«Компьютер» из резины: что такое механические метаматериалы
Кусок гофрированной резины может работать как простой компьютер — с памятью и способностью считать до двух.
На видео, снятом исследователями, показан кусок гофрированной резины, медленно сжимаемый с помощью пресса. Гофры медленно изгибаются, но в определенный момент они внезапно принимают другую форму. Учёные решили рассматривать эти точки «переключения» как «биты», меняющие значение с 0 на 1 при сжатии и обратно при растяжении.
Используя фотоаппарат и терпение, они отметили все возможные состояния. Кусок резины с тремя «битами» теоретически может существовать в восьми состояниях (23), а каждое «переключение» бита означает переход в другое состояние.
Первоначально гофрированная резина переходила через четыре состояния: отсутствие включенных битов (000), один бит (001), два бита (011) все три бита (111), а затем обратно. Однако наклон поверхности, на которой стояла резина, усложнил задачу и увеличил количество состояний до семи — наклон внёс некоторое искажение, которое заставило биты влиять друг на друга. Иногда увеличение и уменьшение давления приводит к состоянию, в котором система еще не была. Исследователи проводят аналогию с компьютерной памятью — состояние системы зависит не только от давления в текущий момент, но и от прошлых состояний.
Другая демонстрация была не менее интересна: кусок резины «считал» количество сжатий после последовательной серии сжатий и разжатий. В некотором роде, это тоже форма обработки информации, пусть и очень простая.
Учёные пока не знают точную область применения своей технологии, но уверены, что она ещё пригодится — например, для создания умной одежды или в робототехнике.
Исследование опубликовано в журнале PNAS.