Ученые из Тель-Авива создали вычислительную систему на основе жидкости
Ученые Тель-Авивского университета создали уникальную вычислительную систему, выполняющую математические операции и логику с помощью жидкостей в микроканалах гибкого материала.
Исследователи из Тель-Авивского университета разработали инновационную вычислительную систему, которая выполняет математические операции и цифровую логику с помощью жидкостей, циркулирующих по микроскопическим каналам в гибком материале. Авторами исследования, опубликованного в престижном научном журнале Advanced Science, выступили Рои Алмог и профессор Бат-Эль Пинхасик из Школы машиностроения инженерного факультета и Центра физики и химии живых систем Тель-Авивского университета.
В цифровых компьютерах информация передается через логические элементы в виде электрических сигналов, представляющих двоичные состояния нулей и единиц. В разработанной системе этот принцип переведен на язык гидродинамики. Наличие жидкости в определенной точке обозначает «1», а ее отсутствие — «0». Входные данные задаются простыми механическими нажатиями на каналы с разных сторон, что изменяет траекторию потока и позволяет выполнять логические операции исключительно силами жидкости. Движение жидкости обеспечивается капиллярным эффектом без применения насосов или внешних источников энергии.
В системе используются открытые каналы, позволяющие газам свободно улетучиваться и предотвращающие закупорку потока пузырьками. Работоспособность технологии была продемонстрирована на примере контролируемой реакции между кислотой и пищевой содой с выделением углекислого газа. Ученые успешно создали базовые логические элементы И, ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И, а также объединили их для выполнения двоичного сложения. Несмотря на то, что подобные вычисления пока значительно уступают в скорости электронным аналогам, пассивная и энергоэффективная система открывает перспективы для создания компактных лабораторий на чипе, медицинских тестов и систем микрофлюидного контроля.
