Logo Arabcivil 2024

آفاق جديدة في تخزين البيانات: ابتكار حاسوب ميكانيكي مستوحى من الكيريغامي

تم تحديثه يوم 2 يوليو, 2024 من طرف فريق الأبحاث و المستجدات
المصدر: SCIENCE ADVANCES

 

الفكرة الأساسية

قام باحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية بتطوير حاسوب ميكانيكي مستوحى من فن الكيريغامي*، يستخدم مكعبات البوليمر* المترابطة لتخزين البيانات واسترجاعها وحذفها دون الحاجة إلى مكونات إلكترونية، مما يفتح آفاقًا جديدة لتطبيقات معقدة في مجال الحوسبة الميكانيكية*.

 


تفاصيل القصة

ابتكار في الحوسبة الميكانيكية*

قام باحثون في جامعة ولاية كارولينا الشمالية بتطوير حاسوب ميكانيكي مستوحى من فن الكيريغامي*، يعتمد على هيكل معقد من مكعبات البوليمر* المترابطة لتخزين واسترجاع وحذف البيانات دون الاعتماد على المكونات الإلكترونية. يتميز هذا النظام بميزة عكسية تتيح للمستخدمين التحكم في وقت السماح بتحرير البيانات ووقت قفل البيانات في مكانها.

يعمل هذا النظام على تخزين البيانات باستخدام وظائف الحوسبة الثنائية، حيث يمكن للمكعب أن يكون إما مرفوعًا أو مضغوطًا، مما يعبر عن قيمتي 1 أو 0. ومع ذلك، يعتقد الباحثون أن هناك إمكانية لتطوير الحوسبة إلى مستوى أكثر تعقيدًا، حيث يمكن للمكعبات أن تأخذ خمس حالات مختلفة أو أكثر، مما يعني أن المكعب الواحد يمكن أن يعبر عن قيم متعددة تتجاوز الحوسبة الثنائية التقليدية.

تعزيز تخزين البيانات والتعقيد

الوحدات الأساسية في الحاسوب الميكانيكي الجديد هي مكعبات بلاستيكية بحجم 1 سنتيمتر، مجمعة في وحدات وظيفية تتألف من 64 مكعبًا مترابطًا. تصميم هذه الوحدات مستوحى من الكيريغامي*، وهو فن قص وطي الورق.

طبق الباحثون مبادئ الكيريغامي* على المواد ثلاثية الأبعاد التي تم قصها إلى مكعبات مترابطة. عند دفع أي من المكعبات لأعلى أو لأسفل، يتغير شكل جميع المكعبات المترابطة، ويمكن القيام بذلك عن طريق دفع المكعبات جسديًا أو بواسطة تطبيق مجال مغناطيسي.

يمكن تجميع وحدات المكعبات البالغ عددها 64 معًا لتشكيل هياكل ميتا* معقدة تتيح تخزين المزيد من البيانات أو إجراء حسابات أكثر تعقيدًا. يتم توصيل المكعبات بشرائط رقيقة من الشريط المطاطي، ولتحرير البيانات، يجب تغيير تكوين الوحدات الوظيفية. يتطلب ذلك من المستخدمين سحب حواف الهيكل الميتا*، مما يؤدي إلى تمديد الشريط المطاطي والسماح بدفع المكعبات لأعلى أو لأسفل. عند تحرير الهيكل الميتا*، ينكمش الشريط، مما يقفل المكعبات - والبيانات - في مكانها.

تتمثل إحدى التطبيقات المحتملة لهذا النظام في إنشاء أنظمة تشفير أو فك تشفير ميكانيكية ثلاثية الأبعاد، حيث يمكن أن تكون تكوينات الوحدات الوظيفية بمثابة كلمة مرور ثلاثية الأبعاد.

 


المصطلحات الأساسية

    • الكيريغامي: فن قص وطي الورق لإنشاء أشكال معقدة ثلاثية الأبعاد.
    • الحوسبة الميكانيكية: نوع من الحوسبة يعتمد على المكونات الميكانيكية بدلاً من الإلكترونية.
    • مكعبات البوليمر: وحدات بلاستيكية مترابطة تستخدم في تخزين البيانات في النظام الميكانيكي.
    • الهياكل الميتا: هياكل معقدة تتكون من وحدات وظيفية مترابطة، تسمح بتخزين ومعالجة البيانات.
    • الحوسبة الثنائية: نظام حوسبة يعتمد على قيمتين فقط (0 و1) لتخزين ومعالجة البيانات.

 

اطّلع على المزيد

مساهمة في تنمية المدنية العربية
جميع الحقوق محفوظة © Arabcivil 2024