Naukowcy zbudowali mechaniczny komputer inspirowany kirigami, japońską sztuką składania i cięcia papieru.
Komputer proof-of-concept, który nie zawiera żadnych komponentów elektronicznych, ma 64 połączone ze sobą, 0,06-calowe (1 centymetr sześcienny) polimerowe kostki, które można przearanżować, aby przechowywać, odzyskiwać i usuwać dane. Podobnie jak w przypadku kirigami, gdzie papier jest cięty i składany w skomplikowane wzory, komputer można fizycznie manipulować w różnych konfiguracjach i stanach.
W tej maszynie każdy sześcian reprezentuje bit danych binarnych, które można przesunąć w górę lub w dół, aby odpowiednio reprezentować 1 lub 0. Przeorganizowanie sześcianów zmienia konfigurację komputera, umożliwiając przechowywanie informacji lub ich reprezentowanie w formie fizycznej.
Komputer mechaniczny ze stabilną i gęstą pamięcią – YouTube
Naukowcy stwierdzili, że koncepcję tę można wykorzystać do stworzenia fizycznych systemów szyfrowania i deszyfrowania, a nawet do opracowania systemów dotykowych dla środowisk 3D.
„Na przykład określona konfiguracja jednostek funkcjonalnych może służyć jako hasło 3D” – wyjaśnia główny autor badania Yanbin Libadacz podoktorancki na Wydziale Inżynierii Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej, powiedział w oświadczenie„Jesteśmy również zainteresowani zbadaniem potencjalnej użyteczności tych metastruktur do tworzenia systemów haptycznych, które wyświetlają informacje w kontekście trójwymiarowym, a nie jako piksele na ekranie”.
Naukowcy opublikowali swoje badania 26 czerwca w czasopiśmie Postępy nauki.
Komputery mechaniczne istnieją już od stuleci — potencjalnie już w II wieku p.n.e. — na długo przed wynalezieniem algorytmów i języki programowania takie, jakie znamy je dzisiaj. W przeciwieństwie do tej nowej koncepcji inspirowanej kirigami, ludzie obsługiwali te maszyny za pomocą kół zębatych lub dźwigni, co czyniło je niezwykle topornymi.
W nowym komputerze zmiana położenia jednego sześcianu powoduje zmianę położenia wszystkich połączonych z nim sześcianów — zmieniając konfigurację komputera tak, aby odpowiadała różnym stanom obliczeniowym.
„Używając binarnego frameworka — gdzie kostki są albo w górę, albo w dół — prosta metastruktura 9 jednostek funkcjonalnych ma ponad 362 000 możliwych konfiguracji” — powiedział Li.
Edycja danych jest kontrolowana poprzez pociągnięcie za krawędzie metastruktury, co rozciąga taśmę elastyczną i popycha kostkę w górę lub w dół. Po zwolnieniu taśmy blokuje ona kostki i dane na miejscu. Kostki można również popychać w górę lub w dół zdalnie, mocując płytkę magnetyczną do komputera i stosując pole magnetyczne.
Naukowcy twierdzą, że system ten może pozwolić na bardziej złożone obliczenia wykraczające poza kod binarny, a kostki mogą przyjmować stany nie tylko 1 lub 0, ale także 2, 3 i 4.
„Każdą jednostkę funkcjonalną składającą się z 64 kostek można skonfigurować w szerokiej gamie architektur, a kostki można układać w stosy o wysokości do pięciu kostek” – powiedział współautor badania Jie Yinprofesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej i lotniczej na NC State, powiedział w oświadczeniu. „To pozwala na rozwój obliczeń wykraczających daleko poza kod binarny”.
Następnie naukowcy mają nadzieję na współpracę z programistami w celu opracowania kodu dla komputera. „Nasza praca proof-of-concept pokazuje potencjalny zakres tych architektur, ale nie opracowaliśmy kodu, który wykorzystuje te architektury” — powiedział Li. „Bylibyśmy zainteresowani współpracą z innymi badaczami w celu zbadania potencjału kodowania tych metastruktur”.
