Un ordinateur mécanique s’appuie sur des cubes de kirigami plutôt que sur de l’électronique

• Un ordinateur mécanique fonctionne avec des cubes de kirigami, sans composants électroniques

  • Pour diffusion immédiate
    • Chercheurs : Jie Yin, Yanbin Li, Matt Shipman
    • Affiliation : North Carolina State University
  • Une équipe de recherche de la North Carolina State University a développé un ordinateur mécanique inspiré du kirigami, capable de stocker, récupérer et effacer des données sans composants électroniques
  • Ce système inclut une fonction réversible permettant de contrôler les moments où l’édition des données est autorisée et ceux où les données doivent être figées

• Qu’est-ce qu’un ordinateur mécanique ?

  • Un ordinateur mécanique est un ordinateur qui utilise des composants mécaniques au lieu de composants électroniques
  • Historiquement, ils ont utilisé des composants mécaniques comme des leviers ou des engrenages
  • Il est possible de créer des ordinateurs mécaniques à l’aide de structures possédant plusieurs états stables

• Objectif de la recherche

  • Développer un système mécanique stable pour stocker des données
  • Se concentrer sur une fonction de calcul binaire où les cubes sont poussés vers le haut ou vers le bas
  • Les cubes peuvent avoir cinq états différents ou plus, ce qui ouvre la voie à des calculs plus complexes

• Unité de base du nouvel ordinateur mécanique

  • Une unité fonctionnelle composée de 64 cubes interconnectés en plastique de 1 cm
  • Les cubes interconnectés sont créés en appliquant les principes du kirigami à des matériaux tridimensionnels
  • Lorsqu’un cube est poussé vers le haut ou vers le bas, la structure de tous les cubes connectés se modifie
  • Les cubes peuvent être poussés physiquement ou à distance à l’aide d’une plaque magnétique
  • Les unités fonctionnelles de 64 cubes peuvent être combinées pour former des métastructures plus complexes

• Méthode d’édition des données

  • Il faut modifier la configuration de l’unité fonctionnelle
  • Il faut tirer sur les bords de la métastructure pour tendre le ruban élastique, puis pousser les cubes
  • Lorsque l’on relâche la métastructure, le ruban se rétracte et fixe les cubes ainsi que les données

• Applications potentielles

  • Chiffrement ou déchiffrement mécanique en trois dimensions
  • En utilisant un framework binaire, une métastructure simple composée de 9 unités fonctionnelles possède plus de 362 000 configurations possibles
  • Possibilité de développer des calculs allant au-delà du code binaire
  • Possibilité de développer des systèmes haptiques affichant des informations dans un contexte tridimensionnel

• Informations sur l’article de recherche

  • Titre de l’article : "Reprogrammable and Reconfigurable Mechanical Computing Metastructures with Stable and High-Density Memory"
  • Auteurs : Yanbin Li, Shuangyue Yu, Haitao Qing, Yaoye Hong, Yao Zhao, Fangjie Qi, Hao Su, Jie Yin
  • Date de publication : 26 juin 2024
  • Revue : Science Advances
  • DOI : 10.1126/sciadv.adk7220

L’avis de GN⁺

• Cet article est intéressant car il présente une nouvelle manière de traiter mécaniquement des données sans composants électroniques
• Les applications potentielles des ordinateurs mécaniques couvrent divers domaines, notamment le chiffrement, le déchiffrement et les systèmes haptiques
• Cette technologie n’est pas sensible aux interférences électromagnétiques, ce qui permet un stockage et un traitement stables des données
• Elle pourrait être plus économe en énergie que les ordinateurs électroniques existants
• Lors de l’adoption de cette technologie, il faudra prendre en compte les questions de durabilité mécanique et de maintenance

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• Une question a été soulevée sur le fait de savoir si les portes logiques fonctionnent réellement

  • La vidéo montre seulement un basculement manuel des bits
  • La figure 8 (C et D), qui illustre le fonctionnement des portes logiques, confirme que les opérations des portes logiques "OR" et "AND" ont bien été réalisées

• Ce travail de preuve de concept se concentre sur la capacité de calcul binaire où les cubes sont poussés vers le haut ou vers le bas

  • Un cube peut valoir 1 ou 0
  • Cela laisse entrevoir des possibilités de calcul plus complexes
  • Il a été démontré que les cubes peuvent avoir plus de cinq états
  • En théorie, un cube peut transmettre non seulement 1 ou 0, mais aussi 2, 3 ou 4

• Une question a été posée sur le fait que cela franchit peut-être la frontière entre calcul analogique et calcul numérique

  • Cela ressemble à la description d’un système informatique analogique dont l’explication est incomplète

• Un ordinateur mécanique est un ordinateur qui fonctionne à l’aide de composants mécaniques plutôt que de composants électroniques

  • Les électrons sont environ mille fois plus légers que les nucléons
  • Par conséquent, un ordinateur mécanique consommera toujours plus d’énergie qu’un ordinateur électronique
  • Parce qu’un ordinateur mécanique doit déplacer des atomes pour fonctionner

• Quelqu’un a dit que s’il devenait milliardaire, il aimerait aménager chez lui une grande pièce pour des ordinateurs d’avant l’électricité

  • Avec la généralisation des transistors, beaucoup de choses sont devenues presque triviales
  • Des objets comme The Writer Automaton l’ont toujours fasciné

• Une question a été posée sur le fait de savoir si ce type d’ordinateur conviendrait à des environnements hostiles, comme un rover sur Vénus

• Une question a été posée sur l’existence d’un cas où l’on aurait redémarré une société à partir de « calcul mécanique » avec des puces opérationnelles

  • Comment relancer des usines comme celles de TSMC dans une situation où un événement EM à l’échelle planétaire aurait interrompu tout calcul
  • Comment maintenir la production alimentaire
  • La question était de savoir s’il serait possible de repartir de zéro avec seulement des ordinateurs mécaniques et des instructions de base

• Une question a été posée sur les cas d’usage de ces ordinateurs

  • Possibilité d’utilisation dans des environnements à forte radiation ou dans d’autres conditions extrêmes

• Un lien vers l’article a été partagé (ce n’est pas open source)

  • Lien vers l’article

• Quelqu’un a dit que cela lui rappelait le QAM

• Quelqu’un a dit que cela donnait l’impression de voir The Diamond Age de Neal Stephenson dans la réalité