機械式コンピューターは電子機器ではなく切り紙キューブに依存する(Mechanical Computer Relies On Kirigami Cubes, Not Electronics)

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2024-06-26 ノースカロライナ州立大学(NCState)

ノースカロライナ州立大学の研究者は、電子部品を使用せずにデータを保存、取得、消去するキリガミ風の機械式コンピュータを開発しました。このシステムは、データの編集を制御する可逆機能も備えています。新しい機械式コンピュータの基本単位は1センチメートルのプラスチック製の立方体で、これらは64個の立方体で構成された機能単位にグループ化されています。立方体を上下に押すことで、接続された立方体全体の構造が変わります。磁場を使用して遠隔操作も可能です。このシステムは、立方体が二進数(1または0)として機能するだけでなく、5つ以上の異なる状態を持つことができ、より複雑な計算に利用できる可能性があります。この研究は、3D機械式暗号化やハプティクスシステムへの応用が期待されています。

<関連情報>

安定した高密度メモリを持つ再プログラム可能で再構成可能な機械式コンピューティングメタストラクチャー Reprogrammable and reconfigurable mechanical computing metastructures with stable and high-density memory

YANBIN LI, SHUANGYUE YU, HAITAO QING, YAOYE HONG, […], AND JIE YIN
Science Advances  Published:26 Jun 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.ado6476

Abstract

Mechanical computing encodes information in deformed states of mechanical systems, such as multistable structures. However, achieving stable mechanical memory in most multistable systems remains challenging and often limited to binary information. Here, we report leveraging coupling kinematic bifurcation in rigid cube–based mechanisms with elasticity to create transformable, multistable mechanical computing metastructures with stable, high-density mechanical memory. Simply stretching the planar metastructure forms a multistable corrugated platform. It allows for independent mechanical or magnetic actuation of individual bistable element, serving as pop-up voxels for display or binary units for various tasks such as information writing, erasing, reading, encryption, and mechanologic computing. Releasing the pre-stretched strain stabilizes the prescribed information, resistant to external mechanical or magnetic perturbations, whereas re-stretching enables editable mechanical memory, akin to selective zones or disk formatting for information erasure and rewriting. Moreover, the platform can be reprogrammed and transformed into a multilayer configuration to achieve high-density memory.

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1601コンピュータ工学
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