执行计算且不需要电源的结构

也许将来有一天,可以将计算机像T恤或衬衫一样放在身上。为此匹兹堡斯文森大学工程学院的科学家正在进行研究他们开发了一种对反应敏感的混合材料,该材料从化学振动反应中吸收能量,并且可以根据环境变化或对象的运动进行算术计算,甚至可能响应穿这种衣服的人的生命体征。

发明的共同作者是电气和计算机工程教授Anna C. Balazs教授,Steven P. Levitan教授和John A. Jurenko。他们能够将基于敏感聚合物凝胶的自激振荡系统模型与压电微机电系统(MEMS)相结合,以创建一种新型的反应材料,该材料实际上无需任何电源,任何放大器或使用计算机即可进行计算。

科学工作“实现与活性杂化材料的同步:偶联自振荡凝胶和压电(PZ)膜”被发布2015年6月24日发表在《科学报告》上。这项工作结合了Belousov-Zhabotinsky(BZ)Balash凝胶(一种在没有外部刺激的情况下会发生波动的物质)的研究以及Levitan在振动计算系统建模计算领域的经验。得益于与化学和石油工程领域的研究生Victor V. Yashin博士的合作,他成为科学著作的主要作者,因此有可能制定出创建混合材料BZ-PZ的规则。



“ BZ反应引起与凝胶结合的金属催化剂的周期性氧化和收缩;反过来,这会导致凝胶膨胀或收缩。我们将压电控制台放置在凝胶上,以便当凝胶移动时,PZ会产生电压。相反,向PZ控制台施加电压会导致凝胶材料弯曲,” Balash说。 -因此,当每个BZ-PZ模块连接到另一个这样的模块时,第一个模块中振荡的BZ凝胶的膨胀会影响压电控制台,从而产生电压。该电压反过来会影响第二个模块中的PZ控制台,并且这种偏差会改变第二个模块中的凝胶振荡模式。结果是摆动式振荡系统,这使得在单元之间进行通信和交换信息成为可能。”

许多BZ-PZ模块可以并联或串联连接,这为在系统内部生成和存储各种通讯模式创造了机会。这些保存的模板可以视为计算机的“内存”。确实,这样的计算机几乎不能用于所有任务,而只能用于与模板匹配的特定计算以及其他非零计算,Levitan说。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN381049/


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