کامپیوتر بادی!!!!!

[deltang]

کامپیوتر بادی!!!!!

پژوهشگران با استفاده از خلا و جریان هوا به جای صفر و یک، رایانه ای ساخته اند که با هوا کار می کند. قرار است این رایانه بادی (!) برای محاسبات ریزسیالات در آزمایشگاه ها استفاده شود. پژوهشگران با استفاده از خلا و جریان هوا به جای صفر و یک، رایانه ای ساخته اند که با هوا کار می کند. قرار است این رایانه بادی (!) برای محاسبات ریزسیالات در آزمایشگاه ها استفاده شود. مجید جویا: برای انجام محاسبات پیچیده، راه های زیادی به غیر از استفاده از یک کامپیوتر الکترونیک استاندارد وجود دارد، ولی به تازگی به فهرست طولانی ماشین های محاسبه عجیب و غریب، یک مورد جدید اضافه شده که محاسبات خود را به جای سیلیکون، بر روی هوا انجام می دهد. به گزارش نیوساینتیست، مجموعه پیچیده ای از کانال ها و سوپاپ ها که توسط مینسونگ ری و مارک بارنز از دانشگاه میشیگان طراحی و ساخته شده اند، سیگنال های دو-دویی را به روش عجیبی پردازش می کند: برای نمایش حالت صفر هوا را از لوله ها بیرون می کشد و برای حالت یک، لوله را از هوا پر می کند. زنجیره ای از چنین صفر و یک هایی از میان کانال های پردازنده جریان می یابد و شیرهای هوا، جریان سیگنال ها را از میان این کانال ها کنترل می کنند. کامپیوتر سوپاپی هر شیر هوا با تغییر فشار هوا در محفظه کوچکی که زیر کانال هوا قرار دارد، کنترل می شود و با یک غشای ضد نشت و انعطاف پذیر از باقی مدار جدا می شود. هنگامی که محفظه پایینی با هوا پر شد، غشا به بالا فشار می آورد و شیر را می بندد، و به این ترتیب از عبور سیگنال دو-دویی از یکی از اتصالات این پردازنده جلوگیری می کند. بیرون کشیدن هوا از محفظه، غشا را به پایین می کشد و سبب می شود که شیر باز شود و سیگنال از این اتصال عبور کند. این دو محقق، از کانال های قابل کنترل با شیر برای ایجاد مجموعه متنوعی از گیت های منطقی، فلیپ فلاپ و شیفت رجیستر استفاده کردند، و آنها را به هم متصل کردند تا یک ریز پردازنده 8 بیتی بسازند. این امر بدین معنا است که طولانی ترین مجموعه اطلاعاتی که این دستگاه می تواند پردازش کند، تنها از 8 بیت تشکیل شده است، مانند پردازنده های مورد استفاده در دستگاه های دهه 80 قرن گذشته میلادی، دستگاه هایی مانند نینتندو. قسمت جالب این دستگاه این است که می توان مولفه های پنوماتیک آن را در حال کار مشاهده کرد، چون که غشاها هنگامی که به پایین کشیده می شوند، عکس العمل شدیدی نشان می دهند. کمک در آزمایشگاه ولی این ریزپردازنده هوایی فاصله خیلی زیادی تا تبدیل شدن به یک ماشین محاسبه جدی دارد، این چیزی است که خود ری و بارنز هم به آن اذعان دارند: این دستگاه توانایی بالقوه ارتقای سطح دستگاه های «آزمایشگاه روی یک تراشه» را دارد، دستگاه هایی که بتوانند آزمایش های شیمیایی پیچیده را خودکار انجام دهند و توانایی تشخیص بیماری ها، نمونه گیری از دی.ان.ای و دیگر امور آزمایشگاهی را بهبود ببخشند. به گفته این گروه محققین دانشگاه میشیگان، این دستگاه های ریزسیالاتی جیبی هنوز کاربرد عملی زیادی ندارند، شاید به این دلیل که آنها نیاز به تعداد زیادی از مولفه های حجیم و غیر الکترونیکی دارند که عملکرد آنها را کنترل کنند. استفاده از مدارهای منطقی، راهی است برای این که بخش زیادی از این اقدامات کنترلی را به روی تراشه منتقل کرد و در نتیجه هزینه ها را کاهش داد. ولی بارنز به این نکته اشاره می کند که خیلی از سیستم های سیالاتی هیچ مولفه الکترونیکی ندارند و به این دلیل، اضافه کردن شیرهای استاندارد الکترونیکی به دستگاه، نیاز به یک فرایند جدید تولید را به میان خواهد آورد. او می گوید: «خیلی از سیستم های ریز سیالاتی از سوپاپ های پنوماتیک برای کنترل جریان مایع استفاده می کنند، در نتیجه اضافه کردن مدارهای کنترل پنوماتیک می تواند به نسبت ارزان و ساده باشد». به رغم این که این دستگاه هنوز نیاز به یک منبع خلا خارجی دارد تا بتواند عمل کند، حجم ریز پردازنده به حدی کم است که خلا مورد نیاز را می توان با استفاده از یک پمپ دستی تولید کرد. رویکرد چند وجهی اندرو دی ملو، متخصص ریز سیالات در امپریال کالج لندن فکر می کند که ساده سازی این روش کار می تواند به ساخت دستگاه های ریز سیالاتی مفیدی برای کشورهای در حال توسعه منجر شود. او می گوید: «این واقعیت که شما می توانید خلا مورد نیاز را با یک پمپ دستی تولید کنید به این معنی است که این دستگاه ها توان کمی را مصرف می کنند، و برای جاهای دور افتاده مناسبند». با این حال، به نظر نمی رسد که این دستگاه استفاده زیادی در خارج از محدوده ریز سیالات پیدا کند؛ سیگنال های «هوا» یا «خلا» در مقایسه با جریان بسیار سریع الکترون ها در یک مدار استاندارد سیلیکونی خیلی کند است. هر چند بارنز به دنبال راه حلی برای این مشکل هم می گردد، او می گوید: «کوچک شدن دستگاه به این معنی خواهد بود که سیگنال ها مسافت کمتری را طی می کنند و در نتیجه سرعت بالاتری خواهند داشت».




منبع :تلنا