Дослідники у США створили механічний комп’ютер, натхненний кіригамі, японським мистецтвом складання та вирізання паперу.
Дослідний зразок комп’ютера, який не містить електронних компонентів, складається з 64 з’єднаних між собою полімерних кубиків розміром 1 кубічний сантиметр, які можна переставляти, щоб зберігати, отримувати та стирати дані. Подібно до кіригамі, де папір розрізають і складають у складні конструкції, комп’ютером можна фізично маніпулювати, надаючи йому різних конфігурацій і станів.
У цій машині кожен кубик представляє біт двійкових даних, який можна зрушити вгору або вниз, щоб отримати 1 або 0 відповідно. Перестановка кубиків змінює конфігурацію комп’ютера, дозволяючи зберігати або представляти інформацію у фізичній формі.
За словами вчених, ця концепція може бути використана для створення фізичних систем шифрування-дешифрування або навіть для розробки сенсорних систем для 3D-середовищ.
“Наприклад, певна конфігурація функціональних блоків може слугувати 3D-паролем, – говорить провідний автор дослідження Янбін Лі, докторант Інженерного коледжу Університету штату Північна Кароліна, – Ми також зацікавлені в тому, щоб використовувати цю концепцію для шифрування та дешифрування даних. “Ми також зацікавлені в дослідженні потенційної корисності цих метаструктур для створення тактильних систем, які відображають інформацію в тривимірному контексті, а не у вигляді пікселів на екрані”.
Механічні комп’ютери з’явилися багато століть тому – можливо, ще в другому столітті до нашої ери – задовго до винаходу алгоритмів і мов програмування, якими ми їх знаємо сьогодні. Однак, на відміну від нової концепції, натхненної кіригамі, люди керували цими машинами за допомогою шестерень або важелів, що робило їх надзвичайно незграбними.
У новому комп’ютері зміна положення одного кубика змінює положення всіх з’єднаних між собою кубиків, змінюючи конфігурацію комп’ютера відповідно до різних обчислювальних станів.
“Використовуючи бінарну структуру, де кубики знаходяться або вгорі, або внизу, проста метаструктура з 9 функціональних блоків має понад 362000 можливих конфігурацій”, – каже Лі.
Редагування даних контролюється за допомогою потягування за краї метаструктури, яка розтягує еластичну стрічку і штовхає куб вгору або вниз. Коли стрічку відпускають, вона фіксує кубики та дані на місці. Кубики також можна штовхати вгору або вниз віддалено, прикріпивши магнітну пластину до комп’ютера і застосувавши магнітне поле.
Дослідники кажуть, що система може дозволити складніші обчислення, що виходять за рамки двійкового коду, з кубами, здатними займати стани не тільки 1 або 0, але й 2, 3 і 4.
“Кожен функціональний блок з 64 кубиків може бути сконфігурований у найрізноманітніші архітектури, причому кубики можуть бути складені у стопки висотою до п’яти кубиків”, – говорить співавтор дослідження Цзе Інь, доцент кафедри механічної та аерокосмічної інженерії в Університеті штату Північна Кароліна, – “Це дозволяє розробляти складніші обчислення. “Це дозволяє розвивати обчислення, які виходять далеко за межі двійкового коду”.
Далі дослідники сподіваються об’єднатися з програмістами для розробки коду для комп’ютера. “Наша робота над підтвердженням концепції демонструє потенційний діапазон цих архітектур, але ми ще не розробили код, який би використовував ці архітектури”, – сказав Лі. “Ми були б зацікавлені у співпраці з іншими дослідниками, щоб дослідити потенціал кодування цих метаструктур”.
Читайте також:
Нам таке треба