कार्वर मीड: वह इंजीनियर जिसने सिलिकॉन को न्यूरॉन्स की तरह व्यवहार करना सिखाया

कार्वर मीड ने अपना एक करियर उस पाठ्यपुस्तक को लिखने में बिताया जिसने इंजीनियरों की एक पीढ़ी को कंप्यूटर चिप्स डिजाइन करना सिखाया, और फिर अगला करियर यह तर्क देने में बिताया कि चिप्स को लॉजिक गेट्स की नकल करना बंद कर देना चाहिए और मानव रेटिना की नकल करना शुरू कर देना चाहिए। इलेक्ट्रॉनिक्स के इतिहास में बहुत कम हस्तियों ने अपने ही क्षेत्र की मूलभूत धारणाओं को दशकों के अंतराल पर दो बार फिर से खोजा है, और दोनों बार सही साबित हुए हैं।

एक जलविद्युत शिविर से कैलटेक तक

कार्वर एंड्रेस मीड का जन्म 1 मई 1934 को बेकर्सफील्ड, कैलिफोर्निया में हुआ था और वे कर्नविले के छोटे से पहाड़ी समुदाय में पले-बढ़े, जहाँ उनके पिता बिग क्रीक हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्रोजेक्ट में काम करते थे। उन्होंने एक लड़के के रूप में शौकिया रेडियो लाइसेंस प्राप्त किया और हाई स्कूल के दौरान स्थानीय रेडियो स्टेशनों पर काम किया, जो इलेक्ट्रॉनिक्स में एक प्रारंभिक व्यावहारिक प्रशिक्षण था जो किसी भी औपचारिक प्रशिक्षण से पहले आया था। उन्होंने कैलटेक से अपनी तीनों डिग्रियां प्राप्त कीं - 1956 में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में स्नातक, 1957 में मास्टर और 1959-60 के आसपास पीएचडी - और चार दशकों से अधिक समय तक वहां संकाय में बने रहे, अंततः गॉर्डन और बेट्टी मूर प्रोफेसर एमेरिटस ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंस का खिताब संभाला, जो उस सहयोगी के नाम पर रखा गया था जिसके सबसे प्रसिद्ध विचार को नाम देने में मीड ने मदद की थी।

मूर के नियम का नामकरण

गॉर्डन मूर, जो बाद में इंटेल के सह-संस्थापक बने, के साथ मीड का सहयोग 1959 के आसपास शुरू हुआ। ट्रांजिस्टर लघुकरण के भौतिकी पर काम करते हुए, मीड के विश्लेषण ने दिखाया कि ट्रांजिस्टर न केवल सिकुड़ेंगे, बल्कि ऐसा करते समय वे तेज, ठंडे और सस्ते भी हो जाएंगे - यह उस प्रवृत्ति के लिए एक भौतिक औचित्य था जिसे मूर ने अनुभवजन्य रूप से देखा था। गॉर्डन मूर ने खुद मीड को "मूर के नियम" शब्द को गढ़ने का श्रेय दिया है। 1972 में, ब्रूस होएनिसन के साथ काम करते हुए, मीड ने भविष्यवाणी की कि ट्रांजिस्टर अंततः 0.15-माइक्रोन पैमाने पर बनाए जा सकते हैं, एक ऐसा पूर्वानुमान जिसने दशकों पहले ही यह पकड़ लिया था कि सेमीकंडक्टर उद्योग का लघुकरण वक्र वास्तव में कहां उतरेगा।

मीड-कॉनवे क्रांति

कंप्यूटिंग उद्योग में मीड का सबसे महत्वपूर्ण व्यक्तिगत योगदान 1975 में शुरू हुए ज़ेरॉक्स PARC की लिन कॉनवे के साथ उनके सहयोग के माध्यम से आया। उन्होंने साथ मिलकर वेरी-लार्ज-स्केल इंटीग्रेशन (VLSI) चिप डिजाइन के लिए एक संरचित पद्धति विकसित की - जटिल सर्किटों को सरल डिजाइन नियमों के माध्यम से वर्णित करने का एक तरीका जिसने इंजीनियरों को, न कि केवल विशेष भौतिकविदों को, काम करने वाले सिलिकॉन को लेआउट करने की अनुमति दी। उनकी 1979 की पाठ्यपुस्तक, Introduction to VLSI Systems, चिप डिजाइनरों की एक पीढ़ी के लिए निश्चित संदर्भ बन गई और इसने उस चीज को जन्म दिया जिसे व्यापक रूप से एकीकृत सर्किट के निर्माण के तरीके में एक प्रतिमान बदलाव के रूप में वर्णित किया गया है। मीड ने 1970 में कैलटेक में दुनिया का पहला बड़े पैमाने पर एकीकरण डिजाइन पाठ्यक्रम पढ़ाया था और 1976 में इवान सदरलैंड और फ्रेडरिक बी. थॉम्पसन के साथ वहां कंप्यूटर विज्ञान को एक औपचारिक विभाग के रूप में स्थापित करने में मदद की थी। मीड-कॉनवे मल्टी-प्रोजेक्ट वेफर पद्धति, जिसने कई अलग-अलग छात्र-डिज़ाइन किए गए चिप्स को एक ही निर्माण रन साझा करने की अनुमति दी, ने पहली बार विश्वविद्यालयों में चिप डिजाइन को सिखाने योग्य बना दिया और 1981 में इस जोड़ी को इलेक्ट्रॉनिक्स मैगज़ीन अवार्ड फॉर अचीवमेंट दिलाया।

सिलिकॉन कंपाइलर और कंपनियों की एक श्रृंखला का निर्माण

अपने पीएचडी छात्र डेविड एल. जोहानसन के साथ, मीड ने पहला सिलिकॉन कंपाइलर बनाया, एक ऐसा उपकरण जिसने स्वचालित रूप से डिजाइनर के विनिर्देशों को काम करने वाले एकीकृत-सर्किट लेआउट में अनुवादित किया, और इसे व्यावसायीकृत करने के लिए 1981 में सिलिकॉन कंपाइलर्स इंक. की सह-स्थापना की, जिसने डिजिटल इक्विपमेंट कॉरपोरेशन की माइक्रोवैक्स लाइन में उपयोग किए जाने वाले चिप्स का उत्पादन किया। मीड ने बीस से अधिक कंपनियों को खोजने में मदद की, अपने शोध को सीधे उद्योग में अनुवादित किया: 1986 में फेडेरिको फैगिन के साथ सिनैप्टिक्स इंक., जिसकी न्यूरल-नेटवर्क-प्रेरित टचपैड तकनीक ने लैपटॉप ट्रैकपैड बाजार का एक बड़ा हिस्सा हासिल किया; सोनिक इनोवेशन, जिसने उनके चिप काम को हियरिंग एड्स पर लागू किया; फोवोन, जिसने डिजिटल कैमरों के लिए न्यूरली-प्रेरित CMOS इमेज सेंसर बनाए; और इम्पिनज, जिसने उनके फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर काम को RFID तकनीक पर लागू किया।

मस्तिष्क की ओर मुड़ना

1980 के दशक तक मीड ने अपना शोध फोकस पूरी तरह से स्थानांतरित कर लिया था, उन्होंने ट्रांजिस्टर में चार्ज के निर्माण और नष्ट होने के तरीके और एक जैविक न्यूरॉन में ऐसा होने के तरीके के बीच एक भौतिक सादृश्य देखा। वे न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग के संस्थापक व्यक्ति बन गए - एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का निर्माण करना जो पारंपरिक डिजिटल चिप्स के असतत तर्क के बजाय जैविक तंत्रिका तंत्र की कम्प्यूटेशनल वास्तुकला की नकल करते हैं - एक शब्द जिसे गढ़ने का श्रेय उन्हें दिया जाता है, और उन्होंने इस विचार को विकसित करने में रिचर्ड फेनमैन और न्यूरोसाइंटिस्ट जॉन हॉपफील्ड सहित भौतिकविदों के साथ सहयोग किया। उनके पीएचडी छात्र मिशा महोवाल्ड ने 1992 में उनकी देखरेख में एक काम करने वाला सिलिकॉन रेटिना बनाया, एक एनालॉग चिप जिसने दृश्य जानकारी को उसी तरह संसाधित किया जैसे एक जैविक आंख करती है, और मीड ने 1988 में रिचर्ड एफ. ल्योन के साथ श्रवण संकेत प्रसंस्करण को मॉडल करने वाले एनालॉग सिलिकॉन कोक्ली पर काम किया।

मान्यता

मीड के सम्मान उनके करियर के दोनों हिस्सों में फैले हुए हैं: 2002 में नेशनल मेडल ऑफ टेक्नोलॉजी और कंप्यूटर हिस्ट्री म्यूजियम फेलोशिप, 1999 में लेमल्सन-MIT पुरस्कार, 1996 में IEEE जॉन वॉन न्यूमैन मेडल और फिल कॉफमैन पुरस्कार, 1997 में ACM का एलन नेवेल पुरस्कार, 1984 में नेशनल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग में चुनाव, 1985 में लिन कॉनवे के साथ साझा किया गया जॉन प्राइस वेदरिल मेडल, और 2022 में एडवांस्ड टेक्नोलॉजी में क्योटो पुरस्कार। उनके पास पचास से अधिक अमेरिकी पेटेंट हैं।

कार्वर को जीनियस क्यों कहा जाता है

शब्द के लिए मीड का दावा एक असामान्य दोहरे कार्य पर टिका है: वे उन बहुत कम प्रौद्योगिकीविदों में से एक हैं जिन्होंने एक इंजीनियरिंग अनुशासन के अभ्यास को न केवल एक बार, बल्कि दो बार मौलिक रूप से नया रूप दिया है, पहले मीड-कॉनवे VLSI पद्धति के साथ जिसने संरचित चिप डिजाइन को सिखाने योग्य और स्केलेबल बनाया, और बाद में न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग के साथ, एक शोध कार्यक्रम जिसे उन्होंने अनिवार्य रूप से यह जोर देकर स्थापित किया कि जीव विज्ञान, न कि बूलियन तर्क, भविष्य के कंप्यूटिंग हार्डवेयर के लिए बेहतर मॉडल था। सहकर्मी और प्रौद्योगिकी के इतिहासकार ट्रांजिस्टर के बारे में उनकी गहरी भौतिक अंतर्दृष्टि और तंत्रिका विज्ञान के साथ समान रूप से गंभीर जुड़ाव के उनके दुर्लभ संयोजन को एकल करते हैं - एक ऐसी सीमा जिसे उनकी पीढ़ी के बहुत कम इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों ने आज़माया। ईमानदार जटिलता यह है कि उनकी सबसे पाठ्यपुस्तक-प्रसिद्ध उपलब्धि, VLSI डिजाइन क्रांति, स्पष्ट रूप से लिन कॉनवे के साथ संयुक्त रूप से श्रेय दी जाती है, जिनके पद्धति और चिप डिजाइन में स्वतंत्र योगदान व्यापक रूप से पर्याप्त थे और क्षेत्र के अपने इतिहास में प्रलेखित हैं; जॉन प्राइस वेदरिल मेडल उन दोनों को एक साथ दिया गया था। उनका बाद का अधिकांश न्यूरोमॉर्फिक काम इसी तरह मिशा महोवाल्ड जैसे छात्रों और रिचर्ड ल्योन जैसे सहयोगियों के साथ घनिष्ठ सहयोग के माध्यम से बनाया गया था, जो अकेले आविष्कार के बजाय साझेदारी के साथ जुड़ी अंतर्दृष्टि के करियर-लंबे पैटर्न का पालन करते थे।

विरासत

आज संरचित, नियम-आधारित CAD पद्धति के साथ डिज़ाइन किया गया प्रत्येक चिप मीड-कॉनवे दृष्टिकोण से उतरता है, और न्यूरोमॉर्फिक इंजीनियरिंग क्षेत्र जिसे मीड ने खोजने में मदद की, अब मस्तिष्क-प्रेरित, कम-शक्ति कंप्यूटिंग हार्डवेयर की एक बढ़ती श्रेणी को रेखांकित करता है, जिसे उनके सिलिकॉन रेटिना द्वारा पहली बार अवधारणा के काम करने के साबित होने के दशकों बाद बनाया गया था।