计算的过去为未来打开3D打印机械逻辑门

计算的过去为未来打开3D打印机械逻辑门

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家和工程师们将机械计算与3D打印结合起来,作为创造“有知觉”材料的一部分,这种材料可以对周围环境的变化做出反应,即使在极端环境中,这种环境也会破坏电子元件,如高辐射。在或压力下。

图像说明:采用大面积投影显微立体成像(lapμsl)方法对一系列机械逻辑门进行三维打印。

原始的计算机,像查尔斯巴贝奇的差分引擎,是完全机械的,充满了齿轮和杠杆,旋转,移动和移动,以解决复杂的数学计算。第二次世界大战后,随着真空管和电子电路的兴起,机械计算机大多走上了Dodo的道路。

然而,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员和加州大学洛杉矶分校(UCLA)的撰稿人对旧技术进行了新的改造,他们是3D打印机械逻辑门,这是能够进行任何数学计算的计算机的基本组成部分。

研究人员说,像乐高积木一样,这些3D打印的逻辑门可以用来建造几乎任何东西,嵌入到任何类型的建筑材料中,并通过编程在不需要电的情况下改变形状来对环境做出反应,这在高辐射、高温或高压区域都很有用。这项研究今天由《自然通讯》杂志在线发表。

“某些电子应用是有限的,而有了这个系统,材料可以完全重新配置自己,”首席研究员安迪·帕斯卡尔说。如果将逻辑门嵌入到材料中,那么该材料可以感觉到它的环境。这是一种拥有反应性材料的方式;我们喜欢称之为“有知觉的”材料——它可能对温度、压力等有复杂的反应。我们的想法是,它超越了智能。它以可控、精确的方式响应。”

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劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家和工程师们将机械计算与3D打印结合起来,作为创造“有知觉”材料的一部分,这种材料能够对周围环境的变化做出反应,即使在极端环境中也是如此。左图为LLNL研究人员朱莉·杰克逊·曼奇尼、洛根·贝克、安迪·帕斯卡尔和罗伯特·帕纳斯。Julie Russell/llnl的照片

研究人员说,机械逻辑门虽然不如典型的计算机强大,但在被送往金星等恶劣环境的漫游者身上,或是在低功率计算机上,这些计算机能够经受住核爆炸或电磁脉冲爆炸的破坏,从而摧毁电子设备。在金星探测器中,帕斯卡尔说,科学家们可以实施一个控制系统,这样如果探测器变得太热,材料可以打开它的毛孔,让更多的冷却剂进入,而不需要电力。

这些装置也可用于机器人收集核反应堆(如福岛)的信息,或者,虽然看起来像任何类型的材料,但可以隐藏在任何一种想象得到的结构中。

Pascall说:“我们设计的好处在于它的规模不受限制。”“我们可以减少到几微米的数量,最大到你需要的大小,它可以快速原型。如果没有3D打印,这将是一项困难的任务。”

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