Kirigami-kuber driver ny mekanisk dator utan elektronik enligt vetenskaplig studie om polymerkuber

StockholmForskare vid North Carolina State University har utvecklat en mekanisk dator av polymer-kuber som kan vikas och klippas. Denna dator kan lagra, återhämta och radera data utan att använda några elektroniska komponenter.

Nyckelfunktioner hos den mekaniska datorn:

• Använder styva, sammankopplade polymerkuber
• Kan lagra binär data och mer komplexa datatillstånd
• Inkorporerar en reversibel funktion för datakontroll
• Funktionella enheter består av 64 sammankopplade kuber

Mekaniska datorer använder vanligtvis hävstänger eller kugghjul, men denna nya uppfinning använder strukturer som kan förbli stabila i flera olika lägen.

De grundläggande enheterna är plastkubiker, var och en en centimeter stor, och de är samlade i grupper om 64. Designen gör det möjligt för varje kub att röra sig uppåt eller nedåt, vilket förändrar strukturen hos alla anslutna kuber. Detta kan ändras manuellt eller genom att använda ett magnetfält.

Användare kan kombinera de 64-kubiga enheterna till större strukturer, vilket låter dem lagra mer data eller utföra mer komplexa uppgifter. Kubarna är ihopkopplade med elastiskt band. För att uppdatera datan måste användarna ändra arrangemanget av dessa enheter. Denna process innebär att man sträcker bandet genom att dra i strukturens kanter, och därefter flytta kubarna upp eller ner. När bandet släpps, stramas det åt och fixerar kubarna samt datan i sina nya positioner.

Läs också:

Idag · 00:09

Säsongsbundna humörmönster avslöjas med digitala verktyg

Denna uppfinning ser lovande ut för säker kryptering och dekryptering av data. Genom att använda olika kubkonfigurationer kan du skapa 3D-lösenord. Den har kapacitet att lagra mycket information. En enkel struktur med 9 enheter kan ha mer än 362 000 olika kombinationer.

Detta system kan hantera mer än bara binär data. Varje uppsättning med 64 kuber kan staplas upp till fem kuber högt, vilket möjliggör en mer komplex datavisualisering. Forskarna har ännu inte skapat kod för att använda dessa flera tillstånd, men de är öppna för samarbete för att utforska denna möjlighet vidare.

Teamet tror att dessa metastructurer skulle kunna användas för att skapa beröringsbaserade system som visar information i 3D istället för bara 2D på en skärm.

Denna innovation skapar nya möjligheter genom att använda fysiska komponenter istället för traditionella elektroniska datorer. Denna metod kan leda till nya sätt för säker datalagring och andra användningsområden. Den introducerar flera stabila tillstånd, vilket ökar komplexiteten. Tekniken kan förändra hur vi ser på lagring och återhämtning av data och utmanar det nuvarande beroendet av elektroniska system i modern databehandling.

Forskningen finansierades av National Science Foundation genom flera bidrag. Denna nya metod utgör ett unikt sätt att tänka.