米箱の中でスマートフォンを乾燥させて一日過ごしたことがある人ならわかるように、コンピューターと水は本来の相性ではありません。しかし、スタンフォード大学の研究者らは、水滴上で動作するコンピューターを設計することで伝統を打ち破った。
チップは切手の約半分の大きさで、水滴はケシの実より少し小さいが、時間の経過とともに小さくなる余地があると研究者らは考えている。
仕組みは次のとおりです。一連の小さな鉄の棒をスライドガラスの間の油の層に挟んで、コンピューター時計を作ります。磁性ナノ粒子が注入された水滴がシステムに注入され、バーの極性を反転させる磁場によって操作されます。スタンフォード大学のプレスリリースでは次のように説明されています。「磁場が反転するたびに、バーの極性が反転し、トラック上のスロットカーのように、磁化された液滴が新しい所定の方向に引き寄せられます。秒針が文字盤上で一周するように、フィールドの各回転は 1 クロック サイクルとしてカウントされ、各ドロップは各サイクルで 1 歩前進するのと正確に一致します。」
混乱した?実際の動作を確認するには、以下のビデオをご覧ください。
これらの水滴チップは現在のコンピュータ チップとほぼ同じように動作しますが、プロセス全体は著しく遅くなります。しかし、それはそれほど大きな問題ではありません。彼らは電子コンピュータと競争しようとしているわけではありません。
「私たちの目標は、物理的物質を正確に制御および操作できるまったく新しい種類のコンピューターを構築することです」とスタンフォード大学の生物工学助教授マヌ・プラカシュ氏は説明する。 「一連の計算を実行するとき、情報が処理されるだけでなく、物理的な物質もアルゴリズムによって操作されることを想像してみてください。私たちはこれをメソスケールで可能にしたところです。」
言い換えれば、コンピューターは電子機器ではなく液体で動作するため、使用する材料は磁化された水だけである必要はありません。各液滴は異なる化学物質を運ぶことができ、それが独自の小型試験管になります。ドロップレット コンピューターは、これまでにないレベルの制御を提供し、化学と生物学の世界に大きな可能性をもたらします。
Gizmodoが推測しているように、これは、これらのコンピューターが飲み込むのに十分なほど小さく、カスタム薬をその場で液滴化学物質と組み合わせる世界につながるのでしょうか?私たちはそう願っています。
プラカシュ氏は確かにこのプロジェクトに大きな期待を寄せており、独自の解決策に取り組むグループや個人を招待している。 「私たちは、この論文で説明するビルディングブロックに基づいて誰もが新しい回路を設計したり、新しいブロックを発見したりできるように、プレイしたい人やすべての人を巻き込むことに非常に興味があります。現在では、誰でもこれらの回路を組み合わせて、外部制御なしで複雑なドロップレット プロセッサを形成することができます。これは、以前は非常に困難な課題でした。」と彼は言いました。
「社会における大きな進歩を振り返ると、計算は特別な位置を占めています。私たちは、同様の指数関数的なスケールアップを物理世界に導入しようとしています。」
最初は技術的に後退しているように見えるかもしれませんが、水力コンピュータは、少し独創的な考え方と少量の H2O を使用することで、とらえどころのない問題の解決に役立つ可能性があります。
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