقه‌مند شد و در سال ۲۰۰۰ به همراه خواهرش Experience Music Project را به‌صورت یک موزه‌ی تعاملی موسیقی تاسیس کرد. این موزه بعدا فعالیت خود را گسترش داده و در سال ۲۰۱۶ به Museum of pop Culture تغییر نام داد. علاقه‌ی آلن به موزه و تاریخ باز هم ادامه داشت و او در سال ۲۰۰۴ موزه‌ی Allen science fiction را تأسیس کرد.

اگرچه بسیاری از مردم،‌ شرکت‌های خصوصی فضایی را با نام‌هایی همچون اسپیس ایکس، بلو اوریجین و ویرجین گالکتک می‌شناسند، اولین شرکت این خوزه در سال ۲۰۰۴ و به‌نام SpaceShipOne توسط آلن تأسیس شد. فعالیت آلن در شرکت‌های فضایی ادامه داشت و او در سال ۲۰۱۵، شرکت Vulcan Aerospace را به‌عنوان زیرمجموعه‌ای از ولکان تأسیس کرد که با هدف اصلاح مفهوم سفر به فضا و کاهش قیمت این سفرها فعالیت می‌کند.

آلن و ریچارد برانسون در تصویری از مراسم اولین پرواز اسپیس‌شیپ‌وان

یکی از بخش‌های بزرگ سرمایه‌گذاری پل آلن، در بازار املاک و مستغلات و شهرسازی تحت عنوان شرکت Vulcan Real Estate انجام می‌شد. او پروژه‌های بزرگ شهری همچون Seattle Streetcar را در همین شرکت انجام داده و سود زیادی را از آن به دست آورد. یکی از پرسودترین معادله‌های این شرکت املاک، فروش مجموعه‌ی اداری ۱۷۰ هزار متر مربعی به آمازون با قیمت ۱.۱۶ میلیارد دلار بود که یکی از گران‌ترین معاملات دفاتر اداری در تاریخ سیاتل شد.

آلن در سینماها و سالن‌های تئاتر نیز سرمایه‌گذاری‌هایی انجام داد. او چند سالن مد، سینما و هنرهای تجسمی را خریده و بازسازی کرد. یکی از این سالن‌ها، Seattle Cinarema نام داشت که در سال ۱۹۹۸ توسط او خریداری شد و علاوه بر بازسازی‌های داخلی و خارجی، به امکاناتی همچون صدای سه‌بعدی و دیجیتال مجهز شد. این سال اولین پروژکتور لیزری دیجیتال را در سال ۲۰۱۴ نصب کرد.

یکی از اقدامات پر سروصدای پل آلن، در سال ۲۰۱۰ رخ داد. او در این سال شکایتی را علیه چندین شرکت فناوری اعم از AOL، اپل، ای‌بی، فیسبوک، گوگل،‌ نتفلیکس، یاهو و یوتیوب تنظیم کرد که طی آن، از نقض پتنت‌هایش توسط این شرکت‌ها شاکی بود. این پتنت‌ها یک دهه قبل به نام آلن ثبت شده بودند. در نهایت شکایت او در سال ۲۰۱۴ در دادگاه فدرال رد شد. درخواست تجدید نظر نیز در سال بعد به دادگاه عالی آمریکا فرستاده شد که آن نیز به نتیجه رسید. پل آلن در دفتر پتنت‌ها و نمادهای تجاری آمریکا، ۴۳ پتنت ثبت شده دارد.

اولین موشک اسپیس‌شیپ‌وان

پل آلن در پروژه‌های نرم‌افزاری و اپلیکیشن نیز سرمایه‌گذاری‌هایی را انجام داده است. او یکی از سرمایه‌گذاران استارتاپ نرم‌افزاری A.R.O بود که اپلیکشن ورزشی Saga را توسعه دادند. اپلیکیشن مدیریت محتوای Fayve نیز از سرمایه‌گذاری‌های پل آلن در این حوزه بوده است.

یکی از پروژه‌های اخیر سرمایه‌گذاری پل آلن، موسسه‌ی هوش مصنوعی او است که تحت عنوان Allen Institute for artificial intelligence در سال ۲۰۱۴ تأسیس شد. تحقیقات و مهندسی در حوزه‌ی هوش مصنوعی، از پروژه‌های اصلی این موسسه هستند و تاکنون پروژه‌های بزرگی همچون Aristo، Semantic Scholar، Euclidو Plato در این شرکت انجام شده‌اند.

او در پروژه‌های متعدد کاوش عمیق دریا نیز همکاری و سرمایه‌گذاری کرده بود که برخی از آنها به کشفیات ارزشمندی از جنگ جهانی دوم مانند USS Indianapolis انجامید.

فعالیت‌های خیرخواهانه

آلن در طول زندگی خود مجموعا ۲ میلیارد دلار کمک‌های مختلف را با اهدافی همچون علم، فناوری، تحصیل، حفاظت از محیط زیست، هنر و جامعه اهدا کرده است. همان‌طور که گفته شد بنیاد خانوادگی آلن مسئول پیگری و اجرای این فعالیت‌های خیرخواهانه بوده است. آلن در سال ۲۰۱۰ در پیمان بخشش یا The Giving Pledgeثبت‌نام کرد و متعهد شد که نیمی از ثروت خود را به فعالیت‌های عام‌المنفعه اختصاص دهد. پل آلن به‌خاطر فعالیت‌های خیرخواهانه‌ی خود جوایز متعددی از جمله مدال اندرو کارنگی در فعالیت‌های بشردوستانه را دریافت کرده است.

یکی از حوزه‌های اصلی فعالیت‌های خیرخواهانه‌ی آلن، سلامت و تحقیقات بود. او در سال ۲۰۰۳ موسسه‌ی تحقیقات مغزی Allen Institute for Brain Science را تأسیس کرد. آلن در مجموع ۵۰۰ میلیون دلار به این موسسه کمک کرده که آن را به بزرگترین دریافت‌کننده‌ی کمک‌های خیرخواهانه‌ی این سرمایه‌گذار بدل کرده است.

موسسه‌ی تحقیقات مغز آلن، ابزارهای تحقیقات مغز را برای جامعه‌ی علمی جهان توسعه می‌دهد. برخی از بزرگترین پروژه‌های انجام شده در این موسسه عبارتند از Allen Mouse Brain Atlas، Allen human Brain Atlas وAllen Mouse Brain Connectivity Atlas.

آلن در مرکز تحقیقات مغز

فعالیت بعدی آلن در حوزه‌ی سلامت عمومی با سرمایه‌گذاری ۱۰۰ میلیون دلاری او در تاسیس موسسه‌ی تحقیقات سلولی در سال ۲۰۱۴ انجام شد. این موسسه، یک مدل مجازی از سلول‌ها توسعه می‌دهد تا درمان را برای بیماری‌های مختلف کشف کند. موسسه‌ی تحقیقات سلولی آلن مانند دیگر شرکت‌های او در حوزه‌ی سلامت، نتایج یافته‌های خود را به‌صورت عمومی منتشر می‌کند.

موسسه‌ی تحقیقاتی علوم زیستی با نام Paul G. Allen Frontiers Group نیز در سال ۲۰۱۶ با سرمایه‌گذاری اولیه‌ی ۱۰۰ میلیون دلاری آلن تأسیس شد. این گروه با هدف کشف روش‌های جدید در حوزه‌ی فناوری‌های زیستی فعالیت می‌کند.

حفاظت از محیط زیست و گونه‌های جانوری یکی دیگر از حوزه‌های فعالیت‌های خیرخواهانه‌ی پل آلن بوده است. او در پروژه‌های متعددی همچون پروژه‌ی سرشماری عظیم فیل‌های آفریفایی، پروژه‌ی دانشگاه بریتیش کلمبیا با نام sea Around US برای مقابله با ماهیگیری غیرقانونی و تعدادی پروژه‌ی دولت آمریکا برای جلوگیری از شکار غیرقانونی سرمایه‌گذاری کرد.

آلن در پروژه‌های برق‌رسانی و تأمین نیرو در کشورهای دیگر نیز فعالیت کرده است. او در پروژه‌‌ی برق‌رسانی توسط انرژی‌های تجدیدپذیر در کنیا، تأمین اینترنت برای مناطق روستایی آفریقا در پروژه‌ی Mawingu Networks و پروژه‌ی تأمین برق از انرژی خورشیدی Off Grid electric سرمایه‌گذاری کرده است.

پل آلن در کنار استیو وزنیاک

این سرمایه‌گذار خیّر برای مقابله با ویروس ابولا نیز سرمایه‌گذاری‌های بزرگی انجام داده است. کمک ۱۰۰ میلیون دلاری او برای مبارزه با این اپیدمی در غرب آفریقا، آلن را به بزرگترین سرمایه‌گذار شخصی برای مقابله با این ویروس بدل کرد. او وبسایتی را نیز برای افزایش اطلاع‌رسانی در مورد این ویروس و بیماری تأسیس کرد که عملیات جذب سرمایه برای مقابله با ابولا را نیز مدیریت می‌کرد.

آلن در حوزه‌ی آموزش نیز سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی انجام داد. او در سال ۱۹۸۹، مبلغ ۲ میلیون دلار را به دانشگاه واشنگتن اهدا کرد تا کتابخانه‌ای را به یاد پدرش که زمانی استادیار این دانشگاه بوده است، تأسیس کند. این سرمایه‌گذاری در سال‌های بعدی افزایش یافت و نام مادر آلن که یک عاشق کتاب بود نیز در نام آن اضافه شد.

یکی از بزرگترین سرمایه‌گذاری‌های آلن در حوزه‌ی آموزش در سال ۲۰۱۰ و با اهدای ۲۶ میلیون دلار به دانشگاه‌ ایالتی واشنگتن انجام شد. او این مبلغ را برای تأسیس دانشکده‌ی دانشکده‌ی Global animal Health به این دانشگاه پرداخت کرد. تحقیقات دانشگاهی نیز هدف سرمایه‌گذاری‌های این خیّر بزرگ بوده‌اند و پروژه‌های خواندن کد مورفوژنیک در دانشگاه‌هاتی تافتس و استنفورد با سرمایه‌گذاری ۱۰ میلیون دلاری او انجام می‌شوند.

آخرین سرمایه‌گذاری پل آلن در پروژه‌های دانشگاهی، مبلغ ۴۰ میلیون دلار بود که در سال ۲۰۱۷ بعلاوه‌ی ۱۰ میلیون دلار از سمت مایکروسافت، صرف دپارتمان مهندسی و علوم کامپیوتر دانشگاه واشنگتن شد. این دانشکده پس از بازسازی و اصلاح ساختاری به دانشکده‌ی پل.جی آلن تغییر نام می‌دهد.

نکته‌ی جالب توجه این که این سرمایه‌گذاری‌ها و فعالیت‌های جدی در حوزه‌ی علوم و سلامت، باعث شد تا یک مگس گلزار به نام پل آلن نام‌گذاری شود. 

زندگی شخصی و مرگ

همان‌طور که گفته شد آلن در سال ۱۹۸۲ مبتلا به لنفوم هاجکین شد و پس از ماه‌ها پرتودرمانی و سپس پیوند مغز استخوان، به‌طور کامل درمان شد. این بیماری در سال ۲۰۰۹ به شکلی دیگر و با نام لنفوم غیرهاجکین به او حمله کرد و بار دیگر با همان روش‌های قبلی درمان شد. در نهایت این بیماری در سال ۲۰۱۸ بار دیگر به سراغ آلن آمد و او در ۱۵ اکتبر این سال، از دنیا رفت. پل آلن هیچ‌گاه ازدواج نکرد و فرزندی هم نداشت.

آلن در سن ۶۵ سالگی از دنیا رفت و خواهرش جودی، در بیانیه‌ای پس از مرگ او نوشت:

با این‌که اکثر مردم پل آلن را به‌عنوان یک فعال حوزه‌ی فناوری و خیّر می‌شناسند، او برای ما یک برادر، دایی و دوستی عالی بود. خانواده و دوستان پل از در کنار او بودن و شوخ‌طبعی، گرمی،‌ بخشندگی و مهربانی او لذت می‌بردند.

او در کنار تمام مشغله‌های خود، همیشه زمان خالی برای خانواده داشت. اکنون که در غم از دست دادن او هستیم، عمیقا تلاش‌ها و نگرانی‌ها و اهمیت دادن او به مسائل جهان، قدردان هستیم.

اشخاص بزرگ متعددی پس از مرگ این متخصص کامپیوتر و سرمایه‌گذار خیّر در مورد او بیانیه صادر کرده‌اند. در این میان، صحبت‌های بیل گیتس، دوست و همکار قدیمی او از همه قابل توجه‌تر است:

من از مرگ دوست و همکار قدیمی‌ام، پل آلن بسیار متأثر هستم. از روزهای ابتدایی در مدرسه‌ی لیک‌ساید، تا تأسیس مایکروسافت و فعالیت‌های خیرخواهانه‌ی مشترک پس از آن، پل همیشه شریکی قابل احترام و دوستی واقعی بود. دنیای کامپیوترهای شخصی بدون او وجود نداشت.

اما آلن تنها به تأسیس یک شرکت قانع نبود. او زندگی و توجهش را به کاری دیگر یعنی بهبود زندگی مردم و قدرت دادن به جوامع معطوف کرد. او همیشه معتقد بود اگر می‌شود کاری را بهتر انجام داد، باید آن را انجام دهیم.

پل عاشق زندگی و اطرافیانش بود. قطعا او لیاقت زندگی بیشتر را داشت اما به‌هرحال مشارکت او در دنیای فناوری و فعالیت‌های خیرخواهانه، تا نسل‌های آینده در یادها خواهند ماند.

در مورد علایق شخصی پیش از این موسیقی را به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین علایق این سرمایه‌گذار معرفی کرده‌ایم. یکی دیگر از تفریحات او، قایق شخصی‌اش به نام Octopus بود که در با ۱۲۶ متر طول در سال ۲۰۱۳ در رتبه‌ی ۱۴ بزرگترین یات‌های موتوری جهان قرار گرفت. این یات مجهز به دو هلیکوپتر، یک زیردریایی، استخر شنا، استودیوی موسیقی و زمین بسکتبال است.

یات پل آلن با نام Octopus

البته یات پل آلن تنها برای مصارف تفریحی استفاده نمی‌شد. او این قایق تفریحی را برای پروژه‌های متعدد جستجوی یادگارهای جنگ جهانی و همچنین یافتن نیروهای نظامی و تحقیقات دریایی قرض می‌داد. به‌علاوه این یات عضوی از گروه داوطلبانه‌ی AMVER است که به‌صورت یک سیستم گزارش‌دهی دریایی برای اطلاع‌رسانی افراد دچار بحران در دریا فعالیت می‌کند.

آلن علاوه بر اختاپوس، یک یات دیگر نیز با نام Tatoosh داشت. این قایق تفریحی نیز در بین ۱۰۰ قایق بزرگ جهان قرار دارد. در سال ۲۰۱۶ شایعه شد که این قایق به مرجان‌های جزایر کایمن آسیب وارد کرده است. پس از آن آلن و شرکت ولکان به‌همراه دپارتمان محیط زیست آمریکا، برنامه‌ای را برای بازسازی این پدیده‌های طبیعی در جزایر مذکور اجرا کردند.

پل آلن یک کتاب چاپ شده نیز در رزومه‌ی خود دارد. این کتاب که نوعی بیوگرافی و یادداشت تاریخی است با نام Idea Man: A Memoir by Cofounder of Microsoft در سال ۲۰۱۱ چاپ شد و داستان آشنایی آلن با کامپیوترها در سنین کودکی، ایده‌پردازی برای مایکروسافت، جذب بیل گیتس به آن و راه‌اندازی موفق‌ترین شرکت نرم‌افزاری جهان را تعریف می‌کند.

یات Tatoosh

جوایز و افتخارات

همان‌طور که گفته شد آلن در سال‌های ۲۰۰۷ و ۲۰۰۸ در فهرست ۱۰۰ فرد تاثیرگذار مجله‌ی تایم قرار گرفت. شرکت‌های تحت مدیریت او همچون اسپیس‌شیپ‌وان نیز جوایزی را دریافت کرده‌ند. فعالیت آلن در حوزه‌ی مخابرات و رسانه نیز باعث شد تا او در سال ۲۰۰۸ جایزه‌ی ونگارد را از انجمن ملی مخابرات آمریکا دریافت کند.

مالکیت تیم‌های ورزشی نیز افتخاراتی را برای آلن به همراه داشت. او در سال ۲۰۰۹ جایزه‌ی ورزشی اورگان را به‌خاطر مدیریت طولانی‌مدت تیم تریل بلیزرز دریافت کرد. شهر سیاتل و کمیسیون ورزشی این شهر نیز در سال ۲۰۱۱ او را به‌عنوان شهروند سال انتخاب کرد. پس از آن این جایزه به نام جایزه‌ی پل آلن شناخته می‌شود.

اغلب جوایز و افتخارات دیگر آلن به خاطر فعالیت‌های خیرخواهانه به او اهدا شده است. مجله‌ی آنلاین فعالیت‌های بشردوستانه‌ی Inside Philantrophy در سال ۲۰۱۴ به‌خاطر تلاش‌های آلن برای ریشه‌کن کرد ابولا، جایزه‌ی برتر سال را به او اهدا کرد. البته فعالیت‌های او برای حفظ اقیانوس‌ها و تأسیس مراکز تحقیقاتی نیز در اهدای این جایزه نقش داشتند. او برای مقابله با این ویروس، جایزه‌ی Champion for Global Health Award را نیز در سال ۲۰۱۵ از مرکز تحقیقات بیماری‌های عفونی دریافت کرد.

دانشگاه ایالتی واشنگتن که پل تحصیل در آن را نیمه‌کاره رها کرده بود، بالاترین مدرک افتخاری خود را با نام Regents' Distinguished Alumnus Award به او اهدا کرد. دانشگاه نلسون ماندلا، دانشگاه لوزان و دانشگاه Cold Spring Harbor Laboratory نیز مدارک دکترای افتخاری خود را به پل آلن اهدا کرده‌اند.

رویداد ویژه‌ی ماه اکتبر هواوی بالاخره برگزار شد. چینی‌ها در طول این رویداد تمرکز ویژه‌ای روی پرچمداران سری میت ۲۰ داشتند و گوشی‌های میت ۲۰، میت ۲۰ پرو، میت ۲۰ ایکس و میت ۲۰ RS پورشه دیزاین را معرفی کردند. 

هواوی در جریان برگزاری رویدادش از تعدادی لوازم جانبی برای گوشی‌های سری میت ۲۰ هم پرده‌برداری کرد. یکی از این موارد، قابی ویژه با ظاهری نه‌چندان جذاب است که می‌تواند از گوشی تا عمق ۵ متری آب، محافظت کند.

هواوی اعلام کرده است که گوشی‌های سری میت ۲۰ به استاندارد میراکست (برای انتقال محتوای تصویری از طریق وای‌فای) هم تجهیز شده‌اند؛ این شرکت برای کسانی که تلویزیون‌شان از این استاندارد پشتیبانی نمی‌کند، دانگلی مخصوص را به‌صورت مستقل عرضه می‌کند. دیگر لوازم جانبی معرفی‌شده برای Huawei Mate 20 شامل شارژر ماشین ۴۰ واتی، یک فیلیپ کاور، یک قاب والت، چندین قاب شیک و شارژر بی‌سیم هستند.

رانندگی در مسیرهای ناهموار و گل‌ولای، رفتاری شایسته با خودروی سوپر لوکس ۳۲۵ هزار دلاری رولزرویس نیست؛ اما بریتانیایی‌ها با همکاری آلمانی‌ها، محصولی متفاوت تولید کرده‌اند.

کالینان به هیچکدام از محصولات دیگر رولزرویس شباهت ندارد. این تفاوت فقط در مجهز بودن کالینان به انتقال قدرت تمام چرخ‌ (AWD)، حالت مخصوص رانندگی آف‌رود و ارتفاع مناسب برای عبور از ناهمواری خلاصه نمی‌شود. طبق اعلام رولزرویس کالینان شاسی‌بلندی خانوادگی خواهد بود و مانند دیگر رولزرویس‌ها برای خدمات به‌مقامات دولتی یا جشن‌های لوکس طراحی نشده است. راهبرد جدید رولزرویس در بین خانواده‌های ثروتمند عملکرد موفقی داشته، به‌طوری‌که بیشتر ظرفیت تولید کالینان، پیش‌‌فروش شده است.

کارولین کریسمر، مدیر بخش مهندسی کالینان می‌گوید:

در طراحی این خودرو ما جادار بودن برای مسافران و همچنین داشتن فضای کافی برای حمل وسایل مورد نیاز خانواده را در نظر داشته‌ایم.

اولین نکته که با باز کردن در خودرو به نظر می‌آید جادار بودن آن است، نه تنها کابین خودرو از مواد با کیفیت ساخته شده و کارا و موثر طراحی شده است بلکه به علت طراحی ویژه رولز رویس با پنجره‌های بلند و سانروف پانارومیک استاندارد دید به بیرون بی‌نظیر نشان می‌دهد.

طراحی فضای داخلی به قدری زیبا و دلنشین است که به برندهای معروف مبلمان درس طراحی می‌دهد. ردیف صندلی‌های عقب قابل تنظیم نیستند اما راحت و ایمن هستند و می‌توانند برای افزایش فضای بار با فشردن یک دکمه به آسانی به‌صورت الکترونیکی خم شوند. صندلی‌های میانی که با یک کنسول قابل جابجایی از هم جدا شده‌اند بیشتر شبیه صندلی‌های معمول رولزرویس هستند. ردیف صندلی‌ها با پارتیشنی شیشه‌ای از فضای وسایل جدا شده است تا صدای کمی که به کابین می‌رسد را حتی کمتر کند.

صندلی‌های جلو قابلیت تغییر پذیری دیوانه‌وار برخی خودروهای جدید را ندارد اما با مواد اولیه و چرم بسیار مرغوب در حد نام رولزرویس ساخته شده است و در رنگ‌های مختلف عرضه می‌شود. چرم صندلی‌ها نرم انعطاف‌پذیر و لوکس‌تر از شکلات اصل سوئیس به قدری زیبا است که نظر طرفداران حقوق حیوانات درباره چرم را تغییر می‌دهد. علاوه بر مواد اولیه مرغوب، خریداران قدرت انتخاب بسیاری در رنگ‌ها و شخصی‌سازی فضای داخلی خودرو دارند.

کالینان تست شده در ویدیو زیر با خطوط نازک آبی چارلز که شباهت زیادی به آبی نورث کارولینا تارهیل دارد لبه‌ی داخلی داشبورد را مزین کرده در حالیکه بالای داشبورد به رنگ معمول تر آبی ناوی است. رولزرویس با ترکیب چرم مشبک درجه‌یک و چوب با‌کیفیت شایسته نام این شرکت برای تودوزی کالینان از طراحی معروف‌ترین برند‌های کیف دستی استفاده کرده است. استفاده از چرم مشبک در محصولات رولزرویس تازگی‌ دارد و فعلاً تنها در رنگ مشکی عرضه شده است. این چرم که با استفاده از پرس فلزی در طول مراحل تولید چرم و سپس قرار دادن لایه ای از لاک الکلی بر روی آن ساخته می‌شود، احساس دوام و نرمی بیشتری از چرم معمولی بقیه اتاق کالینان دارد.

تعادل رولزرویس در استفاده از فناوری کابین، در روزگاری که بیشتر خودروسازان اتاقک خودرو را پر از لایه‌های مختلفی از گجت‌های بی‌استفاده می‌کنند، تحسین آمیز است. کالینان صفحه نمایشی ساده ولی بسیار زیبا در مرکز پنل فرمان دارد. شمارنده همه دیجیتالی هستند اما ظاهری بسیار متفاوت از نمونه‌های سنتی ندارند.

در پایین این پنل و در زیر دو منفذ هوا که به زیبایی طراحی شده‌اند، دستگیره‌ای ظریف برای کنترل تهویه‌ی مطبوع وجود دارد. سیستم سرگرمی و اطلاعات (infotainment) در حد بی‌ام‌و idrive با گرافیک رولزرویس است که نیازهای سرنشینان را به‌خوبی رفع می‌کند.

به کاربردن هوشمندانه فناوری بیشتر از هرجایی در دکمه آف‌رود که مکان نامحسوسی دارد به‌چشم می‌خورد. این دکمه سیاه رنگ کوچک کالینان را با بالابردن تعلیق بادی و برنامه‌ریزی سیستم کامپیوتری برای عبور از موانع مختلف آماده می‌کند.

الکس اینز طراح کالینان می‌گوید:

با فشار دادن یک دکمه خودرو وضعیت مناسب آف‌رود را پیدا می‌کند و دیگر نیازی به تنظیمات دستی خسته‌کننده نیست.

شاسی‌بلند کالینان از موتور ۶.۷۵ لیتری توربوشارژ دوگانه ۱۲ سیلندر با گشتاور ۸۵۰ نیوتون متر و قدرت ۵۶۳ اسب بخار استفاده می‌کند که توسط انتقال قدرت هشت سرعته اتوماتیک ZF کنترل می‌شود. سیستم انتقال قدرت کالینان کم‌صداترین سیستم ممکن است که به جز هنگام توقف، تقریباً صدای آن غیرقابل تشخیص است. رولزرویس معمولا اطلاعات سرعت‌گیری صفر تا ۱۰۰ محصولات را منتشر نمی‌کند اما این مورد برای کالینان کمتر از ۵ ثانیه تخمین زده می‌شود؛ البته نهایت سرعت آن به ۲۵۰ کیلومتر بر ساعت محدود شده است.

ویژگی خیره‌کننده اصلی رولزرویس، بی‌صدا بودن موتور و سیستم تعلیق آن است. به جرأت می‌توان گفت که کالینان بی‌صداترین شاسی‌بلند موجود است؛ یک سوم وزن ۲۷۲۰ کیلوگرمی کالینان مربوط به‌مواد مورد نیاز برای عایق صدا است. این تمرکز بر رفع آلودگی صوتی باعث شده است که به جز هنگام فشار دادن کامل پدال گاز صدایی به داخل اتاق خودرو نفوذ نکند.

سکوت کابین خودرو با سیستم اختصاصی Magic Carpet Ride رولزرویس که نه‎تنها هرگونه ناهمواری را مهار بلکه به کلی نادیده می‌گیرد، ترکیب شده است تا لوکس‌ترین و آرام‌ترین تجربه رانندگی ممکن شود. این خودرو در سواری آف‌رود نیز صدای کمی در اتاق دارد؛ هیچ خودروسازی نمی‌تواند صدای سنگ‌ها زیر چرخ‌های ۲۲ اینچی را کاملاً خنثی کند، اما در جاده‌های خاکی سروصدای ناچیز رولزرویس، صدای کم لندرور رنجروور را مانند جیپرانگلر، زیادتر جلوه می‌دهد.

با در نظرگرفتن تمام امکانات بالا  کمبود دنده‌های سنگین و قفل نشدن دیفرانسیل باعث شده است تا رولزرویس برای عبور از تمامی ناهمواری‌ها مناسب نباشد. همچنین تایرهای تمام فصل کالینان با تمرکز بر تولید صدای کم و راحت بودن طراحی شده‌اند که قدرت لازم برای رد شدن از تمام ناهمواری‌های سنگی و خاکی را ندارند.

مدیر بخش مهندسی کالینان می‌گوید:

تلاش ما بر ساخت خودرویی بود که با پیشرانه خود توان عبور از ناهمواری‌ها را داشته باشد ولی ما تضمین عبور از هر سطح ناهموار آف‌رود را نمی‌دهیم. این قابلیت با شخصیت محصولات رولزرویس که مبنی بر سطح آخر رفاه و آسایش در جاده و آفرود و کمترین آلودگی صوتی برای اتاق است، سازگار نیست.

رانندگی با رولزرویس کالینان در جاده بسیار آسان و لذت بخش است. سیستم تعلیق بادی تجربه‌ی رانندگی قابل اطمینان و مطمئنی ارائه می‌دهد. چرخش چرخ‌ها برای خودرویی با این اندازه و وزن بسیار زیاد است که باعث شده در پیچ‌های تند سیستم چهار چرخ محرک با عملکرد مناسب فضای چرخش را کاهش دهد و به آسانی بپیچد. سیستم چهار چرخ محرک بر خلاف بی‌ام‌و X5 به خوبی با خودرو یکپارچه شده است.

رولزرویس کالینان شاسی‌بلندی لوکس است که همه‌ی انتظارات، از برندی ۱۱۴ ساله با بهترین خودروهای لوکس تاریخ را برآورده می‌کند. این مدل با قیمت پایه ۳۲۵ هزار دلارعرضه می‌شود که البته با انتخاب رنگ‌ها، لوازم جانبی و تریم‌های مختلف این مبلغ افزایش پیدا می‌کند. یک کالینان مجهز با آپشن‌های نه چندان بالا قیمتی بین ۳۷۵ هزار تا ۴۰۰ هزار دلار خواهد داشت که باتمام شایستگی‌ها و توانایی‌ها، پرداخت چنین مبلغی برای خودرویی خانوادگی غیر منطقی به نظر می‌رسد. اما درصورت داشتن میلیون‌ها دلار، پرداخت هر مبلغی برای این شاسی‌بلند لوکس، قدرتمند و کم‌صدا منطقی خواهد بود.

جدول مشخصات فنی رولزرویس کالینان

هواوی در کنار معرفی پرچمداران سری میت ۲۰، از ساعت هوشمند هواوی واچ GT‌ دستبند سلامتی بند ۳ رونمایی کرد. Huawei Watch GT از نمایشگر رنگی ۱.۳۹ اینچ OLED با وضوح تصویر ۴۵۴ × ۴۵۴ پیکسل و پوششی از جنس DLC (کربنِ الماس‌مانند) و حاشیه‌های سرامیکی بهره می‌گیرد. بدنه‌ی واچ جی‌تی از جنس فولاد ضدزنگ 316L است و این ساعت هوشمند از GPS هم پشتیبانی می‌کند.

هواوی واچ GT در کنار موارد یادشده می‌تواند خوابیدن، دویدن، دوچرخه‌سواری کردن و شنا کردن کاربر را پایش کند؛ یکی دیگر از ویژگی‌های جالب واچ جی‌تی، این است که می‌تواند به‌لطف داشتن سیستم ارتفاع‌سنج داخلی، حتی کوهنوردی‌ کردن کاربر را نیز پایش کند. پوشیدنی جدید چینی‌ها که در دو نسخه‌ی کلاسیک و ورزشی عرضه خواهد شد، به‌ترتیب ۲۴۹ و ۱۹۹ یورو قیمت‌گذاری شده است.

در کنار ساعت هوشمند، چینی‌ها از دستبند سلامتی جدیدی نیز رونمایی کردند، این دستگاه که هواوی بند ۳ پرو نام دارد برای مصارف ورزشی توسعه داده شده تا ورزشکاران بتوانند دسترسی سریع‌ترین به اطلاعات موردنیازشان داشته باشند. هواوی ادعا می‌کند که با هربار شارژ، این دستگاه تا ۲۰ روز شارژدهی می‌کند؛ این مقدار در حالت استندبای به ۳۰ روز می‌رسد. 

قرار است این دستگاه تنها در یک نسخه و با گزینه‌های رنگ مختلف به قیمت ۹۹ یورو به فروش برسد.