Группа американских исследователей разработала механический компьютер, работающий от натяжения пружин и движения металлических стержней. Никакого электричества, никаких хрупких кремниевых чипов. Интеллект системы основан на физической памяти материалов. Устройства уже выполняют логические операции, считают физические усилия и различают четные и нечетные сигналы. В будущем такие механические процессоры могут работать внутри реактивных двигателей и в агрессивной химии.
Проект стартовал в колледже Сент-Олаф и Сиракузском университете под руководством доцента Джои Полсена. Ученые задались простым вопросом: если резина «помнит», как сильно ее растянули, можно ли заставить материал не только запоминать, но и обрабатывать информацию?
Они создали три механические системы из стальных стержней и пружин:
- Счетчик физических усилий — регистрирует количество приложенных сил;
- Логический элемент — различает четные и нечетные входные сигналы (аналог бинарной логики);
- Датчик с памятью — сохраняет информацию о величине приложенной силы.
В совокупности эти устройства показал, что сложная обработка информации может происходить через структурные движения, а не через электрические сигналы.
В эпоху, когда Google и Tesla вкладывают миллиарды в квантовые процессоры и нейросети, мы доказали, что вычислители могут быть не только кремниевыми. Пружины и стальные стержни не боятся радиации, жары и химии. И они никогда не разрядятся, — говорит Полсен.
Кремниевые чипы хрупки. Они плавятся при экстремальных температурах, дают сбои под высоким уровнем радиации и корродируют в агрессивных химических средах. Механические компьютеры из стали и пружин лишены этих недостатков. Они могут работать там, где электроника умирает.
Потенциальные применения:
- Протезы конечностей — чувствуют давление и реагируют без батарейного блока;
- Датчики внутри реактивных двигателей — отслеживают износ, используя только вибрацию мотора;
- «Интеллектуальные материалы» — поверхности, которые воспринимают среду, принимают решения и реагируют без внешнего питания.
Сейчас исследователи работают над масштабированием. Студенты Сент-Олаф изучают взаимодействие множества роторов друг с другом и пытаются создать уникальную механическую сеть. Цель — превратить отдельные элементы в многокомпонентные машины, способные выполнять более сложные вычисления.
Читайте также нашу статью о том, как энтузиаст закруглил углы своего MacBook напильником.
Источник: hi-tech.mail.ru