Computer meccanico ispirato al kirigami utilizza cubi polimerici per memorizzare dati senza elettronica

RomeRicercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un computer innovativo che non utilizza componenti elettronici. Invece, si basa su un progetto che impiega carta piegata e cubi di plastica interconnessi. Questo sistema è in grado di memorizzare, recuperare e cancellare dati meccanicamente.

Questo computer meccanico funziona attraverso sistemi che possono avere diversi stati stabili. Queste sono strutture capaci di mantenersi salde in varie configurazioni. Ecco un breve riassunto:

• Cubi di polimero rigido di 1 centimetro
• 64 cubi interconnessi formano unità funzionali
• Manipolazione tramite forze meccaniche o magnetiche

I cubi funzionano come unità di calcolo fondamentali, rappresentando un 1 o uno 0 in base alla loro posizione. Spostare un cubo su o giù modifica i dati nel sistema. Il design si ispira al kirigami, una tecnica che prevede il taglio e la piegatura della carta. I ricercatori hanno applicato questi principi a materiali tridimensionali per creare i cubi.

Il sistema è costituito da 64 cubi connessi tra loro. Questi cubi possono essere raggruppati per svolgere compiti più complessi. Sono uniti da un nastro sottile ed elastico. Gli utenti tirano il nastro per spostare i cubi, che poi tornano nella loro posizione originaria mantenendo i cubi e i dati saldi.

Jie Yin, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale alla NC State, è convinto che il sistema possa superare il semplice calcolo di base. Spiega che i cubi possono assumere cinque o più stati, permettendo quindi di rappresentare valori oltre a 1 e 0, come 2, 3 o 4. Questo consentirebbe al sistema di gestire un volume di dati maggiore.

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I ricercatori hanno testato i cubi in cinque diversi stati nel loro nuovo sistema. Ogni set di 64 cubi può dare vita a molti design diversi. Questo consente un'elaborazione più avanzata rispetto al semplice codice binario. Lo stato attuale è promettente, ma non hanno ancora sviluppato il codice necessario per sfruttare appieno questi design. Sono aperti a collaborare con altri ricercatori per approfondire ulteriormente.

Un'applicazione interessante è nella crittografia tridimensionale, dove una specifica configurazione di queste unità funzionali può funzionare come una "password 3D". Yanbin Li, ricercatore post-dottorato presso NC State, ha evidenziato che la densità di informazioni è molto elevata. Anche una semplice metastruttura con 9 unità funzionali può generare oltre 362.000 configurazioni diverse.

Il sistema è gestibile a distanza. Una piastra magnetica in cima permette agli utenti di spostare i cubi, rendendolo utile per varie applicazioni, come la conservazione sicura dei dati e la crittografia delle informazioni.

Gli scienziati vedono un grande potenziale nello sviluppo di sistemi tattili. Questi sistemi potrebbero rappresentare informazioni in tre dimensioni invece che su uno schermo, permettendo così agli utenti di interagire con i dati attraverso il tatto.

Questa ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation grazie ai seguenti fondi: 2005374, 2126072 e 2231419.