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, Počítač, Tisk, LLNL, Tranzistor, NOTY, MINI +, Tiskárna, Struktura, Tiskař, Vědec


Určitě si přečtěte

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

** S cenou do 20 tisíc lze vybrat solidní notebook na práci i hry ** Přenosné notebooky nabídnou i kovová těla a rychlý hardware ** Možná největší problém je nedostupnost, nejžádanější kusy jsou vyprodané

David Polesný | 33

David Polesný
VánoceNotebooky
Messenger a Instagram přicházejí v Evropě o funkce. Kvůli nové směrnici o soukromí
Vladislav Kluska
EvropaInstagramFacebook Messenger
Vážně dnes ještě někdo krade Adobe? Video můžete stříhat zdarma v Resolve a fotky i vektory zvládne Affinity

Vážně dnes ještě někdo krade Adobe? Video můžete stříhat zdarma v Resolve a fotky i vektory zvládne Affinity

** Kde jsou ty doby, kdy měl skoro každý doma Photoshop ** Photoshop a Premiere Pro od kamaráda nebo z warezu ** Dnes už to nemá smysl, existuje totiž hromada laciných alternativ

Jakub Čížek | 90

Jakub Čížek
Grafický editorStřih videa
Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co šíleného se objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 4

redakce
Mapy GoogleStreet View
Dostali jste nový počítač? Tohle s ním udělejte, než ho začnete používat

Dostali jste nový počítač? Tohle s ním udělejte, než ho začnete používat

** Každý nový počítač si zaslouží počáteční péči ** Odinstalujte bloatware a nezapomeňte na vhodné nastavení ** Poradíme, jak se o počítač s Windows 10 postarat

David Polesný, Stanislav Janů | 70

David PolesnýStanislav Janů
PočítačeNotebooky

Aktuální číslo časopisu Computer

Jak prodloužit výdrž notebooku

Velké testy: gamepady a inkoustové tiskárny

Důkladný test Sony Playstation 5