Máy tính cơ mới hoàn toàn không có bộ phận điện tử, chỉ gồm 64 khối lập phương polymer liên kết với nhau để xử lý dữ liệu.
Máy tính cơ lấy cảm hứng từ nghệ thuật kirigami. (Video: Yin Lab)
Các nhà khoa học chế tạo một máy tính cơ học lấy cảm hứng từ kirigami, nghệ thuật gấp và cắt giấy Nhật Bản, Live Science hôm 4/7 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science Advances.
Máy tính thử nghiệm không có bất cứ bộ phận điện tử nào. Cỗ máy gồm 64 khối polymer thể tích 1cm3 liên kết với nhau, có thể sắp xếp lại để lưu trữ, truy xuất và xóa dữ liệu. Tương tự kirigami, máy tính có thể được điều chỉnh thành nhiều cấu hình và trạng thái khác nhau.
Mỗi khối lập phương đại diện cho một bit dữ liệu nhị phân, có thể được đẩy lên hoặc ấn xuống để biểu thị lần lượt 1 và 0. Việc sắp xếp lại các khối lập phương sẽ làm thay đổi cấu hình máy tính, cho phép thông tin được lưu trữ hoặc biểu thị dưới dạng vật lý.
Máy tính mới có thể giúp tạo ra các hệ thống mã hóa – giải mã vật lý, thậm chí phát triển các hệ thống điểu chỉnh bằng tay cho môi trường 3D. “Ví dụ, một cấu hình nhất định của các đơn vị chức năng có thể dùng làm mật khẩu 3D. Chúng tôi cũng quan tâm đến việc khám phá công dụng tiềm năng của các siêu cấu trúc này, từ đó tạo ra những hệ thống xúc giác với khả năng hiển thị thông tin trong môi trường 3D thay vì dưới dạng pixel trên màn hình”, Yanbin Li, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trường Kỹ thuật thuộc Đại học Bang North Carolina, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Hệ thống đủ khả năng tính toán phức tạp hơn mã nhị phân.
Máy tính cơ đã xuất hiện từ nhiều thế kỷ trước, nhiều khả năng từ thế kỷ thứ hai trước Công nguyên, rất lâu trước khi những thuật toán và ngôn ngữ lập trình hiện đại ra đời. Nhưng khi đó, con người vận hành chúng bằng bánh răng và cần gạt, khiến chúng trở nên rất cồng kềnh.
Với máy tính mới, việc thay đổi vị trí của một khối lập phương sẽ làm thay đổi bố cục của tất cả các khối đang liên kết, đồng nghĩa với việc thay đổi cấu hình của máy tính để tương thích với các trạng thái tính toán khác nhau. “Sử dụng khung nhị phân – trong đó các khối lập phương ở trên hoặc dưới – một siêu cấu trúc đơn giản gồm 9 đơn vị chức năng cũng có tới hơn 362.000 cấu hình”, Li cho biết.
Nhóm nghiên cứu cho biết, hệ thống đủ khả năng tính toán phức tạp hơn mã nhị phân, với các khối lập phương không chỉ biểu thị 0 hoặc 1 mà còn cả 2, 3 và 4. “Mỗi đơn vị chức năng trong 64 khối có thể được sắp xếp vào nhiều loại bố cục và các khối có khả năng xếp chồng lên nhau cao tới 5 khối”, đồng tác giả nghiên cứu Jie Yin, phó giáo sư cơ khí và kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Đại học Bang North Carolina, giải thích.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng hợp tác với các lập trình viên để phát triển mã cho máy tính. “Nguyên mẫu thử nghiệm của chúng tôi đã chứng minh tiềm năng của những cấu trúc này, nhưng chúng tôi chưa phát triển mã để tận dụng chúng. Chúng tôi muốn hợp tác với những nhà nghiên cứu khác để khám phá tiềm năng mã hóa của các siêu cấu trúc này”, Li chia sẻ.