Стэнфорд Овшинский: Жизнь и изобретения американского ученого.

Введение

Американский инженер, ученый и изобретатель Стэнфорд Роберт Овшинский (24 ноября 1922 года – 17 октября 2012 года) – американский инженер, ученый и изобретатель, получивший более 400 патентов за пятьдесят лет работы, преимущественно в области энергетики и информационных технологий. Многие из его изобретений нашли широкое применение. Среди наиболее значимых: никель-металлгидридная батарея, широко используемая в ноутбуках, цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах, а также в электромобилях и гибридных автомобилях; гибкие тонкопленочные солнечные панели и ламинаты; жидкокристаллические дисплеи с плоским экраном; перезаписываемые CD и DVD диски; водородные топливные элементы; и энергонезависимая память с фазовым переходом. Аморфные кремниевые полупроводники стали основой для многих технологий и отраслей промышленности. Овшинский также известен тем, что достиг значительных успехов в науке и технике самостоятельно, без получения формального высшего образования. Примерно через год после смерти Ирис Овшинской в августе 2006 года, Овшинский покинул ECD и основал новую компанию Ovshinsky Innovation LLC, занимающуюся разработкой научной базы для новых энергетических и информационных технологий. В октябре 2007 года он женился на Розе Янг, физике, работавшей в ECD над множеством энергетических технологий, включая гибридный автомобиль, работающий на водороде, и видение Овшинского водородной экономики.

Ранние годы

Овшинский родился и вырос в промышленном городе Акроне, штат Огайо, который в то время был центром американской резиновой промышленности. Он был старшим сыном литовских еврейских иммигрантов рабочего класса, покинувших Восточную Европу около 1905 года – Бенджамина Овшинского из Литвы и Берты Муниц из территории, которая сейчас является Беларусью. Овшинский начал активно участвовать в общественной деятельности в раннем возрасте, во время Великой депрессии. Его постоянное стремление улучшить жизнь рабочих и представителей меньшинств, а также продвигать культуру и интересы промышленности, во многом унаследовано от его отца, щедрого, либерального и высокообразованного активиста. Отец, Бен Овшинский, зарабатывал на жизнь сбором металлолома с заводов и литейных цехов, сначала на лошади с повозкой, а затем на грузовике.

Работа механиком и Бенджамин Центр Драйв

До окончания средней школы в июне 1941 года Овшинский работал учителем, инструментальщиком и токарем в различных местных мастерских, связанных с резиновой промышленностью. Во время Второй мировой войны он и его невеста Норма Рифкин переехали в Аризону, где Овшинский некоторое время работал в инструментальном цехе завода Goodyear в Личфилде, недалеко от Финикса. Вернувшись в Акрон незадолго до окончания войны, Овшинский в итоге основал свою собственную машиностроительную компанию, Stanford Roberts, первоначально разместив её в сарае. Там он разработал и запатентовал свое первое изобретение – Benjamin Center Drive, названное в честь отца. Этот уникальный автоматический высокоскоростной приводной центр для токарных станков имел множество важных применений. После продажи компании New Britain Machine Company в Коннектикуте, её использовали для решения национальной проблемы обеспечения производства артиллерийских снарядов в достаточном количестве для нужд военного времени во время Корейской войны. Тем временем Овшинский продолжал развивать свой растущий интерес к человеческому и машинному интеллекту, увлеченно изучая научную литературу по нейрофизиологии, неврологическим заболеваниям и кибернетике, а также ведя кратковременную переписку с Норбертом Винером.

Интеллектуальные машины

В 1951 году Овшинский принял предложение переехать в Детройт и работать в автомобильной промышленности в качестве директора по исследованиям в компании Hupp Motor Company. Продолжая работу над интеллектуальными машинами, он изобрел электроусилитель рулевого управления, но президент Hupp выступил против завершения договоренностей с General Motors о внедрении разработки. Вскоре после этого Стэн и его младший брат Херб Овшинский, талантливый инженер-механик, основали небольшую компанию General Automation в Детройте. Там Стэн продолжил изучение интеллектуальных машин и приступил к ранним исследованиям и разработке различных энергетических и информационных технологий. Одновременно он начал изучать нейрофизиологию и неврологические заболевания. Айрис получила степень бакалавра зоологии в колледже Свартмор, степень магистра биологии в Мичиганском университете и степень доктора биохимии в Бостонском университете. Продолжая работу над спроектированными на атомном уровне халькогенидными материалами, которые, как понял Овшинский, обладают уникальными электронными и физическими механизмами, он использовал цепочечные структуры, перекрестные связи, полимерные концепции и двувалентные структурные связи с огромным количеством несвязанных неподеленных электронных пар, чтобы добиться того, что теперь называют эффектом Овшинского – «эффект, превращающий особые типы аморфных тонких пленок в полупроводники при приложении низкого напряжения». Используя этот эффект, он создал новые типы электронных и оптических переключателей, включая память с переключением фаз (Ovonic Phase Change Memory) и пороговый переключатель. Первый стал основой для его последующих изобретений перезаписываемых CD и DVD, а также других новых компьютерных технологий, включая его когнитивный компьютер. В то время как другие, работавшие в области кристаллов, создавали устройства на основе объемных материалов, работа Овшинского в 1960-х годах и позднее продолжала основываться на тонких пленках и наноструктурах. Некоторые присоединились в качестве консультантов или членов совета директоров. Тем временем сообщество ECL сформировало уникальную, продуктивную, неиерархическую, мультикультурную и международную среду, отражающую социальные ценности Стэна и Айрис. В 1964 году Стэн и Айрис изменили название лаборатории на Energy Conversion Devices и перенесли компанию в более просторное помещение в Трой, штат Мичиган. Компания продолжала разрабатывать электронную память, батареи и солнечные элементы, реинвестируя практически всю прибыль в научные исследования широкого спектра проблем, многие из которых впоследствии стали основой прибыльных отраслей, например, жидкокристаллических дисплеев с плоским экраном. Со временем лицензионные отчисления ECD начали расти, особенно когда аморфный кремний стали использовать для производства солнечных элементов «в промышленных масштабах», используя подход, возникший из работы Овшинского с несеребряной фотопленкой. Год спустя Овшинский ушел в отставку из ECD и основал новую компанию с Розой Янг, на которой позже женился. В компании Ovshinsky Innovation LLC он продолжил работу в области информационных и энергетических наук, поддерживая тесные отношения с коллегами и промышленными партнерами (например, с Ovonyx, разрабатывающей память с переключением фаз). В настоящее время Ovshinsky Innovation сосредоточена на создании нового типа фотоэлектрических станций, основанных на новой концепции, которая обещает снизить стоимость фотоэлектрической энергии ниже стоимости угля. Благодаря его независимому и радикальному вкладу в науку его сравнивают с Альбертом Эйнштейном. Благодаря многочисленным изобретениям в области цифровой памяти, солнечной энергии, аккумуляторных технологий, оптических носителей и хранения твердого водорода, а также сотням фундаментальных научных патентов его часто сравнивают с Томасом Эдисоном.

In 1951, Ovshinsky accepted an offer to move to Detroit and work in the automotive industry as the director of research at the Hupp Motor Company. Continuing his work on intelligent machines, he invented electric power steering, but Hupp's president was opposed to completing the arrangements with General Motors to utilize the product. Not long after that, Stan and his younger brother Herb Ovshinsky, a talented mechanical engineer, established a small company called General Automation in a Detroit storefront. There, Stan continued his study of intelligent machines and embarked on early research and development of various energy and information technologies. At the same time, he began studying neurophysiology and neurological diseases. Iris had a BA in zoology from Swarthmore College, an MS in biology from the University of Michigan, and a PhD in biochemistry from Boston University. Continuing to work on his atomically designed chalcogenide materials, which Ovshinsky realized offer unique electronic physical mechanisms, he utilized chain structures, cross links, polymeric concepts, and divalent structural bonding with a huge number of unbonded lone pairs to achieve what is now referred to as the Ovshinsky Effect – "an effect that turns special types of glassy, thin films into semiconductors upon application of low voltage." Applying this effect, he built new types of electronic and optical switches, including his Ovonic Phase Change Memory and his Threshold Switch. The former would become the basis of his subsequent inventions of rewritable CDs and DVDs and other new computer technologies including his cognitive computer. While others working in the crystalline field were building devices based on bulk materials, Ovshinsky's work in the 1960s and later continued to be based on thin films and nanostructures. Some joined as consultants or as members of the Board of Directors. Meanwhile, the ECL community developed a uniquely productive, non hierarchical, multicultural, international environment, reflecting Stan and Iris' social values. In 1964, Stan and Iris changed the laboratory's name to Energy Conversion Devices and moved the company to larger quarters in Troy, Michigan. The company continued to develop electronic memory, batteries, and solar cells, reinvesting almost every penny of profit into the scientific study of a wide variety of problems, much of which later became the basis of lucrative industries, e. g., flat screen liquid crystal displays. In time, license fees to ECD began to grow, especially when amorphous silicon was used to make solar cells "by the mile," with an approach that originated from Ovshinsky's non silver photographic film work. A year later, Ovshinsky retired from ECD and launched a new company with Rosa Young, whom he later married. At Ovshinsky Innovation LLC, he continued his work on information and energy science, in strong relationships with colleagues and with industrial partners (for example, Ovonyx, which is developing phase change semiconductor memory). Ovshinsky Innovation is currently focusing on a new kind of photovoltaic plant based on a new concept promising to lower the cost of photovoltaic energy sources below that of coal. Because of his independent and radical contributions to science, he has been compared with Albert Einstein. Because of his many inventions in digital memory, solar energy, battery technology, optical media, and solid hydrogen storage, and his hundreds of basic scientific patents, he has often been compared with Thomas Edison.

General Motors и Консорциум автомобильных аккумуляторов США

В интервью в документальном фильме 2006 года "Кто убил электромобиль?" Овшинский заявил, что в начале 1990-х годов автомобильная промышленность создала Консорциум автомобильных аккумуляторов США (USABC) с целью затормозить развитие технологий электромобилей, воспрепятствовав распространению информации о патентах Овшинского в области аккумуляторов через Калифорнийское управление по контролю за качеством воздуха (CARB). По словам Овшинского, автопроизводители ложно утверждали, что технология NiMH еще не готова к широкому применению в серийных автомобилях. Члены USABC, включая General Motors, Ford и Chrysler, угрожали подать в суд на Овшинского, если он продолжит рекламировать потенциал NiMH для использования в электромобилях с полным приводом (BEV), и если он продолжит предоставлять тестовые аккумуляторы компании Solectria – начинающему производителю электромобилей, не входящему в USABC. Критики утверждают, что "большая тройка" была больше заинтересована в том, чтобы убедить членов CARB в нетехнологичности и экономической нецелесообразности электромобилей.

В популярной культуре

Овшинский появился в документальном фильме "Кто убил электромобиль?", а также в первой и третьей частях эпизода "Водородные надежды" телесериала Алана Алды "Научные американские рубежи". На сайте "Научные американские рубежи" эпизод "Водородные надежды" доступен для бесплатного просмотра, вместе с текстом интервью со Стэном и Ирис Овшински. Овшинский был представлен как "Американский гений Японии" в сериале PBS NOVA (октябрь 1987).