Kirigami-kubussen drijven nieuwe mechanische computer zonder elektronica aan

AmsterdamWetenschappers van de North Carolina State University hebben een mechanische computer ontwikkeld met polymeren blokjes die kunnen vouwen en knippen. Deze computer kan gegevens opslaan, terughalen en wissen zonder elektronische onderdelen te gebruiken.

Belangrijke kenmerken van de mechanische computer:

• Maakt gebruik van stijve, verbonden polymeerblokken
• Kan zowel binaire data als complexe datatoestanden opslaan
• Bevat een omkeerbare functie voor databeheer
• Elke functionele eenheid bestaat uit 64 verbonden blokken

Mechanische computers maken meestal gebruik van hefbomen of tandwielen, maar deze nieuwe uitvinding maakt gebruik van structuren die in verschillende posities stabiel kunnen blijven.

De basiseenheden zijn plastic blokjes van één centimeter, gegroepeerd in sets van 64. Het ontwerp maakt het mogelijk dat elk blokje omhoog of omlaag kan bewegen, waardoor de structuur van alle verbonden blokjes verandert. Dit kan handmatig of met behulp van een magneetveld worden aangepast.

Gebruikers kunnen de 64-kubuseenheden combineren tot grotere structuren, waardoor ze meer data kunnen opslaan of complexere taken kunnen uitvoeren. De kubussen zijn met elastisch tape verbonden. Om de data bij te werken, moeten gebruikers de opstelling van deze eenheden aanpassen. Dit proces houdt in dat het tape wordt uitgerekt door aan de randen van de structuur te trekken, waarna de kubussen omhoog of omlaag worden verplaatst. Wanneer het tape wordt losgelaten, spant het aan en zet de kubussen en de data vast in hun nieuwe posities.

Lees ook:

Vandaag · 02:08

Zeventiende-eeuwse pleegzorg gaf arme vrouwen zeggenschap

Deze uitvinding biedt veelbelovende mogelijkheden voor veilige gegevensversleuteling en -ontsleuteling. Door verschillende kubusopstellingen te gebruiken, kun je 3D-wachtwoorden maken. Dit systeem kan een grote hoeveelheid informatie opslaan. Zelfs met een eenvoudige structuur van 9 eenheden zijn er meer dan 362.000 verschillende combinaties mogelijk.

Dit systeem kan meer aan dan alleen binaire data. Elke set van 64 kubussen kan tot vijf hoog gestapeld worden, wat een complexere datavoorstelling mogelijk maakt. De onderzoekers hebben nog geen code ontwikkeld om deze meervoudige toestanden te benutten, maar staan open voor samenwerking om deze mogelijkheden verder te verkennen.

Het team denkt dat deze metastructuren kunnen worden gebruikt om systemen te bouwen die informatie in 3D weergeven in plaats van alleen in 2D op een scherm.

Deze innovatie opent nieuwe mogelijkheden door gebruik te maken van fysieke onderdelen in plaats van traditionele elektronische systemen. Deze aanpak kan leiden tot nieuwe methoden voor veilige gegevensopslag en andere toepassingen. Het introduceert meerdere stabiele toestanden, wat zorgt voor extra complexiteit. Deze techniek zou onze manier van denken over dataopslag en -terugwinning kunnen veranderen en stelt de huidige afhankelijkheid van elektronische systemen in de moderne informatica ter discussie.

Het onderzoek werd gefinancierd door de Nationale Wetenschapsstichting via verschillende subsidies. Deze nieuwe methode biedt een unieke benadering.