Cercetătorii creează memorii pe un cip cu apă curgătoare
O echipă de cercetători de la Universitatea Yale a demonstrat că rețelele de apă și alte fluide pot stoca informații, similar modului în care o face un cip de computer. Rezultatele, publicate în Physical Review X, ar putea avea aplicații în robotică și ar putea oferi indicii despre unele organisme simple.
În laboratorul profesorului Amir Pahlavan, cercetătorii au creat un cip mic cu multiple canale minuscule, fiecare având o adâncime de aproximativ jumătate din lățimea unui fir de păr uman. În interiorul acestor canale, au plasat o serie de microfibre flexibile care stau în calea fluidului care curge prin canale.
Presiunea fluxului poate determina fibrele să oscileze între două stări, afectând modul în care fluidul trece. Aceasta formează o „memorie” a fluxurilor anterioare, făcând ca starea actuală a fiecărei fibre să depindă de istoricul său și, atunci când sunt cuplate, de stările altor fibre. Cele două configurații stabile ale fiecărei fibre pot reprezenta un zero sau un unu, similar unui bit din memoria computerului.
Computerele stochează de obicei informații în dispozitive de memorie electronică. Acest studiu demonstrează că informațiile despre fluxurile anterioare pot fi stocate și în configurațiile fibrelor flexibile, care comută pasiv pe măsură ce fluxul impus se schimbă.
„În timp ce microfluidica convențională se bazează pe elemente active, acest sistem folosește microfibre pentru a stoca informații în mod pasiv”, a declarat Abhineet Rajput, autor principal al studiului și student absolvent în laboratorul lui Pahlavan. „Aceste fibre pot fi, de asemenea, configurate să interacționeze, însemnând că se influențează reciproc starea fizică, determinând apariția unei memorii complexe la nivel de sistem.”
Un creier fluidic pentru roboți moi
O aplicație potențială ar fi în robotica moale, proiectată să funcționeze în medii în care dispozitivele cu hardware tradițional nu pot funcționa. Ratele de curgere și nivelurile de presiune ale fluidelor ar putea lua locul curentului electric, microfibrele ar putea acționa ca valve, iar canalele ca conexiuni.
„Și în multe dintre aceste medii, electronica ar putea să nu poată funcționa din cauza interferenței electromagnetice sau a altor probleme”, a spus Pahlavan, profesor asistent de inginerie mecanică. „Deci ideea aici este că am putea proiecta un controler complet fluidic care poate fi integrat într-un robot moale și poate acționa efectiv ca creierul său.”
De la stocarea informațiilor la învățarea fizică
O întrebare pe termen mai lung este dacă aceste rețele fluidice ar putea fi instruite să îndeplinească sarcini utile. Aceasta ar extinde lucrarea de la stocarea informațiilor la învățarea fizică, în care antrenamentul modifică răspunsul unui sistem pentru a obține un rezultat dorit. De asemenea, ar putea oferi cercetătorilor informații valoroase despre memorie și învățare în organisme vii precum ciupercile, rădăcinile plantelor și mucegaiul de slime, organismul unicelular fără creier care poate găsi cea mai scurtă cale printr-un labirint.
