研究人員使用智能橡膠結(jié)構(gòu)來(lái)執(zhí)行計(jì)算任務(wù)

如果沒(méi)有電子設(shè)備執(zhí)行計(jì)算任務(wù)，我們的日常生活將會(huì)大不相同。電梯、自動(dòng)售貨機(jī)、旋轉(zhuǎn)門、洗衣機(jī)甚至交通信號(hào)燈等設(shè)備都使用一種簡(jiǎn)單的電子計(jì)算來(lái)切換狀態(tài)。但是，如果沒(méi)有電源來(lái)操作這些設(shè)備怎么辦?

由萊頓大學(xué)和 AMOLF 的 Martin van Hecke 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已展示智能橡膠結(jié)構(gòu)如何執(zhí)行此類計(jì)算任務(wù)。 “我們現(xiàn)在知道如何設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的材料，以便它們可以處理信息。”

該研究發(fā)表在 5 月 20 日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

在電子學(xué)中，數(shù)字位用于執(zhí)行計(jì)算，涉及由許多元件組成的復(fù)雜電路。研究人員找到了另一種計(jì)算策略，使用細(xì)長(zhǎng)的橡膠元件作為機(jī)械部件，并將多個(gè)部件組裝在“超材料”中。但為了讓這些材料像機(jī)器一樣工作，他們發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵是控制這些單獨(dú)部分之間的相互作用。

二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

作為第一個(gè)例子，研究小組創(chuàng)造了一臺(tái)可以充當(dāng)兩位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的橡膠計(jì)算機(jī)——如隨附的中所演示的那樣，通過(guò)拉伸超材料使其從“00”數(shù)到“11”，通過(guò)釋放它又回到“00”。

該團(tuán)隊(duì)采用預(yù)彎曲橡膠梁作為機(jī)械部件，通過(guò)連接它們來(lái)調(diào)節(jié)相互作用。因此可以存儲(chǔ)和處理信息。計(jì)數(shù)是簡(jiǎn)單的所謂有限狀態(tài)機(jī)的一個(gè)重要示例，例如，這種橡膠裝置可用于控制簡(jiǎn)單機(jī)器人腿部的運(yùn)動(dòng)。

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