Ученые показали на видео, как работает механический компьютер из кубиков киригами

Механические компьютеры — это компьютеры, работающие с помощью механических, а не электронных компонентов. Исторически это были рычаги или шестеренки. Однако механические компьютеры можно сделать и с использованием мультистабильных структур, то есть сохраняющих стабильность, если по-разному их сложить. Научную работу опубликовали в научном журнале Science Advances.

Основные элементы вычислительной машины — сантиметровые пластиковые кубики, объединенные по 64 штуки в функциональные блоки. Блоки можно объединять в более крупные метаструктуры, позволяющие хранить еще больше данных.

Дизайн этих блоков вдохновлен киригами — видом оригами, в котором допускается использовать для изготовления бумажных моделей ножницы и клей. Ученые применили принципы киригами к полимерам, которые разрезали на соединенные между собой кубы.

Кубики соединены полосками эластичной ленты. Чтобы отредактировать данные, нужно изменить конфигурацию функциональных блоков. Для этого надо потянуть за края метаструктуры и перемещать кубы вверх или вниз. Когда вы отпускаете метаструктуру, лента сжимается, фиксируя кубы, а с ними и данные.

Структура всего из 9 функциональных единиц может сложиться в более чем 362 тысячи возможных конфигураций. Более того, функционал можно расширить еще сильнее: авторы использовали двоичный код, но теоретически кубики позволяют «записать» на них не только 0 или 1, но и 2, 3 или 4.

Ученые считают, что изобретение можно использовать для трехмерных механических шифров — определенная комбинация стала бы 3D-паролем. Кроме того, такой компьютер потенциально полезен для создания тактильных систем, которые будут отображать информацию не как пиксели на экране, а трехмерно.