Mekanik bilgisayar, elektronik yerine kirigami küplere dayanıyor

• Mekanik bilgisayar, elektronik bileşenler olmadan kirigami küplerle çalışıyor

  • Anında dağıtım için
    • Araştırmacılar: Jie Yin, Yanbin Li, Matt Shipman
    • Kurum: North Carolina State University
  • North Carolina State University araştırma ekibi, elektronik bileşenler olmadan veri depolayabilen, geri çağırabilen ve silebilen, kirigamiden ilham alan bir mekanik bilgisayar geliştirdi
  • Bu sistem, verilerin ne zaman düzenlenebileceğini ve ne zaman sabitlenmesi gerektiğini kontrol edebilen geri döndürülebilir bir işlev içeriyor

• Mekanik bilgisayar nedir?

  • Mekanik bilgisayar, elektronik bileşenler yerine mekanik parçalar kullanan bir bilgisayardır
  • Tarihsel olarak kaldıraç ve dişli gibi mekanik parçalar kullanılmıştır
  • Birden fazla kararlı duruma sahip yapılar kullanılarak mekanik bilgisayarlar üretilebilir

• Araştırmanın amacı

  • Veri depolayabilen kararlı bir mekanik sistem geliştirmek
  • Küplerin yukarı ya da aşağı itilmesine dayanan ikili hesaplama işlevine odaklanmak
  • Küplerin 5'ten fazla farklı duruma sahip olabilmesi sayesinde daha karmaşık hesaplama olasılıkları sunmak

• Yeni mekanik bilgisayarın temel birimi

  • 1 cm boyutundaki plastik küplerden oluşan, birbirine bağlı 64 küpten meydana gelen işlevsel birim
  • Kirigami ilkelerini üç boyutlu malzemelere uygulayarak bağlı küpler oluşturuldu
  • Bir küp yukarı ya da aşağı itildiğinde, bağlı tüm küplerin yapısı değişiyor
  • Küpler fiziksel olarak itilerek ya da mıknatıslı bir plaka kullanılarak uzaktan itilebiliyor
  • 64 küplük işlevsel birimler birleştirilerek daha karmaşık meta yapılar oluşturulabiliyor

• Veriler nasıl düzenleniyor?

  • İşlevsel birimin konfigürasyonunun değiştirilmesi gerekiyor
  • Meta yapının kenarları çekilerek elastik bant geriliyor ve küpler itiliyor
  • Meta yapı bırakıldığında bant büzülüyor ve küpleri ile verileri sabitliyor

• Olası uygulamalar

  • Üç boyutlu mekanik şifreleme veya şifre çözme mümkün olabilir
  • İkili çerçeve kullanıldığında, 9 işlevsel birimden oluşan basit bir meta yapı 362.000'den fazla olası konfigürasyona sahip
  • İkili kodun ötesine geçen hesaplama yöntemleri geliştirme potansiyeli var
  • Bilgiyi üç boyutlu bağlamda gösteren haptik sistemler geliştirmek mümkün olabilir

• Araştırma makalesi bilgileri

  • Makale başlığı: "Reprogrammable and Reconfigurable Mechanical Computing Metastructures with Stable and High-Density Memory"
  • Yazarlar: Yanbin Li, Shuangyue Yu, Haitao Qing, Yaoye Hong, Yao Zhao, Fangjie Qi, Hao Su, Jie Yin
  • Yayımlanma tarihi: 26 Haziran 2024
  • Dergi: Science Advances
  • DOI: 10.1126/sciadv.adk7220

GN⁺ görüşü

• Bu haber, elektronik bileşenler olmadan verileri mekanik olarak işleyebilen yeni bir yöntem sunduğu için ilgi çekici
• Mekanik bilgisayarların potansiyel uygulamaları şifreleme, şifre çözme ve haptik sistemler gibi çeşitli alanlara yayılıyor
• Bu teknoloji elektromanyetik girişime duyarlı olmadığından, kararlı veri depolama ve işleme sağlayabilir
• Mevcut elektronik bilgisayarlarla karşılaştırıldığında daha yüksek enerji verimliliği sunabilir
• Bu teknolojiyi benimserken mekanik dayanıklılık ve bakım sorunları dikkate alınmalı

[GN⁺]

Hacker News yorumları

• Mantık kapılarının gerçekten çalışıp çalışmadığına dair bir soru vardı

  • Videoda yalnızca bitlerin elle değiştirilmesi gösteriliyor
  • Mantık kapısı çalışmasını gösteren Şekil 8'de (C ve D), "OR" ve "AND" mantık kapısı işlemlerinin gerçekleştirildiği doğrulanıyor

• Bu kavram kanıtlama çalışması, küplerin yukarı veya aşağı itilmesine dayanan ikili hesaplama işlevine odaklanıyor

  • Küp 1 veya 0 olabilir
  • Daha karmaşık hesaplama olasılıkları ortaya koyuyor
  • Küplerin beşten fazla duruma sahip olabileceğini gösteriyor
  • Teoride küpler yalnızca 1 veya 0 değil, 2, 3 veya 4 de iletebilir

• Bunun analog ve dijital hesaplama arasındaki sınırı aşıp aşmadığına dair bir soru vardı

  • Açıklama, eksik tanımlanmış bir analog bilgisayar sistemini betimliyormuş gibi geliyor

• Mekanik bilgisayar, elektronik bileşenler yerine mekanik parçalar kullanarak çalışan bir bilgisayardır

  • Elektronlar, nükleonlardan yaklaşık bin kat daha hafiftir
  • Bu nedenle mekanik bilgisayarlar her zaman elektronik bilgisayarlardan daha fazla enerji tüketecektir
  • Çünkü çalışmak için atomları hareket ettirmek zorundadırlar

• Milyarder olursam evimde elektrik öncesi bilgisayarlar için büyük bir oda yapmak isterdim diyen bir yorum vardı

  • Transistörler yaygınlaşınca birçok şey neredeyse sıradan hale geldi
  • The Writer Automaton gibi şeyler her zaman büyüleyici olmuştur

• Bu tür bilgisayarların Venüs gezgini gibi zorlu ortamlar için uygun olup olmadığına dair bir soru vardı

• "mekanik hesaplama" ile çalışan çipler üzerinden toplumu yeniden başlatmaya dair örnek olup olmadığı soruldu

  • Gezegen çapında bir EM olayının tüm hesaplamayı durdurduğu bir durumda TSMC gibi fabrikaların nasıl yeniden çalıştırılacağı
  • Gıda üretiminin nasıl sürdürüleceği
  • Yalnızca mekanik bilgisayarlar ve temel talimatlarla sıfırdan toparlanmanın mümkün olup olmadığı soruldu

• Bu tür bilgisayarların kullanım senaryolarının ne olduğuna dair bir soru vardı

  • Yüksek radyasyon veya diğer aşırı ortamlarda kullanım olasılığı

• Makale bağlantısı paylaşıldı (açık kaynak değil)

  • makale bağlantısı

• QAM'ı hatırlattığına dair bir yorum vardı

• Bunun, Neal Stephenson'ın The Diamond Age'ini gerçek hayatta görmek gibi olduğuna dair bir yorum vardı