Искусство киригами вдохновило ученых на создание функционального механического «компьютера»

Фото из открытых источников

Инженеры из Университета штата Северная Каролина разработали инновационный механический "компьютер", черпая вдохновение из японского искусства киригами - техники создания фигур путем складывания и вырезания бумаги. Это уникальное устройство, полностью лишенное электронных компонентов, состоит из 64 взаимосвязанных полимерных кубиков, каждый объемом в 1 кубический сантиметр.

Принцип работы этого аналогового компьютера основан на физическом манипулировании кубиками. Каждый кубик может быть перемещен вверх или вниз, представляя таким образом двоичные данные: 1 или 0 соответственно. Ключевая особенность устройства заключается в том, что изменение положения одного куба влияет на все связанные с ним элементы, что позволяет кодировать информацию в физическом формате и создавать сложные конфигурации.

Управление данными в этом необычном компьютере осуществляется двумя способами. Первый метод предполагает натяжение краев конструкции, что приводит к растяжению эластичной ленты и перемещению кубов. Второй способ использует магнитное поле: к компьютеру прикрепляется магнитная пластина, позволяя дистанционно манипулировать кубами.

Исследователи отмечают, что система обладает потенциалом для выполнения более сложных вычислений, выходящих за рамки простого двоичного кода. В будущем кубы могут занимать не только состояния 0 и 1, но и 2, 3, 4, что значительно расширит вычислительные возможности устройства.

Потенциальное применение этой технологии весьма разнообразно. Ученые рассматривают возможность использования подобных систем для создания физических криптографических устройств, а также для разработки сенсорных систем, способных работать в трехмерных средах. Интересно отметить, что даже при использовании простой структуры из девяти функциональных единиц, система способна создать более 362 тысяч различных конфигураций.

Этот проект можно рассматривать как современное переосмысление концепции механических компьютеров, история которых восходит ко второму веку до нашей эры. Однако, в отличие от своих громоздких предшественников, управляемых рычагами и шестернями, новое устройство предлагает более компактное, гибкое и инновационное решение для хранения и обработки информации.

Создание такого механического "компьютера" не только демонстрирует творческий подход к решению технологических задач, но и открывает новые перспективы в области аналоговых вычислений и физического кодирования данных.