Računalnik brez elektrike

V svetu, kjer prevladujejo silicijevi čipi in nenehna potreba po električni energiji, so raziskovalci predstavili nekaj povsem drugačnega: računalnik, ki deluje izključno s pomočjo vzmeti in jeklenih palic. Ta inovativni mehanski koncept ne potrebuje niti enega vata elektrike, a je sposoben izvajati osnovne logične operacije in shranjevati podatke. Tehnologija, ki se zdi kot vrnitev v preteklost, bi lahko dejansko izboljšala življenja ljudi prek naprednih umetnih udov in odzivnih okolij.

Foto: St Olaf College

Skupina znanstvenikov z univerze St. Olaf in univerze Syracuse je razvila delujoč mehanski računalniški sistem, ki temelji na principu “mehanske sile”. Namesto tranzistorjev in električnih signalov naprava namreč uporablja jeklene palice, ki se vrtijo okoli vrtišča, in natančno nastavljene vzmeti. Ko zunanja sila (npr. potisk ali poteg) preseže določen prag, se sistem “preklopi” v novo stanje, kar deluje podobno kot binarna šifra 0 in 1 v digitalnem svetu.

Raziskovalci so svojo teorijo dokazali s tremi različnimi stroji. Prvi deluje kot fizični števec, ki beleži število mehanskih sunkov. Drugi stroj deluje kot logična vrata, ki ločijo sodo in liho število vhodnih podatkov. Tretji, morda najbolj zanimiv, pa ima sposobnost “zapaha”, oziroma informacije shranjuje glede na intenzivnost pritiska. Če napravo potisnete srednje močno, si to zapomni in ostane v spremenjenem stanju, resetira pa se šele ob bistveno močnejšem sunku. To pomeni, da lahko material sam po sebi “ve”, kaj se mu je zgodilo v preteklosti.

Uporabnost takšnega sistema sega daleč prek zgolj akademske radovednosti. Mehanske računalniške platforme so izjemno vzdržljive in lahko delujejo v okoljih, kjer bi elektronika takoj odpovedala – na primer v notranjosti vročih reaktivnih motorjev ali na površju sovražnih planetov z močnim sevanjem. Vendar pa avtorji študije, objavljene v reviji Nature Communications, največji potencial vidijo v razvoju “pametnih materialov”. Ti bi lahko omogočili izdelavo umetnih udov, ki se naravno odzivajo na fizični pritisk brez potrebe po baterijah, ali pa “taktilnih sob”, ki bi spreminjale svojo obliko glede na gibanje ljudi.

Čeprav ti okorni stroji ne bodo nadomestili pametnih telefonov, predstavljajo pomemben korak k materialom, ki lahko čutijo svoje okolje, sprejmejo odločitev in se nanjo odzovejo. Gre za integracijo inteligence neposredno v geometrijo in fiziko snovi. “To bi lahko pomagalo izboljšati življenja ljudi s tem, da bi imeli bolj odzivne proteze, ki bi delovale bolj intuitivno in brez skrbi o napajanju,” je poudaril Paulsen, eden od vodilnih raziskovalcev.