iPon Hírek

Vízcseppekkel működő számítógép készül a Stanfordon

Dátum | 2015. 06. 12.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Bár a legtöbb esetben akkor járunk jól, ha a számítógépet távol tartjuk a víztől, a Stanford kutatói létrehoztak egy olyan rendszert, amely egyenesen vízzel működik. Manu Prakash és kollégái közel egy évtizede dolgoznak fejlesztésükön, amely a vízcseppekből, ez utóbbiak folyadékdinamikai manipulálására alkalmas mágnesekből, illetve egy ezek működési ütemét meghatározó óra együtteséből épül fel. Prakash elmondása szerint a céljuk egy „szinkron ütemű, univerzális csepp-számítógép” létrehozása volt, amely elméletileg képes mindarra, amire a konvencionális, elektronikus rendszerek, bár sokkal lassabban dolgozik. A szakértő és kollégái ugyanakkor nem akarnak versenyre kelni a digitális számítógépekkel, hanem fejlesztésüket egy egészen más területre szánják. Egy olyan számítógépet kívánnak létrehozni, amely a kézzel fogható anyag precíz irányítására és manipulálására képes. „Egy olyan rendszert építünk, amelyben egy számítás elvégzése során nemcsak információ kerül feldolgozásra, hanem maga az anyag is átalakítódik az algoritmusnak megfelelően” – magyarázza Prakash. A folyadékcseppek algoritmikus irányítása pedig mind a biológia, mind a kémia, illetve a digitális gyártástechnológiák területén is jól használható lehet, állítják a fejlesztők.
Prakash rendszerében vízcseppekbe ágyazott piciny mágneses nanorészecskék mozognak ide-oda egy olajrétegben, amelynek alján vas elemekből egy mintázat, gyakorlatilag egy labirintus alaprajza jön létre. A párhuzamosan futó műveletek időzítésének precíz összehangolásáról egy forgó mágneses mező gondoskodik. Amikor a mező iránya megváltozik, a rendszerben lévő vízcseppek egyszerre váltanak irányt a vasdarabok megváltozott polaritásának megfelelően, hogy aztán tovább folytassák útjukat. A fordulatok biztosítják az irányváltások, és ezzel a műveleti lépések összehangolását, így rendszer gyakorlatilag bármennyi ideig képes hibátlanul működni. Az egyes cseppek közti interakciókat egy kamera rögzíti, így valós időben figyelhetők meg a számítási folyamatok. A csepp jelenléte 1-nek, hiánya 0-nak felel meg a bináris kódrendszerben. A labirintus falainak megfelelő elrendezése révén univerzális logikai kapuk alakíthatók ki, és ezek sokaságából gyakorlatilag bármilyen logikai áramkör felépíthető, csak elektronok helyett piciny cseppekkel fog működni, mondja Georgios Katsikis, a kutatás jelenlegi szakaszának vezetője. A szakértők által jelenleg fejlesztett chipek nagyjából akkorák, mint egy picike bélyeg, cseppek pedig mákszem nagyságúak, de Katsikis elmondása szerint ez a méret elviekben tovább csökkenthető. És mivel a mágneses mező több millió csepp mozgását képes összehangolni, a rendszer rendkívül jól skálázható. Egyre kisebbre csinálhatjuk a cseppeket és a labirintus „folyosóit”, így ugyanakkora területen egyre több művelet lesz végrehajtható, mondja Jim Cybulski doktorandusz, a labor munkatársa. Prakash szerint a rendszer egyik alkalmazási területe egy egészen újfajta kémiai labor létrehozása lehet: ahelyett, hogy kémcsövek összeöntögetésével hoznák létre a reakciókat, a különböző anyagokat kis cseppek formájában lehetne bevinni a rendszerbe, és ezek interakciói révén óriási számú kísérlet lehetne egyszerre lefolytatható. A csepp-áramkörök ezen kívül egészen újfajta lehetőséget jelentenek az anyag mezoskálán, tehát az 10 mikrométer és 1 milliméter közötti méretekben történő manipulálására, ami szintén sok területen jelenthet előrelépést.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!