คอมพิวเตอร์เชิงกลพึ่งพาคิวบ์คิริกามิแทนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

 (news.ncsu.edu)
1 คะแนน โดย GN⁺ 2024-07-06 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp

  • คอมพิวเตอร์เชิงกลทำงานด้วยคิวบ์คิริกามิโดยไม่มีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

    • สำหรับเผยแพร่ทันที
      • นักวิจัย: Jie Yin, Yanbin Li, Matt Shipman
      • สังกัด: North Carolina State University
    • ทีมวิจัยจาก North Carolina State University ได้พัฒนาคอมพิวเตอร์เชิงกลที่ได้แรงบันดาลใจจากคิริกามิ ซึ่งสามารถจัดเก็บ เรียกค้น และลบข้อมูลได้โดยไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
    • ระบบนี้มีความสามารถแบบย้อนกลับได้ ซึ่งช่วยควบคุมได้ว่าช่วงเวลาใดอนุญาตให้แก้ไขข้อมูล และช่วงเวลาใดข้อมูลต้องถูกตรึงไว้

  • คอมพิวเตอร์เชิงกลคืออะไร?

    • คอมพิวเตอร์เชิงกลคือคอมพิวเตอร์ที่ใช้ชิ้นส่วนเชิงกลแทนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
    • ในอดีตมีการใช้ชิ้นส่วนเชิงกล เช่น คันโยกหรือเฟือง
    • สามารถสร้างคอมพิวเตอร์เชิงกลได้โดยใช้โครงสร้างที่มีหลายสถานะเสถียร

  • วัตถุประสงค์ของงานวิจัย

    • พัฒนาระบบเชิงกลที่มีเสถียรภาพเพื่อใช้จัดเก็บข้อมูล
    • มุ่งเน้นฟังก์ชันการประมวลผลแบบไบนารีที่คิวบ์ถูกดันขึ้นหรือดันลง
    • คิวบ์สามารถมีสถานะที่แตกต่างกันได้ตั้งแต่ 5 สถานะขึ้นไป จึงชี้ให้เห็นความเป็นไปได้ของการประมวลผลที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

  • หน่วยพื้นฐานของคอมพิวเตอร์เชิงกลแบบใหม่

    • หน่วยการทำงานประกอบด้วยคิวบ์พลาสติกขนาด 1 ซม. จำนวน 64 ลูกที่เชื่อมต่อถึงกัน
    • สร้างคิวบ์ที่เชื่อมต่อกันโดยประยุกต์หลักการคิริกามิกับวัสดุสามมิติ
    • เมื่อดันคิวบ์ขึ้นหรือลง โครงสร้างของคิวบ์ที่เชื่อมต่อทั้งหมดจะเปลี่ยนไป
    • สามารถดันคิวบ์ได้ทั้งทางกายภาพหรือดันจากระยะไกลโดยใช้แผ่นแม่เหล็ก
    • หน่วยการทำงานคิวบ์ 64 ลูกสามารถนำมารวมกันเพื่อสร้างเมตาโครงสร้างที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้

  • วิธีแก้ไขข้อมูล

    • ต้องเปลี่ยนการจัดวางของหน่วยการทำงาน
    • ต้องดึงขอบของเมตาโครงสร้างเพื่อยืดเทปยืดหยุ่น แล้วจึงดันคิวบ์
    • เมื่อปล่อยเมตาโครงสร้าง เทปจะหดกลับและตรึงคิวบ์กับข้อมูลไว้

  • การประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้

    • สามารถใช้เข้ารหัสหรือถอดรหัสเชิงกลแบบสามมิติได้
    • โดยใช้กรอบการทำงานแบบไบนารี เมตาโครงสร้างอย่างง่ายที่ประกอบด้วยหน่วยการทำงาน 9 หน่วยมีรูปแบบที่เป็นไปได้มากกว่า 362,000 แบบ
    • มีความเป็นไปได้ในการพัฒนาการประมวลผลที่ก้าวไปไกลกว่าโค้ดไบนารี
    • มีความเป็นไปได้ในการพัฒนาระบบแฮปติกที่แสดงข้อมูลในบริบทสามมิติ

  • ข้อมูลบทความวิจัย

    • ชื่อบทความ: "Reprogrammable and Reconfigurable Mechanical Computing Metastructures with Stable and High-Density Memory"
    • ผู้เขียน: Yanbin Li, Shuangyue Yu, Haitao Qing, Yaoye Hong, Yao Zhao, Fangjie Qi, Hao Su, Jie Yin
    • วันที่เผยแพร่: 26 มิถุนายน 2024
    • วารสาร: Science Advances
    • DOI: 10.1126/sciadv.adk7220

ความเห็นของ GN⁺

  • บทความนี้น่าสนใจเพราะนำเสนอวิธีใหม่ในการประมวลผลข้อมูลเชิงกลโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
  • การประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ของคอมพิวเตอร์เชิงกลครอบคลุมหลายด้าน เช่น การเข้ารหัส การถอดรหัส และระบบแฮปติก
  • เทคโนโลยีนี้ไม่ไวต่อสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า จึงอาจจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลได้อย่างเสถียร
  • เมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์แบบเดิม เทคโนโลยีนี้อาจมีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงกว่า
  • เมื่อนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ ควรคำนึงถึงประเด็นด้านความทนทานเชิงกลและการบำรุงรักษา

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-07-06
ความคิดเห็นจาก Hacker News

  • มีคำถามว่าลอจิกเกตทำงานได้จริงหรือไม่

    • ในวิดีโอแสดงเพียงการสลับบิตด้วยการควบคุมโดยตรง
    • ในภาพที่ 8 (C และ D) ซึ่งแสดงการทำงานของลอจิกเกต ยืนยันได้ว่าทำงานแบบลอจิกเกต "OR" และ "AND" ได้

  • งานพิสูจน์แนวคิดนี้มุ่งเน้นไปที่ความสามารถในการคำนวณแบบไบนารีที่ลูกบาศก์ถูกดันขึ้นหรือดันลง

    • ลูกบาศก์สามารถเป็น 1 หรือ 0 ได้
    • ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการคำนวณที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น
    • พิสูจน์ได้ว่าลูกบาศก์สามารถมีสถานะได้มากกว่าห้าสถานะ
    • ในทางทฤษฎี ลูกบาศก์สามารถส่งผ่านได้ไม่ใช่แค่ 1 หรือ 0 แต่รวมถึง 2, 3 หรือ 4 ด้วย

  • มีคำถามว่านี่คือสิ่งที่ข้ามเส้นแบ่งระหว่างการคำนวณแบบแอนะล็อกและดิจิทัลหรือไม่

    • ฟังดูเหมือนกำลังอธิบายระบบคอมพิวเตอร์แอนะล็อกที่อธิบายไว้ไม่ครบถ้วน

  • คอมพิวเตอร์เชิงกลคือคอมพิวเตอร์ที่ทำงานโดยใช้ชิ้นส่วนกลไกแทนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

    • อิเล็กตรอนมีมวลเบากว่านิวคลีออนประมาณหนึ่งพันเท่า
    • ดังนั้นคอมพิวเตอร์เชิงกลจะใช้พลังงานมากกว่าคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เสมอ
    • เพราะคอมพิวเตอร์เชิงกลต้องขยับอะตอมเพื่อให้ทำงานได้

  • มีความเห็นว่าถ้าได้เป็นมหาเศรษฐี ก็อยากทำห้องใหญ่ในบ้านสำหรับคอมพิวเตอร์ยุคก่อนมีไฟฟ้า

    • เมื่อทรานซิสเตอร์กลายเป็นของแพร่หลาย หลายสิ่งก็แทบกลายเป็นเรื่องธรรมดาไป
    • สิ่งอย่าง The Writer Automaton น่าหลงใหลเสมอ

  • มีคำถามว่าคอมพิวเตอร์แบบนี้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่โหดร้าย เช่น โรเวอร์บนดาวศุกร์หรือไม่

  • มีคำถามว่าใน "การคำนวณเชิงกล" เคยมีกรณีรีบูตสังคมใหม่ด้วยชิปที่ใช้งานได้หรือไม่

    • วิธีทำให้โรงงานอย่าง TSMC กลับมาเดินเครื่องอีกครั้งในสถานการณ์ที่เหตุการณ์ EM ระดับทั้งดาวเคราะห์ทำให้การประมวลผลทั้งหมดหยุดลง
    • วิธีรักษาการผลิตอาหารไว้
    • มีคำถามว่าสามารถฟื้นตัวจากศูนย์ได้หรือไม่โดยมีเพียงคอมพิวเตอร์เชิงกลและคำสั่งพื้นฐาน

  • มีคำถามว่ากรณีใช้งานของคอมพิวเตอร์ประเภทนี้คืออะไร

    • อาจใช้ได้ในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูงหรือสภาพสุดขั้วอื่น ๆ

  • มีการแชร์ลิงก์บทความวิจัย (ไม่ใช่โอเพนซอร์ส)

  • มีความเห็นว่าทำให้นึกถึง QAM

  • มีความเห็นว่าเหมือนได้เห็น The Diamond Age ของ Neal Stephenson ในโลกความจริง