Eine Struktur, die Berechnungen durchführt und keine Energie benötigt

Vielleicht wird es eines Tages in der Zukunft möglich sein, den Computer wie ein T-Shirt oder ein Shirt auf den Körper zu stellen. In dieser Richtung forschen Wissenschaftler der School of Engineering der Svenson University of Pittsburgh. Sie entwickelten ein reaktionsempfindliches Hybridmaterial, das Energie aus chemischen Schwingungsreaktionen erhält und arithmetische Berechnungen basierend auf Änderungen in der Umgebung oder den Bewegungen des Subjekts durchführen kann und möglicherweise sogar auf die Vitalfunktionen der Person reagiert, die solche Kleidung trägt.

Mitautoren der Erfindung sind Professor Anna C. Balazs, Steven P. Levitan und John A. Jurenko, Professor für Elektrotechnik und Informationstechnik. Sie konnten Modelle von selbstoszillierenden Systemen auf der Basis von anfälligen Polymergelen und piezoelektrischen mikroelektrischen mechanischen Systemen (MEMS) kombinieren, um ein neues reaktives Material zu schaffen, das tatsächlich Berechnungen ohne Stromquelle, Verstärker jeglicher Art oder unter Verwendung von Computern durchführen kann.

Die wissenschaftliche Arbeit „Synchronisation mit aktiven Hybridmaterialien erreichen: Selbstoszillierende Gele und piezoelektrische (PZ) Filme koppeln“ wurde veröffentlicht24. Juni 2015 in der Zeitschrift "Scientific Reports". Diese Arbeit kombiniert die Untersuchung von Belousov-Zhabotinsky (BZ) Balash-Gelen - einer Substanz, die ohne externe Stimulation schwankt - sowie Levitans Erfahrung auf dem Gebiet der Modellierung von Computern in Schwingungscomputersystemen. Dank der Zusammenarbeit mit Dr. Victor V. Yashin, einem Doktoranden auf dem Gebiet der Chemie- und Erdöltechnik, der zum führenden Autor wissenschaftlicher Arbeiten wurde, konnten Regeln für die Herstellung eines Hybridmaterials BZ-PZ entwickelt werden.



„Die BZ-Reaktion bewirkt eine periodische Oxidation und Kontraktion des Metallkatalysators, der an das Gel gebunden ist. Dies führt wiederum dazu, dass das Gel anschwillt oder schrumpft. Wir haben die piezoelektrische Konsole über das Gel gelegt, sodass PZ bei Bewegung des Gels eine elektrische Spannung erzeugt. Umgekehrt führt das Anlegen einer elektrischen Spannung an die PZ-Konsole dazu, dass sich das Gelmaterial verbiegt “, sagt Balash. - Wenn also jedes BZ-PZ-Modul mit einem anderen solchen Modul verbunden ist, wirkt sich die Ausdehnung des oszillierenden BZ-Gels im ersten Modul auf die piezoelektrische Konsole aus, die elektrische Spannung erzeugt. Diese Spannung wirkt sich wiederum auf die PZ-Konsole im zweiten Modul aus, und diese Abweichung ändert das Geloszillationsmuster im zweiten Modul. Das Ergebnis ist ein schwingendes Schwingungssystem.Dies ermöglicht die Kommunikation und den Austausch von Informationen zwischen Einheiten. "

Zahlreiche BZ-PZ-Module können parallel oder in Reihe geschaltet werden, wodurch Möglichkeiten für verschiedene Kommunikationsmuster geschaffen werden, die im System generiert und gespeichert werden. Diese gespeicherten Vorlagen können als „Speicher“ des Computers betrachtet werden. Ein solcher Computer kann zwar kaum für alle Aufgaben verwendet werden, sondern nur für bestimmte Berechnungen, die mit der Vorlage übereinstimmen, und für andere Berechnungen ungleich Null, sagt Levitan.

Source: https://habr.com/ru/post/de381049/