Студенты собрали механический компьютер из болтов и пружин

Студенты Колледжа Святого Олафа в Миннесоте собрали механический компьютер, который не требует питания и может работать в экстремальных условиях.

Работа выполнялась под руководством преподавателя Джоуи Полсена. Он описал конструкцию и ее возможности в журнале Nature Communications. Вычислительное устройство, полностью состоящее из механических деталей, может выполнять простейшие логические операции и запоминать минимальную информацию.

«Мы представляем память как то, что хранится на жестком диске или в нашем мозге. Однако многие повседневные материалы тоже сохраняют некую память о своем прошлом: скажем, резина может "помнить", насколько ее сжали или растянули раньше. Нас интересовало: можно ли использовать обычные материалы не только для запоминания движений, но и для обработки информации, то есть для вычислений?» — рассказывает он.

Из стальных пружин, пластин и роторов собрали три компьютера с разным функционалом. Один подсчитывает, сколько раз его потянули туда-обратно. Второй отличает, приложили к нему нечетное число толчков или четное. Третий запоминает, сильным или умеренным было воздействие на него.

«Теперь у нас есть рациональный способ конструировать такие машины, которые выполняют простые вычисления без микросхем и источников питания», — говорит Полсен.

Основные выводы исследования

• Механические вычислители могут производить простейшие вычисления без чипов и батарей.
• Они получают энергию не из электричества, а из физического воздействия.
• Это доказывает, что в суровых условиях (экстремальные температуры, агрессивная химическая среда) такие устройства могли бы стать рабочей альтернативой обычным компьютерам — везде, где достаточно простых вычислений.

«Наши устройства — это шаг к созданию материалов, которые способны ощутить обстановку, принять решение и отреагировать. Их называют "умными материалами". Технология поможет в разработке более отзывчивых протезов или, скажем, "тактильных комнат"».

Изыскания будут продолжены. Сейчас студенты проверяют, как состояние одного ротора влияет на его взаимодействие со вторым — и, возможно, с третьим. В дальнейшем они вместе со своим наставником намерены оценить ограничения механических вычислителей и возможности их масштабирования.