Mechanische computer met kirigami-kubussen overwint elektronische beperkingen in dataopslag en -verwerking

AmsterdamOnderzoekers van de North Carolina State University hebben een nieuw type mechanische computer ontwikkeld. Deze computer maakt gebruik van speciale blokjes van harde materialen in plaats van elektronische onderdelen. Onder leiding van Associate Professor Jie Yin heeft het team dit prototype gecreëerd. De blokjes kunnen gegevens opslaan, ophalen en wissen door ze in verschillende posities te verplaatsen.

Deze mechanische computers bevatten verschillende belangrijke kenmerken:

• 1-cm plastic blokjes gegroepeerd in eenheden van 64 onderling verbonden blokjes
• Ontworpen op basis van kirigami, de kunst van papier snijden en vouwen
• Blokjes kunnen vijf of meer verschillende toestanden hebben, niet alleen binair (0 of 1)
• Veranderingen in de positie van een blokje wijzigen de gehele structuur
• Gegevensbewerking vereist het uitrekken van elastische tape die de blokjes verbindt
• Kan worden gebruikt voor 3D mechanische versleuteling of ontsleuteling
• Eenheden van 64 blokjes kunnen tot vijf blokjes hoog worden gestapeld

Het systeem is om verschillende redenen fascinerend. Het slaat data op door kubussen omhoog of omlaag te bewegen. Deze bewegingen veranderen de vorm van de hele groep kubussen. Een magnetische plaat kan de kubussen op afstand verplaatsen met behulp van magnetische velden. De kubussen zijn verbonden door elastisch tape, wat ze op hun plaats houdt zodra de data is ingesteld.

Yanbin Li, onderzoeker aan NC State, legt uit dat dit systeem praktisch toepasbaar is. Bijvoorbeeld, mensen kunnen 3D-wachtwoorden creëren door kubussen op specifieke manieren te rangschikken. Met een eenvoudig binair systeem kunnen negen kubussen meer dan 362.000 verschillende patronen vormen. Bovendien is er potentieel voor complexere berekeningen omdat deze kubussen meerdere stabiele toestanden kunnen hebben.

Dit project heeft veel belangstelling gewekt door zijn hoge informatiecapaciteit. Deze kubussen kunnen op meer geavanceerde manieren worden gerangschikt dan traditionele binaire systemen. Door ze tot vijf lagen hoog te stapelen, overschrijden ze de gangbare grenzen van gegevensopslag en -verwerking. Het huidige onderzoek richt zich op basis binaire computing, maar het team ziet mogelijkheden voor toekomstige verbeteringen in codering.

Lees ook:

Vandaag · 14:40

Knooppunten: waarom we knopen niet op kracht kunnen beoordelen zonder training en ervaring

Een mechanische computer zou kunnen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe systemen met aanraking die informatie weergeven in 3D in plaats van op pixelschermen. Dit type display kan nieuwe manieren bieden om met data te interageren.

Het door de National Science Foundation gefinancierde project beoogt het ontwikkelen van betrouwbaardere mechanische gegevensopslag. Hierbij wordt gebruikgemaakt van mechanische structuren in plaats van elektronica of softwarecodes. Toekomstige samenwerkingen kunnen leiden tot nieuwe programma's die deze unieke structuren benutten. Bovendien kunnen deze systemen informatie mechanisch coderen en decoderen, wat een alternatieve manier van versleuteling biedt.

Onderzoek toont aan dat mechanische systemen kunnen worden ingezet voor gegevensopslag en versleuteling. Het werk van het team bewijst dat natuurkunde en materiaalkunde kunnen samenwerken met informatietechnologie. Naarmate dit gebied zich verder ontwikkelt, kan het onze kijk op gegevens en beveiliging veranderen.

De vooruitgang stimuleert meer ideeën voor toepassingen. Onderzoekers zullen zich richten op codering en andere geavanceerde toepassingen voor deze 3D-vormen. Met samenwerking en meer testen, zou dit kirigami-gebaseerde systeem een veelgebruikt onderdeel van computertechnologie kunnen worden.