Computador mecânico depende de cubos de kirigami, não de eletrônicos

• Computador mecânico funciona com cubos de kirigami, sem componentes eletrônicos

  • Para divulgação imediata
    • Pesquisadores: Jie Yin, Yanbin Li, Matt Shipman
    • Instituição: North Carolina State University
  • Uma equipe de pesquisa da North Carolina State University desenvolveu um computador mecânico inspirado em kirigami capaz de armazenar, recuperar e apagar dados sem componentes eletrônicos
  • O sistema inclui uma função reversível que permite controlar quando a edição dos dados é permitida e quando os dados devem ser fixados

• O que é um computador mecânico?

  • Um computador mecânico é um computador que usa componentes mecânicos em vez de eletrônicos
  • Historicamente, usava componentes mecânicos como alavancas ou engrenagens
  • Também é possível criar computadores mecânicos usando estruturas com múltiplos estados estáveis

• Objetivo da pesquisa

  • Desenvolver um sistema mecânico estável para armazenar dados
  • Foco em uma função de computação binária em que os cubos são empurrados para cima ou para baixo
  • Como os cubos podem ter cinco ou mais estados diferentes, isso sugere possibilidades de computação mais complexas

• Unidade básica do novo computador mecânico

  • Uma unidade funcional composta por 64 cubos interconectados de plástico com 1 cm de tamanho
  • Os cubos conectados foram criados aplicando os princípios do kirigami a materiais tridimensionais
  • Ao empurrar um cubo para cima ou para baixo, a estrutura de todos os cubos conectados muda
  • Os cubos podem ser empurrados fisicamente ou remotamente com o uso de uma placa magnética
  • Unidades funcionais de 64 cubos podem ser combinadas para formar metaestruturas mais complexas

• Como os dados são editados

  • É necessário alterar a configuração da unidade funcional
  • É preciso puxar a borda da metaestrutura para esticar a fita elástica e empurrar os cubos
  • Ao soltar a metaestrutura, a fita se contrai e fixa os cubos e os dados

• Aplicações potenciais

  • Pode viabilizar criptografia ou descriptografia mecânica em 3D
  • Usando uma estrutura binária, uma metaestrutura simples composta por 9 unidades funcionais tem mais de 362.000 configurações possíveis
  • Há potencial para desenvolver computação além do código binário
  • Pode permitir o desenvolvimento de sistemas hápticos que exibem informações em um contexto tridimensional

• Informações do artigo científico

  • Título do artigo: "Reprogrammable and Reconfigurable Mechanical Computing Metastructures with Stable and High-Density Memory"
  • Autores: Yanbin Li, Shuangyue Yu, Haitao Qing, Yaoye Hong, Yao Zhao, Fangjie Qi, Hao Su, Jie Yin
  • Data de publicação: 26 de junho de 2024
  • Periódico: Science Advances
  • DOI: 10.1126/sciadv.adk7220

Opinião do GN⁺

• Este artigo é interessante por apresentar uma nova forma de processar dados mecanicamente sem componentes eletrônicos
• As aplicações potenciais dos computadores mecânicos abrangem várias áreas, como criptografia, descriptografia e sistemas hápticos
• Como essa tecnologia não é sensível a interferência eletromagnética, ela pode permitir armazenamento e processamento de dados estáveis
• Em comparação com computadores eletrônicos convencionais, pode ter maior eficiência energética
• Ao adotar essa tecnologia, será preciso considerar questões de durabilidade mecânica e manutenção

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Houve uma pergunta sobre se as portas lógicas realmente funcionam

  • No vídeo, só é mostrado o ato de alternar bits por manipulação direta
  • Na figura 8 (C e D), que mostra a operação das portas lógicas, confirma-se que foi possível realizar as operações lógicas "OR" e "AND"

• Esse trabalho de prova de conceito está focado na computação binária em que os cubos são empurrados para cima ou para baixo

  • Um cubo pode ser 1 ou 0
  • Isso sugere possibilidades de computação mais complexas
  • Foi demonstrado que os cubos podem ter mais de cinco estados
  • Em teoria, os cubos podem transmitir não apenas 1 ou 0, mas também 2, 3 ou 4

• Houve uma pergunta sobre se isso atravessa a fronteira entre computação analógica e digital

  • A explicação parece descrever um sistema de computador analógico de forma incompleta

• Um computador mecânico é um computador que opera usando componentes mecânicos, e não componentes eletrônicos

  • Elétrons são cerca de mil vezes mais leves que núcleos atômicos
  • Portanto, um computador mecânico sempre consumirá mais energia do que um computador eletrônico
  • Isso porque um computador mecânico precisa mover átomos para funcionar

• Houve um comentário dizendo que, se alguém se tornasse bilionário, gostaria de construir em casa uma grande sala para computadores pré-elétricos

  • Muitas coisas se tornaram quase triviais com a popularização dos transistores
  • Algo como o The Writer Automaton sempre foi fascinante

• Houve uma pergunta sobre se esses computadores seriam adequados para ambientes hostis, como um rover em Vênus

• Houve uma pergunta sobre casos em que a sociedade foi reiniciada a partir de "cálculo mecânico" com chips funcionando

  • Como recolocar em operação fábricas como as da TSMC em uma situação em que um evento eletromagnético planetário interrompesse toda a computação
  • Como manter a produção de alimentos
  • Houve a pergunta sobre se seria possível se recuperar do zero apenas com computadores mecânicos e instruções básicas

• Houve uma pergunta sobre quais seriam os casos de uso desses computadores

  • Possível uso em ambientes de alta radiação ou outros ambientes extremos

• Foi compartilhado o link do artigo (não é open source)

  • Link do artigo

• Houve um comentário dizendo que isso lembra QAM

• Houve um comentário dizendo que parece ver The Diamond Age, de Neal Stephenson, no mundo real