Věda | 3D tisk | Materiál

Mechanické počítače se vrátí v miniaturizované podobě. Budou vytištěné 3D tiskárnou a integrují se do materiálů

  • Vědci vytváří nový typ mechanických počítačů, které jsou součástí materiálů
  • Vychází z principů původních počítačů ve spojení s moderní technologií 3D tisku
  • Nové materiály budou chytré a zároveň odolné
Mechanické počítače se vrátí v miniaturizované podobě. Budou vytištěné 3D tiskárnou a integrují se do materiálů

Většina čtenářů asi obecně zná vývoj počítačů a jejich základní součástky. Vše začalo pomocí mechanických konstrukcí ozubených kol a hradel, pomocí kterých bylo možné rychle vypočítávat složité úlohy. Později se přešlo na elektronky a v současnosti žijeme s revolučními tranzistory, které je nahradily.

Jak to ale vypadá, pro určité specifické případy se možná vrátíme zpátky do minulosti. Jakmile jde totiž o vesmír a jeho extrémní vlastnosti v podobě radiace a teplot, logické struktury postavené na tranzistorech nebo elektronkách nejsou ideální. I to je důvod, proč se ve vesmírných sondách používají speciální jednoduché čipy s protiradiační ochranou. Vědci z Lawrence Livermore National Laboratory ale pracují na řešení, jak vytvořit pokročilé odolné materiály, které budou zároveň chytré a schopné logicky fungovat.

Stará dobrá mechanika

Vědci se inspirovali starými počítači a tvoří „vnímací“ materiály, které budou svým způsobem chytré, protože budou obsahovat integrované logické struktury. Cílem nasazení jsou místa, kde není možné použít klasické čipy a senzory - tam kde je vysoká teplota, tlak nebo již zmíněná radiace, která by jakékoli tranzistory usmažila během okamžiku.

Systém mechanických logických bran je oproti tomu mnohem odolnější a to i v případě, že dochází k výrazné miniaturizaci. K tvorbě těchto testovacích materiálů, ve kterých jsou zároveň zapracované mechanické logické struktury, se používá 3D tisk. Ten už je v dnešní době velmi pokročilý a snadno dostupný.

Chytrý materiál bez napájení

Výsledný „chytrý“ materiál bude schopen reagovat na okolní vlastnosti tak, jak byl naprogramován. Vědci uvádí jako jeden z příkladů třeba pro vesmírné pozemní vozítko, jehož povrch se při přehřátí přizpůsobí a jeho umělé „póry“ se otevřou, aby docházelo k lepšímu chlazení. Vše bez toho, aniž by bylo nutné cokoli napájet elektřinou či jiným zdrojem energie, respektive reakce bude vycházet z energie samotného tepla. Materiál ale bude moci být velmi přesně naprogramovaný právě na danou teplotu, tlak, povětrnostní podmínky a podobně.

Klepněte pro větší obrázek
Detail mechanických logických bran vytištěných na 3D tiskárně (Zdroj: LLNL)

Prezentované mechanické počítače v materiálech tak rozhodně nemají snahu nahradit klasické počítače a čipy, jejich výpočetní výkon bude nesrovnatelně nižší, ale jejich funkčnost nevyžaduje samostatné napájení. I přes to je lze využít například i jako systém pro ukládání informací, který bude fungovat i v extrémních podmínkách, ve kterých by klasické počítačové systémy nepřežily.

Zatím jen ve 2D

Vytvořené prototypy zatím fungují pouze ve 2D a využívají dominového efektu k tomu, aby bylo možné provádět logické operace (AND, OR, NOT, NAND, NOR), přičemž pro novou operaci není nutný žádný „reset“. Řešení je škálovatelné jak z pohledu komplexnosti, tak i velikosti.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka obří i miniaturizované struktury. Škálování je možné oběma směry (Zdroj: LLNL)

Budoucí vývoj se zaměří na rozvoj dalších částí, na které jsme u počítačů zvyklí - paměťové jednotky, zesilovače signálu a další funkční části, které umožňují stavbu pokročilejších architekturu. V plánu je také další rozvoj samotného výrobního procesu pomocí 3D tisku, který by měl pracovat v oblasti menší než jsou mikrony.

Originální materiál k výzkumu naleznete zde

Diskuze (7) Další článek: Honda Tomo: prototyp elektromobilu vytvořili italští studenti jako diplomku

Témata článku: Technologie, Věda, Výzkum, Čipy, 3D tisk, Materiál, Tisk, Počítač, Tiskárna, Struktura, LLNL, NOTY, Vědec, Tranzistor


Určitě si přečtěte

Modelářský zázrak: Maketa raketoplánu Columbia, která létá jako skutečná raketa

Modelářský zázrak: Maketa raketoplánu Columbia, která létá jako skutečná raketa

** Model raketoplánu Columbia od českého konstruktéra umí i létat ** Obdivuhodný model si vzal 1600 hodin práce ** Podívejte se na fotografie ze stavby a prvního letu

Karel Jeřábek | 25

Jak funguje kontroverzní program, který ženám krade plavky. Mají se čeho bát?

Jak funguje kontroverzní program, který ženám krade plavky. Mají se čeho bát?

** Strojové učení ještě nepřitáhlo takový zájem jako na začátku prázdnin ** Ne, umělá inteligence nenašla lék na rakovinu ** Naučila se svlékat ženy nejen z plavek

Jakub Čížek | 34



Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test Wi-Fi mesh

Nejlepší hodinky pro všechny aktivity

Důležité aplikace na cesty

Jak streamovat video na Twitch