기리가미 영감을 받은 폴리머 큐브로 전자 장치 없이 데이터 처리 가능한 기계식 컴퓨터

Seoul노스캐롤라이나 주립대학교의 연구원들은 전자 부품을 전혀 사용하지 않는 컴퓨터를 만들었습니다. 대신 이 컴퓨터는 서로 연결된 플라스틱 큐브와 종이 접기를 기반으로 한 설계를 사용합니다. 이 시스템은 기계적으로 데이터를 저장하고, 검색하며, 지울 수 있습니다.

이 기계식 컴퓨터는 여러 안정된 상태를 가질 수 있는 시스템을 사용하여 작동합니다. 이러한 구조물은 다양한 구성에서도 안정적으로 유지될 수 있습니다. 요약하자면:

1센티미터 크기의 단단한 폴리머 큐브로 구성되어 있으며, 큐브 64개가 서로 연결되어 기능 단위를 형성합니다. 이들은 기계적 또는 자기적 힘을 이용해 조작할 수 있습니다.

큐브는 기본적인 컴퓨팅 단위로 작용하며, 위치에 따라 1 또는 0을 나타냅니다. 큐브를 위아래로 움직이면 시스템 내 데이터가 변경됩니다. 이 디자인은 종이를 자르고 접는 기법인 종이공예에서 영감을 받아, 연구자들이 3D 소재에 적용하여 큐브를 만들었습니다.

이 시스템은 64개의 연결된 큐브로 구성되어 있습니다. 큐브들은 더 복잡한 작업을 위해 큰 그룹으로 결합될 수 있습니다. 얇고 신축성 있는 테이프로 서로 연결되어 있으며, 사용자가 이 테이프를 당겨서 큐브를 이동시킬 수 있습니다. 테이프가 원래 크기로 돌아오면 큐브와 데이터를 고정시킵니다.

NC State의 기계 및 항공우주 공학 부교수인 Jie Yin은 이 시스템이 기본적인 컴퓨팅을 넘어 확장될 수 있다고 믿습니다. 그는 큐브가 5개 이상의 상태를 가질 수 있어, 1이나 0 대신 2, 3, 4와 같은 다른 값을 나타낼 수 있다고 설명합니다. 이를 통해 시스템은 더 많은 데이터를 처리할 수 있습니다.

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연구팀은 새로운 시스템에서 큐브를 다섯 가지 다른 상태로 테스트했습니다. 64개의 큐브로 이루어진 각 세트는 다양한 디자인을 형성할 수 있습니다. 이는 이진 코드 이상의 고급 컴퓨팅을 가능하게 합니다. 현재 단계는 유망해 보이지만, 이 디자인들을 완전히 활용하기 위한 코딩은 아직 개발되지 않았습니다. 이들은 다른 연구자들과 협력하여 이를 더욱 탐구할 의향이 있습니다.

3D 암호화 또는 해독에서의 흥미로운 활용 중 하나는 이러한 기능 유닛들의 특정 배치를 통해 3D 비밀번호로 작동할 수 있다는 점입니다. NC State의 박사후 연구원인 Yanbin Li는 정보 밀도가 매우 높다고 언급했습니다. 9개의 기능 유닛만으로도 362,000개 이상의 다양한 구성을 만들어낼 수 있습니다.

이 시스템은 원격으로 제어할 수 있습니다. 위에 있는 자석판을 통해 사용자는 큐브를 이동시킬 수 있습니다. 이를 통해 데이터를 안전하게 저장하거나 정보를 암호화하는 등 여러 용도로 시스템을 활용할 수 있습니다.

연구자들은 터치 기반 시스템의 발전 가능성을 보고 있습니다. 이러한 시스템은 정보를 화면이 아닌 3차원으로 표시할 수 있으며, 사람들이 촉감을 통해 데이터를 상호작용할 수 있게 합니다.

본 연구는 미국 국립과학재단의 지원으로 2005374, 2126072, 2231419번의 연구비를 통해 수행되었습니다.