Erstellt einen Computer, der mit Flüssigkeitströpfchen läuft

Computer und Wasser sind normalerweise nicht miteinander kompatibel, jedoch nicht im Labor von Manu Prakash, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen an der Stanford University. Zusammen mit seinen Schülern entwarf er einen Synchroncomputer , der mit der einzigartigen Physik bewegter Tropfen arbeitet.

Die Computerentwicklung dauerte fast zehn Jahre. Die Idee kam Prakash, als er noch Student war. Infolgedessen gelang es ihm, es mit Kenntnissen der Hydrodynamik und der Computertechnologie zum Leben zu erwecken.

Dieser Computer verwendet Tröpfchen ferromagnetischer Flüssigkeit - tatsächlich sind dies kleine Flüssigkeitsmagnete. Tropfen werden durch Zugabe von magnetischen Nanopartikeln zu Wasser hergestellt. Sie befinden sich in einem rotierenden Magnetfeld, das als Taktgenerator fungiert und alle Tropfen synchronisiert.



Aufgrund seiner universellen Natur kann ein Computer mit Flüssigkeitströpfchen theoretisch dieselben logischen Operationen wie ein gewöhnlicher elektronischer Computer ausführen, wenn auch mit einer merklich geringeren Geschwindigkeit. Die Entwickler äußern jedoch ziemlich ehrgeizige Pläne für ihre Nachkommen.

„Wir haben bereits digitale Computer zur Informationsverarbeitung. Unser Ziel ist es nicht, mit elektronischen Maschinen zu konkurrieren oder einen Texteditor zu betreiben “, sagt Manu Prakash. "Unser Ziel ist es, eine völlig neue Klasse von Computern zu schaffen, die physische Materie präzise steuern und manipulieren können." Stellen Sie sich vor, Sie führen eine Reihe von Berechnungen durch, bei denen nicht nur Informationen verarbeitet werden, sondern auch algorithmische Manipulationen mit physikalischer Substanz durchgeführt werden. Wir haben es nur in mesoskaliger Form möglich gemacht. "



Die Fähigkeit, Tröpfchen durch Liquid Computing präzise zu steuern, kann in verschiedenen Bereichen von der Biologie bis zur Chemie nützlich sein. Beispielsweise kann ein solcher Computer die Rolle eines Minilabors spielen. Anstatt Reagenzien in sperrigen Reagenzgläsern zu testen, kann jeder Tropfen eine bestimmte Chemikalie tragen und ist ein Reagenzglas für sich. Das Tröpfchenmanagement bietet ein beispielloses Maß an Kontrolle über ein solches „Labor“.

Die wissenschaftliche Arbeit „Synchrone universelle Tröpfchenlogik und -steuerung“ wurde in der Zeitschrift Nature Physics, DOI: 10.1038 / nphys3341 ( Spiegel ) veröffentlicht.

Source: https://habr.com/ru/post/de380469/