daniel shaddock kurucusu Sıvı Aletler ve Canberra'daki Avustralya Ulusal Üniversitesi'nde fizik profesörü. Hamish Johnston ile test ve ölçüm endüstrisindeki yenilikler hakkında konuştu
Test ve ölçüm ekipmanlarıyla birlikte. (Nezaket: Liquid Instruments)
Araştırma kariyerinizin büyük bir kısmı, yerçekimi dalgaları da dahil olmak üzere, yerçekimindeki küçük değişiklikleri ölçmek için optik kullanmaya odaklandı. Akademik çalışmalarınızı anlatabilir misiniz?
Başlıca araştırma ilgi alanlarım optik metrolojidir ve üzerinde çalıştım. LİNK ve LISA yerçekimi dalgası dedektörleri. Ben çok hedef odaklı bir insanım ve 1996 yılında yüksek lisans öğrencisi olarak bu alanda çalışmaya başladığımda yerçekimsel dalga tespitinin büyük ölçüm zorluklarından çok etkilendim. İnanılmaz derecede zor bir problem gibi görünüyordu: dünyanın en hassas ölçüm cihazını nasıl yapıyorsunuz? Yüzlerce başka araştırmacıyla çalışıyordum, sanırım bu hepimizi biraz daha az deli hissettirdi. 2015 yılında LIGO tarafından yerçekimsel dalgaların tespit edilmesi çok sevindiriciydi.
Kariyerimin ilk yıllarında ölçümün problem çözme yönleriyle çok ilgilenmeye başladım. LIGO teknolojisini geliştirmek için çok fazla zaman ve çaba harcadık ve diğer ölçüm zorluklarını çözmek için bunu dünyanın geri kalanıyla nasıl paylaşabileceğimizi düşünmeye başladım. Beni, ölçüm teknolojisini çok temel ve bilimsel düzeyde anlamaya daha derinlemesine bakmaya iten şey de buydu.
Liquid Instruments'ı 2014 yılında kurdunuz çünkü test ve ölçüm endüstrisindeki yenilik eksikliğinden dolayı hayal kırıklığına uğradınız. O dönemde sunulan kitlerle ilgili sorunlar nelerdi?
Onlarca yıldır değişmeyen sektörlerden biri. 1970'lerde ve hatta 1960'larda osiloskop kullanan insanlar modern enstrümanları tanıdık bulacaktır. Test ekipmanı teknolojiyle etkileşim şeklimize ayak uyduramıyordu; kullanımı eğlenceli değildi. Diğer pek çok endüstri, ürünlerini modern dijital teknolojilerin ışığında geliştirdi ve uyarladı; bu bana, insanların ekipmanlarıyla etkileşimini geliştirirsek laboratuvardaki yaşamlarının da iyileşeceğini fark etmemi sağladı.
O sıralarda yerçekimsel dalga araştırmam LIGO gibi yer tabanlı dedektörlerden uzay tabanlı dedektörlere doğru ilerliyordu. Lisa Pathfinder. Bu, ölçüm yapma şeklimizi değiştirmemiz gerektiği anlamına geliyordu. LIGO'nun 100,000'e yakın ölçüm kanalı var ve bunun devam edebilmesi için yüksek lisans öğrencileri ve doktora sonrası araştırmacılardan oluşan bir orduya ihtiyaç var. Bunu uzayda yapamazsınız, bu yüzden asıl zorluk, bir roketle fırlatıp on yıl boyunca uzaktan çalıştırabileceğiniz yeni türde bir ölçüm sistemi yaratmaktı. Test ve ölçüme yönelik fiziksel, kablolu bir yaklaşımdan akıllı yazılım kullanan bilgisayar tabanlı bir sisteme geçmemiz gerektiğini fark ettik.
Sahada programlanabilir kapı dizisi (FPGA) bilgisayar çiplerini kullanmaya o zaman mı başladınız?
Evet. Geleneksel bir bilgisayarla test ve ölçüm yapmaya çalışmanın sorunu, doğru ölçümler yapmak için gerekli olan gerçek dünyayla fiziksel bağlantıların bulunmamasıdır. Ancak 1990'ların sonlarında Caltech'teyken adını duyduğum yeni bir tür bilgisayar çipi vardı: FPGA. FPGA, saniyeden çok daha kısa bir sürede tamamen yeniden yapılandırılabilen ve yeniden kablolanabilen bir bilgisayardır. FPGA, bilgisayar dünyasını donanım dünyasıyla birleştirmek ve parçalarının toplamından daha büyük bir şey yaratmak için kullanışlı bir platform gibi görünüyordu.
FPGA'yı, osiloskoplar, spektrum analizörleri, sinyal üreteçleri ve kilitli amplifikatörler dahil olmak üzere geniş bir yelpazedeki geleneksel enstrümantasyonların yerine kullanabileceğimizi fark ettik. FPGA'ler kullanılarak oluşturulabilecek onlarca, hatta 100'den fazla farklı cihaz türü vardır.
Moku-Pro aynı anda birçok enstrümanı çalıştırabilir. birbirleriyle iletişim kurabiliyorlar
FPGA yaklaşımının faydaları nelerdir?
LISA yerçekimsel dalga dedektörü için bir faz ölçer oluşturmak amacıyla FPGA'leri kullanmaya başlamıştık. Esnekliği nedeniyle FPGA tabanlı bir mimari seçmedik. O zamanlar bunu seçtik çünkü LISA'nın gerektirdiği performansı elde edebilmemizin tek yolu buydu.
Ancak, FPGA'yı bir osiloskop veya belki bir spektrum analizörü olarak çalışacak şekilde yeniden yapılandırabileceğimizi hemen fark ettik. En önemlisi, bu yaklaşımın birçok avantajı olduğunu fark ettik. Bu, yalnızca tek bir spektrum analizörümüzün olduğu bir laboratuvarda diğer araştırmacılarla birlikte ekipman için kavga etmemize gerek olmadığı anlamına geliyordu. Bu aynı zamanda deneyleri uzaktan yürütebileceğimiz anlamına da geliyordu çünkü aletleri değiştirmek için fiziksel olarak kabloları takmak veya çıkarmak zorunda kalmıyorduk.
FPGA yaklaşımımızın bir diğer önemli faydası da, araçları tam olarak istediğimiz şeyi yapacak şekilde özelleştirmek için yazılım kullanabilmemizdir. Örneğin, kilitli amplifikatörümüzün filtresini değiştirmek isteseydik, kutuyu açıp bir havya çıkarmamız gerekmiyordu.
Tek bir cihazla çok çeşitli enstrümanlar yaratabiliriz. Ve bu cihaz inanılmaz derecede kullanışlı olduğundan, onu yüksek standartlarda tasarlamak için çaba harcadık. Enstrümanlarımızı dünyanın her yerindeki meslektaşlarımıza ödünç vermeye başladık ve onların onları asla geri vermeyeceklerini fark ettik. Onları iade etmeyi reddederlerdi. Biz de "Ah, bu ilginç" diye düşündük.
FPGA yaklaşımının ticari potansiyelini o zaman mı fark ettiniz?
Evet, yazılım tanımlı yaklaşımımız bize esneklik, ölçeklenebilirlik ve yükseltilebilirlik kazandırdı. Teknoloji hızla gelişiyordu ve beş ya da 10 yıl içinde test ve ölçüm sektörüne hakim olacağı bana açıktı. Aynı zamanda bilgisayar endüstrisi kullanıcı deneyimini iyileştirmeye odaklanmıştı ve bu bize gerçekten ilgi çekici bir ürüne sahip olduğumuzun farkına varmamızı sağladı.
İlk ürününüz Moku:Lab'ı 2016'da piyasaya sürdünüz. Nasıldı?
Minimum uygulanabilir ürünümüz olarak Moku:Lab'ı piyasaya sürdük ve üzerinde üç cihaz vardı: bir osiloskop; bir spektrum analizörü; ve bir dalga biçimi üreteci. Bugün bu ilk müşteriler artık yalnızca iPad'deki bir uygulamayı güncelleyerek 12 cihazı çalıştırabiliyor. Bu yaklaşım teknoloji sektöründe yaygınlaşıyor; ürünler zamanla daha iyi hale geliyor. Bu, satın aldığınızda kolayca yükseltilemeyen geleneksel test ekipmanlarından farklıdır.
Moku:Lab ilk kez nasıl karşılandı?
Şirketi kurduğumuzda ekibim ve ben enstrümantasyon geliştirme konusunda oldukça iyi bir üne sahiptik. Bu yüzden insanlar reddedilmek yerine şöyle düşündüler: "Liquid Instruments'ın arkasında oldukça ciddi insanlar var ve eğer bunun iyi bir fikir olduğunu düşünüyorlarsa muhtemelen ikinci bir bakmaya değer". İlk baştaki itibarımız üniversite pazarında özellikle güçlüydü çünkü ben üst sıralarda yer alan bir üniversite olan ANU'da fizik profesörüydüm.
Deneysel fizikçilerin ve mühendislerin ileriye dönük bir grup olduğunu ve yeni teknolojileri denemeye istekli olduklarını gördük. Bunlar genellikle arkadaşları arasında yeni kişisel teknolojileri ilk benimseyen kişiler oluyor ya da çocukken muhtemelen ailenin VCR zamanlayıcısını programlamaktan sorumluydular. İlk günlerde, yaklaşımımızın potansiyel faydalarını hemen gören ve ilk denememizin mükemmel olmayacağını anlayan çok sayıda destekçimiz vardı.
Yeni pazarlara açıldıkça, farklı sektörlerin yeni teknolojileri benimserken farklı risk iştahlarına sahip olduğunu gördük. Ayrıca insanlar yeni teknolojilerle karşılaştıklarında çok ilginç bir psikoloji ortaya çıkıyor. Bunu Moku:Lab için faz ölçer ve kilitlemeli amplifikatör içeren ilk yeni enstrümanları piyasaya sürdüğümüzde keşfettik. O zamanlar cihazı 5000 dolara satıyorduk ve iki farklı şey duyuyorduk. İlki, "Ben bu enstrümanların hepsini kullanmıyorum, bu yüzden indirim istiyorum." İkinci bir grup insan bize şöyle dedi: “Aman Tanrım, bu gerçekten inanılmaz bir değer. Eğer gerçekten tüm bu enstrümanları bu fiyata sağlıyorsanız, pek iyi olamazlar. Hepsi çöp olmalı."
Böylece Moku:Lab'ın daha az enstrümana sahip daha ucuz bir versiyonunu yaptık ve artık 12 enstrümanla birlikte gelen daha pahalı bir versiyonunu yaptık. Ticari açıdan bunun verdiğimiz en iyi kararlardan biri olduğu ortaya çıktı.
Bu sürümlerden biri lisans laboratuvarlarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Peki bu pazar nasıl ortaya çıktı?
Pek çok kişinin lisans laboratuvarlarında orijinal Moku:Lab'ı kullandığını fark ettik, ancak bu uygulama hiçbir zaman bu uygulama için tasarlanmamıştı; çok pahalıydı ve çok yüksek performansa sahipti. Ancak üniversiteler öğrencilerin bunu kullanmaktan gerçekten keyif aldıklarını gördü. Kişisel teknoloji cihazlarıyla etkileşim biçimlerini yansıttığı için onu ilgi çekici, ilgi çekici ve kullanımı korkutucu buldular. Diğer bir artı da Moku:Lab'ın laboratuvardaki ölçümü basitleştirmesi ve dolayısıyla öğrencilerin öğrenmeleri gereken kavramlara odaklanmalarına olanak sağlamasıydı.
Ancak orijinal versiyonu çok pahalıydı, bu yüzden geçen yıl Moku:Go'yu çıkardık. Maliyeti yaklaşık 600$'dır ve tipik bir elektrik mühendisliği veya fizik laboratuarındaki lisans tezgâhının tamamının yerini alır. Bu gerçekten büyük bir başarı oldu ve şimdiden şirketin tarihinde Moku:Labs sattığımızdan daha fazla Moku:Go sattık. Dünya çapında bilimsel eğitimi demokratikleştirme ve öğrenci deneyimini geliştirme potansiyeline sahip olduğuna inanıyoruz. Aslında öğrenciler Moku:Go'yu kullanmaya başlayana kadar laboratuvar çalışmalarından hoşlanmadıklarını veya anlamadıklarını bize yazdılar ki bu çok sevindirici.
Ayrıca Moku:Lab'ın üst düzey bir sürümünü de yayınladınız
2016'dan bu yana çok fazla deneyim kazandık, çok daha büyük bir şirketiz ve ekibimizde çok daha fazla mühendislik becerisi var. Bu, yeni amiral gemisi ürünümüz Moku:Pro'yu piyasaya sürmemize olanak sağladı. Keşke başlangıçta yapabilseydik dediğimiz ürün ama oraya ulaşmamız biraz zaman aldı. Osiloskoplar da dahil olmak üzere en son teknolojiye sahip cihazlarla rekabet edebilir ve insanlara test ve ölçüm açısından geleceğin neler getireceğini gerçekten göstermiştir.
FPGA'lerin zamanla giderek büyümesi gerçeğinden yararlandık. Moku:Lab aynı anda tek bir cihaz olarak çalışacak şekilde tasarlandı ve gelecekte en iyi ihtimalle birkaç cihazı aynı anda çalıştırabilir. Moku:Pro'daki FPGA, Moku:Lab'daki çipin 10 katı boyutundadır ve bu, onu birkaç bölüme ayırabileceğimiz anlamına gelir. Tek bir cihazın çalıştırılması yerine birçok cihazı aynı anda çalıştırabilir.
Üstelik bu cihazlar çipten asla ayrılmayan, yüksek bant genişliğine sahip, kayıpsız ve düşük gecikmeli sinyaller kullanarak birbirleriyle iletişim kurabiliyor. Moku:Pro, şu anda dünya çapında üst düzey laboratuvarlarda ve mühendislik ve üretim tesislerinde her yerde bulunan büyük PXI ve VXI sistemlerine etkili bir alternatiftir.
Bizim için bir diğer ilk ise Moku:Pro kullanıcılarının sunduğumuz basit araçları kullanarak FPGA'yı kendi araçlarıyla programlayabilmesidir. İhtiyacınız olan tek şey bir web tarayıcısıdır - yüklenecek bir yazılım yoktur - ve sıfırdan kendi enstrümanınızı oluşturabilir ve birkaç dakika içinde onu laboratuvarda çalıştırabilirsiniz. Bu gerçekten insanların gözlerini Moku:Pro'yu tam olarak ihtiyaç duydukları ölçüm çözümünü oluşturmak için kullanabilecekleri olasılığına açtı.
