পুনরায় কনফিগারযোগ্য কম্পিউটার চিপগুলি ল্যাবের জন্য সমস্ত-ইন-ওয়ান পরিমাপ সমাধান তৈরি করে

আপনার গবেষণা কর্মজীবনের বেশিরভাগ অংশই মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সহ মহাকর্ষের ক্ষুদ্র পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করতে অপটিক্স ব্যবহার করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে। আপনি আপনার একাডেমিক কাজ বর্ণনা করতে পারেন?

আমার প্রাথমিক গবেষণার আগ্রহগুলি অপটিক্যাল মেট্রোলজিতে এবং আমি এর উপর কাজ করেছি লিগো এবং LISA মহাকর্ষীয়-তরঙ্গ আবিষ্কারক। আমি খুব লক্ষ্য-ভিত্তিক ব্যক্তি এবং আমি যখন 1996 সালে স্নাতকোত্তর ছাত্র হিসাবে এই ক্ষেত্রে কাজ শুরু করি তখন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকরণের মহান পরিমাপ চ্যালেঞ্জগুলির প্রতি আমি খুব আকৃষ্ট হয়েছিলাম। এটি একটি অসম্ভব কঠিন সমস্যা বলে মনে হয়েছিল:  আপনি কিভাবে বিশ্বের সবচেয়ে সংবেদনশীল পরিমাপ যন্ত্র বানাবেন? আমি অন্যান্য শত শত গবেষকদের সাথে কাজ করছিলাম, যা আমার মনে হয় আমাদের সকলকে কিছুটা কম পাগল বোধ করেছে। 2015 সালে যখন LIGO দ্বারা মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করা হয়েছিল তখন এটি খুবই আনন্দদায়ক ছিল।

আমার কর্মজীবনের প্রথম দিকে, আমি পরিমাপের সমস্যা সমাধানের দিকগুলিতে খুব আগ্রহী হয়েছিলাম। আমরা LIGO প্রযুক্তি তৈরিতে অনেক সময় এবং প্রচেষ্টা ব্যয় করেছি, এবং অন্যান্য পরিমাপ চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করার জন্য আমরা কীভাবে এটি বাকি বিশ্বের সাথে ভাগ করতে পারি তা নিয়ে ভাবতে শুরু করেছি। এটিই আমাকে খুব মৌলিক, বৈজ্ঞানিক স্তরে পরিমাপ প্রযুক্তি বোঝার গভীরে তাকাতে চালিত করেছে।

আপনি 2014 সালে Liquid Instruments প্রতিষ্ঠা করেছেন কারণ আপনি পরীক্ষা এবং পরিমাপ শিল্পে উদ্ভাবনের অভাবের কারণে হতাশ হয়ে পড়েছিলেন। সেই সময়ে অফারে কিট নিয়ে সমস্যাগুলি কী ছিল?

এটি সেই শিল্পগুলির মধ্যে একটি যা বহু, বহু দশকে পরিবর্তিত হয়নি। যারা 1970 বা এমনকি 1960 এর দশকে একটি অসিলোস্কোপ ব্যবহার করেছিলেন তারা আধুনিক যন্ত্রগুলিকে পরিচিত পাবেন। আমরা প্রযুক্তির সাথে কীভাবে যোগাযোগ করি তার সাথে পরীক্ষার সরঞ্জামগুলি রাখা হয়নি – এটি ব্যবহার করা মজাদার ছিল না। অন্যান্য অনেক শিল্প আধুনিক ডিজিটাল প্রযুক্তির আলোকে তাদের পণ্যগুলিকে উন্নত এবং অভিযোজিত করেছে এটি আমাকে উপলব্ধি করেছে যে আমরা যদি মানুষ তাদের সরঞ্জামগুলির সাথে কীভাবে যোগাযোগ করে তা উন্নত করি তবে এটি ল্যাবে তাদের জীবনকে উন্নত করবে।

সেই সময়ে আমার মহাকর্ষীয়-তরঙ্গ গবেষণা LIGO-এর মতো স্থল-ভিত্তিক ডিটেক্টর থেকে মহাকাশ-ভিত্তিক ডিটেক্টরের দিকে সরে যাচ্ছিল। LISA পাথফাইন্ডার. এর মানে হল যে আমাদের পরিমাপ করার উপায় পরিবর্তন করতে হবে। LIGO এর 100,000 পরিমাপ চ্যানেলের মতো কিছু আছে এবং এটিকে গুনগুন করে রাখার জন্য স্নাতক ছাত্রদের এবং পোস্টডক্সের একটি বাহিনী প্রয়োজন৷ আপনি মহাকাশে এটি করতে পারবেন না তাই চ্যালেঞ্জ ছিল একটি নতুন ধরণের পরিমাপ ব্যবস্থা তৈরি করা যা আপনি একটি রকেটে চালু করতে এবং এক দশক ধরে দূরবর্তীভাবে পরিচালনা করতে পারেন। আমরা বুঝতে পেরেছি যে বুদ্ধিমান সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে এমন একটি কম্পিউটার-ভিত্তিক সিস্টেমের দিকে পরীক্ষা এবং পরিমাপের জন্য আমাদের একটি শারীরিক, হার্ড-ওয়্যার্ড পদ্ধতি থেকে যেতে হবে।

আপনি যখন ফিল্ড-প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে (FPGA) কম্পিউটার চিপগুলি ব্যবহার শুরু করেছিলেন তখন কি এটি?

হ্যাঁ. একটি প্রচলিত কম্পিউটারের সাথে পরীক্ষা এবং পরিমাপ করার চেষ্টা করার ক্ষেত্রে সমস্যা হল যে সঠিক পরিমাপ করার জন্য প্রয়োজনীয় বাস্তব জগতের সাথে এটির শারীরিক সংযোগ নেই। কিন্তু একটি নতুন ধরনের কম্পিউটার চিপ ছিল যা আমি 1990 এর দশকের শেষের দিকে ক্যালটেকে থাকার সময় শুনেছিলাম - FPGA। একটি এফপিজিএ হল একটি কম্পিউটার যা সম্পূর্ণরূপে পুনরায় কনফিগার করা যায় এবং এক সেকেন্ডের ভগ্নাংশে পুনরায় সংযুক্ত করা যায়। এফপিজিএ কম্পিউটারের বিশ্বকে হার্ডওয়্যারের বিশ্বের সাথে একত্রিত করতে এবং এর অংশগুলির যোগফলের চেয়ে বড় কিছু তৈরি করার জন্য একটি দরকারী প্ল্যাটফর্ম বলে মনে হয়েছিল।

আমরা বুঝতে পেরেছি যে আমরা অসিলোস্কোপ, স্পেকট্রাম বিশ্লেষক, সিগন্যাল জেনারেটর এবং লক-ইন অ্যামপ্লিফায়ার সহ প্রচলিত যন্ত্রের একটি বড় অংশ প্রতিস্থাপন করতে FPGA ব্যবহার করতে পারি। দশ, বা এমনকি 100 টিরও বেশি বিভিন্ন ধরণের ডিভাইস রয়েছে যা FPGA ব্যবহার করে তৈরি করা যেতে পারে। 

Moku-Pro একসাথে অনেক যন্ত্র চালাতে পারে, যা একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম 

FPGA পদ্ধতির সুবিধা কি?

আমরা LISA মহাকর্ষীয়-তরঙ্গ সনাক্তকারীর জন্য একটি ফেজমিটার তৈরি করতে FPGAs ব্যবহার শুরু করেছি। আমরা এর নমনীয়তার কারণে একটি FPGA-ভিত্তিক আর্কিটেকচার বেছে নিইনি। আমরা সেই সময়ে এটি বেছে নিয়েছিলাম কারণ এটিই একমাত্র উপায় যা আমরা LISA দ্বারা প্রয়োজনীয় পারফরম্যান্স পেতে পারি।

যাইহোক, আমরা দ্রুত বুঝতে পেরেছি যে আমরা একটি অসিলোস্কোপ বা সম্ভবত একটি বর্ণালী বিশ্লেষক হিসাবে চালানোর জন্য FPGA পুনরায় কনফিগার করতে পারি। গুরুত্বপূর্ণভাবে, আমরা লক্ষ্য করেছি যে এই পদ্ধতির অনেক সুবিধা ছিল। এর মানে হল যে আমাদের ল্যাবে অন্য গবেষকদের সাথে যন্ত্রপাতির জন্য লড়াই করতে হবে না যেখানে আমাদের শুধুমাত্র একটি স্পেকট্রাম বিশ্লেষক ছিল। এর মানে হল যে আমরা দূর থেকে পরীক্ষা চালাতে পারি কারণ আমাদের যন্ত্রগুলি পরিবর্তন করতে শারীরিকভাবে প্লাগ ইন বা তারগুলি আনপ্লাগ করতে হবে না। 

আমাদের এফপিজিএ পদ্ধতির আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল যে আমরা যা চাই তা করার জন্য আমরা যন্ত্রগুলিকে কাস্টমাইজ করতে সফ্টওয়্যার ব্যবহার করতে পারি। আমরা যদি আমাদের লক-ইন অ্যামপ্লিফায়ারে ফিল্টার পরিবর্তন করতে চাই, উদাহরণস্বরূপ, আমাদের বাক্সটি ক্র্যাক করতে হবে না এবং একটি সোল্ডারিং লোহা বের করতে হবে না। 

আমরা একটি একক ডিভাইসের সাহায্যে একটি বিশাল বৈচিত্র্যের যন্ত্র তৈরি করতে পারি। এবং যেহেতু সেই ডিভাইসটি অবিশ্বাস্যভাবে কার্যকর ছিল, আমরা এটিকে একটি উচ্চ মানের প্রকৌশলী করার চেষ্টা করেছি। আমরা সারা বিশ্বে আমাদের সহকর্মীদের কাছে আমাদের যন্ত্রগুলি ধার দেওয়া শুরু করেছি এবং আমরা লক্ষ্য করেছি যে তারা কখনই সেগুলি ফেরত দেবে না৷ তারা তাদের ফিরিয়ে দিতে অস্বীকার করবে। এবং আমরা ভেবেছিলাম, "ওহ, এটি আকর্ষণীয়।"

আপনি যখন FPGA পদ্ধতির বাণিজ্যিক সম্ভাবনা বুঝতে পেরেছেন? 

হ্যাঁ, আমাদের সফ্টওয়্যার-সংজ্ঞায়িত পদ্ধতি আমাদের নমনীয়তা, পরিমাপযোগ্যতা এবং আপগ্রেডযোগ্যতা দিয়েছে। প্রযুক্তিটি দ্রুত উন্নতি করছিল, এবং এটা আমার কাছে স্পষ্ট ছিল যে এটি পাঁচ বা 10 বছরের মধ্যে পরীক্ষা এবং পরিমাপ শিল্পে আধিপত্য বিস্তার করবে। একই সময়ে, কম্পিউটিং শিল্প ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতা উন্নত করার দিকে মনোনিবেশ করেছিল এবং এটি আমাদের উপলব্ধি করেছিল যে আমাদের কাছে সত্যিই একটি বাধ্যতামূলক পণ্য রয়েছে।

তাই আপনি আপনার প্রথম পণ্য, মোকু:ল্যাব 2016 সালে চালু করেছেন। এটি কেমন ছিল?

আমরা মোকু:ল্যাবকে আমাদের ন্যূনতম কার্যকর পণ্য হিসাবে প্রকাশ করেছি এবং এতে তিনটি যন্ত্র ছিল: একটি অসিলোস্কোপ; একটি বর্ণালী বিশ্লেষক; এবং একটি তরঙ্গরূপ জেনারেটর। আজ সেই প্রথম গ্রাহকরা এখন শুধুমাত্র একটি আইপ্যাডে একটি অ্যাপ আপডেট করে 12টি যন্ত্র চালাতে পারবেন। এই পদ্ধতিটি প্রযুক্তি সেক্টর জুড়ে সাধারণ হয়ে উঠছে - যে পণ্যগুলি সময়ের সাথে আরও ভাল হয়৷ এটি প্রচলিত পরীক্ষার সরঞ্জামের বিপরীত, যা আপনি একবার কিনে নেওয়ার পরে সহজেই আপগ্রেড করা যায় না।

কিভাবে Moku: ল্যাব প্রথম প্রাপ্ত হয়েছিল? 

যখন আমরা কোম্পানী শুরু করি তখন আমার দল এবং আমি যন্ত্র তৈরির জন্য বেশ সুনাম পেয়েছি। তাই বরখাস্ত হওয়ার পরিবর্তে, লোকেরা ভেবেছিল, "লিকুইড ইন্সট্রুমেন্টের পিছনে কিছু বেশ গুরুতর লোক রয়েছে, এবং যদি তারা মনে করে যে এটি একটি ভাল ধারণা, তবে সম্ভবত এটি দ্বিতীয়বার দেখার মূল্য"। আমাদের প্রাথমিক খ্যাতি বিশ্ববিদ্যালয়ের বাজারে বিশেষভাবে শক্তিশালী ছিল কারণ আমি ANU-তে পদার্থবিদ্যার অধ্যাপক ছিলাম, যা একটি শীর্ষস্থানীয় বিশ্ববিদ্যালয়। 

আমরা দেখেছি যে পরীক্ষামূলক পদার্থবিদ এবং প্রকৌশলীরা একটি অগ্রগামী দল এবং নতুন প্রযুক্তি ব্যবহার করে দেখতে ইচ্ছুক। এগুলি এমন লোকদের হতে থাকে যারা তাদের বন্ধুদের মধ্যে প্রথম নতুন ব্যক্তিগত প্রযুক্তি গ্রহণ করে – বা একটি শিশু হিসাবে তারা সম্ভবত পরিবারের ভিসিআর টাইমার প্রোগ্রামিংয়ের দায়িত্বে ছিল। প্রাথমিক দিনগুলিতে আমাদের প্রচুর সংখ্যক সমর্থক ছিল যারা অবিলম্বে আমাদের পদ্ধতির সম্ভাব্য সুবিধাগুলি দেখেছিল এবং বুঝতে পেরেছিল যে আমাদের প্রথম প্রচেষ্টা নিখুঁত হতে চলেছে না।

আমরা যখন নতুন বাজারে ঠেলেছি, আমরা দেখতে পেয়েছি যে নতুন প্রযুক্তি গ্রহণ করার সময় বিভিন্ন সেক্টরের ঝুঁকির জন্য বিভিন্ন ক্ষুধা রয়েছে। এছাড়াও, লোকেরা যখন নতুন প্রযুক্তির মুখোমুখি হয় তখন কিছু খুব আকর্ষণীয় মনোবিজ্ঞান জড়িত থাকে। আমরা এটি আবিষ্কার করেছি যখন আমরা Moku:Lab-এর জন্য প্রথম নতুন যন্ত্র প্রকাশ করেছি - যার মধ্যে একটি ফেজমিটার এবং একটি লক-ইন অ্যামপ্লিফায়ার রয়েছে৷ আমরা সেই সময়ে ডিভাইসটি 5000 ডলারে বিক্রি করছিলাম এবং আমরা দুটি ভিন্ন জিনিস শুনছিলাম। প্রথমটি ছিল, "ঠিক আছে, আমি এই সমস্ত যন্ত্র ব্যবহার করি না, তাই আমি একটি ছাড় চাই।" একটি দ্বিতীয় দল আমাদের বলেছিল, "ওহ আমার সৌভাগ্য, এটি কেবল আশ্চর্যজনক মূল্য। আপনি যদি সত্যিই সেই দামে এই সমস্ত যন্ত্র সরবরাহ করেন তবে সেগুলি খুব ভাল হতে পারে না। তারা অবশ্যই আবর্জনা হবে।" 

সুতরাং, আমরা মোকু:ল্যাবের একটি সস্তা সংস্করণ তৈরি করেছি, যেখানে কম যন্ত্র ছিল, এবং আমরা আরও ব্যয়বহুল সংস্করণ তৈরি করেছি, যা এখন 12টি যন্ত্রের সাথে আসে। বাণিজ্যিকভাবে, এটি আমাদের নেওয়া সেরা সিদ্ধান্তগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। 

এই সংস্করণগুলির মধ্যে একটি স্নাতক ল্যাবগুলিতে ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। কিভাবে যে বাজার উত্থান? 

আমরা লক্ষ্য করেছি যে অনেক লোক মূল Moku:Lab ব্যবহার করছে আন্ডারগ্রাজুয়েট ল্যাবগুলিতে, কিন্তু এটি সত্যিই সেই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়নি – এটি অনেক বেশি ব্যয়বহুল এবং অনেক বেশি পারফরম্যান্স ছিল। কিন্তু বিশ্ববিদ্যালয়গুলি দেখেছে যে শিক্ষার্থীরা এটি ব্যবহার করে সত্যিই উপভোগ করেছে। তারা এটিকে ব্যবহার করার জন্য আকর্ষণীয়, বাধ্যতামূলক এবং ভীতিকর বলে মনে করেছে কারণ এটি ব্যক্তিগত প্রযুক্তি ডিভাইসগুলির সাথে তাদের যোগাযোগের পদ্ধতির সাথে কথা বলে৷ আরেকটি প্লাস ছিল যে মোকু:ল্যাব ল্যাবে পরিমাপকে সরলীকৃত করেছে এবং তাই ছাত্রদের সেই ধারণাগুলিতে ফোকাস করার অনুমতি দিয়েছে যা তারা শেখার জন্য ছিল।

যাইহোক, আসল সংস্করণটি খুব ব্যয়বহুল ছিল তাই আমরা মোকু:গো গত বছর নিয়ে এসেছি। এটির দাম প্রায় $600 এবং এটি একটি সাধারণ বৈদ্যুতিক প্রকৌশল বা পদার্থবিদ্যার ল্যাবে একটি সম্পূর্ণ স্নাতক বেঞ্চ শীর্ষকে প্রতিস্থাপন করে। এটি একটি সত্যিকারের হিট হয়েছে এবং আমরা ইতিমধ্যেই কোম্পানির ইতিহাসে Moku:Labs বিক্রি করেছি তার চেয়ে বেশি Moku:Gos বিক্রি করেছি। আমরা বিশ্বাস করি এটি বিশ্বজুড়ে বৈজ্ঞানিক শিক্ষাকে গণতান্ত্রিক করার এবং শিক্ষার্থীদের অভিজ্ঞতা উন্নত করার সম্ভাবনা রাখে। প্রকৃতপক্ষে, শিক্ষার্থীরা আমাদের কাছে লিখেছে যে তারা Moku:Go ব্যবহার করা শুরু না করা পর্যন্ত তারা তাদের ল্যাবের কাজ উপভোগ করে না বা বুঝতে পারেনি - যা খুবই আনন্দদায়ক। 

আপনি Moku:Lab-এর একটি হাই-এন্ড সংস্করণও প্রকাশ করেছেন

2016 সাল থেকে আমরা অনেক অভিজ্ঞতা অর্জন করেছি, আমরা অনেক বড় কোম্পানি, এবং আমাদের দলে অনেক বেশি ইঞ্জিনিয়ারিং দক্ষতা রয়েছে। এটি আমাদের নতুন ফ্ল্যাগশিপ পণ্য, মোকু: প্রো চালু করার অনুমতি দিয়েছে। এটি এমন একটি পণ্য যা আমরা আশা করি যে আমরা শুরুতে তৈরি করতে পারতাম, তবে সেখানে যেতে আমাদের একটু সময় লেগেছে। এটি অসিলোস্কোপ সহ উচ্চ-প্রান্তের যন্ত্রগুলির সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে এবং এটি মানুষকে পরীক্ষা এবং পরিমাপের জন্য ভবিষ্যতে কী ধারণ করে তা সত্যিই দেখিয়েছে।

সময়ের সাথে সাথে FPGAগুলি বড় এবং বড় হচ্ছে এই সত্যটির আমরা সুবিধা নিয়েছি। মোকু:ল্যাবটি একবারে একটি যন্ত্র হিসাবে চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল - এবং সর্বোত্তমভাবে এটি ভবিষ্যতে একসাথে কয়েকটি যন্ত্র চালাতে সক্ষম হতে পারে। Moku:Pro-এর FPGA Moku:Lab-এর চিপের আকারের 10 গুণ এবং এর মানে হল যে আমরা এটিকে কয়েকটি বিভাগে ভাগ করতে পারি। শুধুমাত্র একটি যন্ত্র চালানোর পরিবর্তে, এটি একসাথে অনেকগুলি যন্ত্র চালাতে পারে। 

আরও কী, এই যন্ত্রগুলি উচ্চ ব্যান্ডউইথ, লসলেস এবং কম লেটেন্সি সিগন্যাল ব্যবহার করে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে পারে যা কখনই চিপ ছেড়ে যায় না। মোকু:প্রো কার্যকরভাবে বৃহৎ PXI এবং VXI সিস্টেমগুলির একটি বিকল্প যা বর্তমানে বিশ্বজুড়ে উচ্চ-সম্পন্ন ল্যাব এবং প্রকৌশল ও উত্পাদন সুবিধাগুলিতে সর্বব্যাপী।

আমাদের জন্য আরেকটি প্রথম হল Moku:Pro ব্যবহারকারীরা তাদের নিজস্ব যন্ত্রের সাহায্যে FPGA প্রোগ্রাম করতে পারে আমাদের দেওয়া সহজ টুল ব্যবহার করে। আপনার যা দরকার তা হল একটি ওয়েব ব্রাউজার - ইনস্টল করার জন্য কোনও সফ্টওয়্যার নেই - এবং আপনি স্ক্র্যাচ থেকে আপনার নিজস্ব যন্ত্র তৈরি করতে পারেন এবং তারপর কয়েক মিনিটের মধ্যে এটি ল্যাবে চালু করতে পারেন৷ এটি সত্যিই তাদের প্রয়োজনীয় পরিমাপ সমাধান তৈরি করতে Moku:Pro ব্যবহার করতে পারে এমন সম্ভাবনার জন্য মানুষের চোখ খুলে দিয়েছে।