Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Изобретён компьютер, производящий вычисления на каплях жидкости

Ключевые слова:  Биоинженерия, Вычислительная техника

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

12 июня 2015

Современные компьютеры и вода — вещи несовместимые. Об этом знает каждый, кто проливал кофе на клавиатуру хоть раз в своей жизни. Но инженеры из Стэнфордского университета решили сломать этот стереотип. Они разработали процессор, который вместо электронов использует для работы движение капель жидкости.

Профессор биоинженерии Ману Пракаш (Manu Prakash) вынашивал идею необычной вычислительной машины почти десять лет. К слову, ранее этот неутомимый исследователь и изобретатель демонстрировал миру бумажный микроскоп, помогающий бороться с малярией, и химический набор для школьников, стимулирующий интерес к науке.

Многие из идей учёного родом из его детства и юности. Так, ещё будучи аспирантом, он рассматривал возможность использования капель жидкости в качестве битов информации. После долгих экспериментов Пракаш создал вращающееся магнитное поле, которое стало играть роль компьютерных часов, необходимых в любой вычислительной системе для синхронизации всех процессов.

Затем вместе с коллегами инженер построил на стеклянной основе лабиринт из небольших металлических элементов прямой и Т-образной формы, и поместил его между электромагнитных катушек. Катушки генерируют вращающееся магнитное поле и поставляют его в лабиринт. В нём поле влияет на перемещение капель жидкости размером с маковые зёрна (сама по себе вода на поле не реагирует, но высокое содержание металлических наночастиц заставляет капли откликаться).

Каждый оборот, при котором происходит смена поля, сопровождается продвижением всех капель, запущенных в систему, на один шаг вперёд. В зависимости от строения металлических путей капли перемещаются по разным направлениям, как персонажи игры PacMan.

Процесс вычисления считывается при этом в реальном времени с помощью видеокамеры. Роль "нолей" и "единиц" бинарного кода играет наличие или отсутствие жидкости на каждом участке лабиринта. В представленном варианте по лабиринту одновременно путешествуют лишь несколько капель, но систему можно легко масштабировать, заставив перемещаться миллионы элементов.

По сути, водяная вычислительная машина может выполнить любую операцию доступную обычным компьютерам, правда, на это уйдёт гораздо больше времени, да и размеры такого процессора будут слишком большими.

В то же время Пракаш особо отмечает, что его изобретение не предназначено для замены существующих компьютерных технологий.

"У нас уже есть цифровые компьютеры для обработки информации, и мы не собираемся конкурировать с ними, — поясняет учёный в пресс-релизе университета. — Наша цель заключается в создании совершенно нового класса компьютеров, которые могут точно контролировать и манипулировать физической материей. Представьте себе, что можно запустить серию вычислений, в ходе которых не только обрабатывается информация, но и совершается перемещение физической материи согласно заданному алгоритму. Мы показали, что это возможно в мезомасштабе".

Так как в состав ферромагнитной жидкости можно добавить и другие компоненты, устройство может быть использовано в химических и биологических лабораториях для беспрецедентно точного контроля над переносом и соединением различных химических веществ. При этом каждая капля будет выполнять функцию миниатюрной пробирки.

Подробные результаты исследования опубликованы в издании Nature Physics.


Источник: Вести.наука



Комментарии
Пастух Евфграфович, 16 июня 2015 09:21 
Магия мозга и лабиринты жизни»"
Вот что можно сделать умными руками, если ЭТО неохота просто моделировать на Sequoia & Eurogrid!
А если этот лабиринт с водой, как их средний мозг, будет весить в среднем - 1323 гр., а если воды в нём будет, как и положено, 80%-90%, то на горизонте замаячит... BRAIN Initiative, кто знает, может быть от лабиринта Ману до модели извилин рядового Вrain человечеству осталось сделать всего один маленький шаг...

P.S. Однако вода у всеми любимого свет-Ману "работает" просто и безопасно (в своё время «обжегся на молоке, дует и на воду»). Как всегда.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ещё немного про звезды...
Ещё немного про звезды...

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.