Daha küçük çipler ve daha hızlı şarj etme çözümlerine odaklanan bir dünyada, bir grup bilim insanı tamamen ters yönde ilerledi ve yaylardan oluşan bir bilgisayar geliştirdi.
ABD’deki St. Olaf College ve Syracuse Üniversitesi araştırmacıları, harici güç ihtiyacını ortadan kaldıran mekanik bir hesaplama sistemi geliştirdi. Sistem, “zeka”sını yayların geriliminden ve çeliğin hareketinden alıyor.
Pil gerektirmeyen bu makineler, mantık ve hafıza işlemlerini fiziksel bileşenler üzerinden gerçekleştiriyor ve elektronik işlemcilere alternatif sunma potansiyeli taşıyor.
Geleneksel elektroniklerle karşılaştırıldığında, sistem fiziksel malzemelerin doğasında bulunan “hafıza”ya dayanıyor; örneğin kauçuk, esnetildikten sonra şeklini kısmen koruyarak geçmişteki deformasyonu “hatırlıyor”.
Çekerek Çalışan Bir Bilgisayar
Proje, fiziksel dünyaya dair basit bir gözlemden doğdu.
St. Olaf College Fizik Doçenti Joey Paulsen, “Belleği genellikle bir bilgisayarın sabit diskinde veya beynimizde olan bir şey olarak düşünürüz.” dedi.
Paulsen sözlerine şunu ekledi: “Ancak pek çok gündelik malzeme geçmişine dair bir tür hafıza tutar; örneğin kauçuk, geçmişte ne kadar sıkıştırıldığını veya gerildiğini ‘hatırlayabilir’. Araştırma ekibi, gündelik malzemeleri sadece hareketi hatırlamak için değil, aynı zamanda bilgiyi işlemek veya hesaplama yapmak için de kullanıp kullanamayacağımızı anlamak istedi.”
Ekip, fiziksel hafızadan yola çıkarak çelik çubuklar ve yaylardan oluşan üç farklı mekanik sistem tasarladı. Sistemler belirli hesaplama görevlerini yerine getiriyor: biri fiziksel çekişleri sayan bir sayaç görevi görüyor, diğeri tek ve çift girdileri ayırt eden bir mantık kapısı gibi çalışıyor, üçüncüsü ise uygulanan kuvvetin hafızasını tutan bir ölçüm aracı olarak işlev görüyor.
Birlikte ele alındığında, karmaşık bilgi işlemenin elektrik sinyalleri yerine yapısal hareket üzerinden de gerçekleştirilebileceğini gösteriyorlar.
Paulsen konuyla ilgili “Artık bir bilgisayar çipi veya güç kaynağı olmadan basit hesaplamalar yapabilen bu makineleri inşa etmenin rasyonel bir yoluna sahibiz.” ifadelerini kullandı.
Uzun Bir Yol Var
İlk bakışta geriye doğru bir adım gibi görünse de sonuçların etkisi oldukça ileriye dönük. Silikon çipler hassas yapılardır; aşırı sıcakta erir, yüksek radyasyonda hata verir ve agresif kimyasal ortamlarda aşınır.
Bu mekanik bilgisayarlar dayanıklılık odaklı tasarlanıyor ve diğer donanım sistemlerini yok edebilecek ortamlarda çalışabiliyor. Örneğin gelecekte, pil gerektirmeden basıncı hissedip tepki verebilen bir protez uzuv ya da yalnızca motor titreşimlerini kullanarak aşınmayı takip eden bir jet motoru sensörü geliştirilebilir.
Paulsen “Elde ettiğimiz sonuçlar, çevresini algılayabilen, karar verebilen ve ardından tepki gösterebilen malzemeler tasarlamaya doğru atılmış bir adım. Genellikle ‘akıllı malzemeler’ olarak adlandırılan bu yaklaşım, daha duyarlı yapay uzuvlar veya dokunsal odalar gibi uygulamalarla insanların yaşam kalitesini artırabilir.” diyor.
Teknolojiyi ileri taşımak için Paulsen, artık bu mekanik sistemlerin ölçeklenebilirliği ve sınırlarına odaklanıyor.
Şu anda St. Olaf College’taki öğrenciler, birden fazla rotorun nasıl etkileşime girdiğini ve birbirini nasıl etkilediğini inceliyor. Söz konusu çalışmalar, daha karmaşık ağ yapılarına kapı aralayabilir.
Süren araştırmalar, bu tekil bileşenleri çok parçalı ve daha gelişmiş makinelere dönüştürmeyi hedefliyor.
Araştırmanın bulguları Nature Communications dergisinde yayımlandı.
Kaynak: https://interestingengineering.com/innovation/battery-free-computer-using-mechanical-springs
