Computador inspirado na arte japonesa de recorte de papel não possui componentes eletrônicos e armazena dados em cubos minúsculos
Pesquisadores construíram um computador mecânico inspirado no kirigami, a arte japonesa de dobrar e cortar papel.
O computador de prova de conceito, que não inclui componentes eletrônicos, tem 64 cubos de polímero interconectados de 0,06 polegada cúbica (1 centímetro cúbico) que podem ser reorganizados para armazenar, recuperar e apagar dados. Semelhante ao kirigami, onde o papel é cortado e dobrado em designs intrincados, o computador pode ser fisicamente manipulado em diferentes configurações e estados.
Nessa máquina, cada cubo representa um bit de dados binários, que podem ser empurrados para cima ou para baixo para representar 1 ou 0, respectivamente. Reorganizar os cubos muda a configuração do computador, permitindo que as informações sejam armazenadas ou representadas em forma física.
Os cientistas disseram que o conceito poderia ser usado para criar sistemas físicos de criptografia e descriptografia, ou até mesmo desenvolver sistemas baseados em toque para ambientes 3D.
“Por exemplo, uma configuração específica de unidades funcionais poderia servir como uma senha 3D”, principal autor do estudo Yanbin Lium pesquisador de pós-doutorado na Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual da Carolina do Norte, disse em uma afirmação. “Também estamos interessados em explorar a utilidade potencial dessas metaestruturas para criar sistemas hápticos que exibam informações em um contexto tridimensional, em vez de pixels em uma tela.”
Os pesquisadores publicaram sua pesquisa em 26 de junho na revista Avanços da Ciência.
Os computadores mecânicos datam de séculos atrás — potencialmente já no século II a.C. — muito antes da invenção de algoritmos e linguagens de programação como os conhecemos hoje. Ao contrário desse novo conceito inspirado no kirigami, no entanto, as pessoas operavam essas máquinas com engrenagens ou alavancas, tornando-as extremamente desajeitadas.
No novo computador, alterar a posição de um cubo altera a posição de todos os cubos conectados — alterando a configuração do computador para corresponder a diferentes estados computacionais.
“Usando uma estrutura binária — onde os cubos estão para cima ou para baixo — uma metaestrutura simples de 9 unidades funcionais tem mais de 362.000 configurações possíveis”, disse Li.
A edição de dados é controlada puxando as bordas da metaestrutura, que estica a fita elástica e empurra o cubo para cima ou para baixo. Quando a fita é liberada, ela trava os cubos e os dados no lugar. Os cubos também podem ser empurrados para cima ou para baixo remotamente, anexando uma placa magnética ao computador e aplicando uma campo magnético.
Os pesquisadores disseram que o sistema poderia permitir uma computação mais complexa além do código binário, com cubos capazes de ocupar estados não apenas 1 ou 0, mas 2, 3 e 4.
“Cada unidade funcional de 64 cubos pode ser configurada em uma ampla variedade de arquiteturas, com cubos empilhados em até cinco cubos de altura”, disse o coautor do estudo. Jie Yinum professor associado de engenharia mecânica e aeroespacial na NC State, disse na declaração. “Isso permite o desenvolvimento de computação que vai muito além do código binário.”
Em seguida, os pesquisadores esperam se unir a programadores para desenvolver código para o computador. “Nosso trabalho de prova de conceito aqui demonstra o alcance potencial dessas arquiteturas, mas não desenvolvemos código que capitalize essas arquiteturas”, disse Li. “Estaríamos interessados em colaborar com outros pesquisadores para explorar o potencial de codificação dessas metaestruturas.”
