Ученые создали компьютер, который работает без электричества: что он умеет и зачем нужен

Исследователи из Университета штата Северная Каролина (США) разработали прототип механического компьютера с использованием полимерных кубов, который может выйти за рамки бинарного подхода к хранению данных. Дизайн устройства позволяет фиксировать данные на месте или редактировать их без использования каких-либо электронных компонентов, передает издание Interesting Engineering.

Современная вычислительная техника потребляет очень много энергии и выделяет много тепла. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Университета штата Северная Каролина создали механический компьютер, которому не нужно электричество.

Устройство изготовлено из полимерных кубиков размером не более 1 см. Функциональный блок состоит из 64 таких блоков, соединенных между собой тонкими полосками эластичной ленты. Дизайн этих кубиков вдохновлен киригами — японским искусством вырезания из бумаги, — и когда любой из этих блоков сдвигается вверх или вниз, меняется геометрия соединенных между собой трубок.

Таким образом, функциональная единица представляет собой метаструктуру, хранящую данные и позволяющую проводить более сложные вычисления. Для редактирования данных в блоках пользователю нужно будет тянуть за края метаконструкции, чтобы перемещать отдельные кубики. Когда метаструктура освобождается, лента сжимается, удерживая кубы на месте и блокируя данные.

Плотность информации этого устройства довольно хорошая. Используя бинарную структуру, в которой кубы расположены либо вверху, либо внизу, простая метаструктура из 9 функциональных блоков имеет более 362 000 возможных конфигураций, пояснили ученые.

Интересно, что механический компьютер не ограничивает ученых обработкой данных с использованием только двоичной системы — 0 и 1. Каждый функциональный блок из 64 кубов может быть сконфигурирован в самых разных архитектурах, а кубы могут быть сложены до пяти в высоту. Здесь есть потенциал для более сложных вычислений, при этом данные будут передаваться в зависимости от того, насколько высоко поднят данный куб, отметили разработчики. В рамках этой экспериментальной системы было продемонстрировано, что кубы могут иметь 5 или более различных состояний. Теоретически это означает, что один куб может передавать не только 1 или 0, но также 2, 3 или 4.

Исследователи заинтересованы в применении этих метаструктур для создания тактильных систем, которые отображают информацию в трехмерном контексте, а не в виде пикселей на экране. Например, определенная конфигурация кубов может служить трехмерным паролем.