Полезные, спроектированные «живые» машины будущего?

Сконструированные автономные машины в сочетании с искусственным интеллектом долгое время были основным продуктом научной фантастики, и часто в роли злодеев, таких как Сайлоны в перезагрузке «Звездного крейсера Галактика», существа, состоящие из биологических и искусственных материалов. Но что, если бы эти автономные мягкие машины были … полезны?


Это видение группы исследователей штата Пенсильвания и ВВС США, изложенное в недавней статье в . Эти исследователи создали мягкий механический метаматериал, который может «думать» о том, как к нему применяются силы, и реагировать с помощью запрограммированных реакций. Эта платформа обладает огромным потенциалом для различных приложений, от лечения до улучшения окружающей среды.

«Мы создали мягкие механические метаматериалы с гибкими проводящими полимерными сетями, которые могут выполнять все вычисления цифровой логики», – сказал Райан Харн, доцент по развитию карьеры Джеймса Ф. Уилла в Пенсильвании. «В нашей статье описывается способ создания функциональных возможностей принятия решений в разработанных материалах таким образом, чтобы они могли поддерживать будущие мягкие автономные инженерные системы, которые снабжены основными элементами жизненных форм, но при этом запрограммированы на оказание полезных услуг людям. Они могут включать поддержание устойчивой и надежной инфраструктуры, мониторинг переносимых по воздуху и воде загрязнителей и патогенов, оказание помощи в заживлении ран пациентов и многое другое ».

Как отмечает Харн, мыслительные процессы человека основаны на логике, которая похожа на булеву логику из математики. Этот подход использует двоичные входы для обработки двоичных управляющих выходов – используя только последовательности «включения» и «выключения» для представления всей мысли и познания. Мягкие материалы, созданные исследовательской группой, «думают», используя реконфигурацию проводящих полимерных сетей. Механическая сила, приложенная к материалам, соединяет и повторно соединяет сеть.

Используя ввод низкого напряжения в материалы, исследовательская группа создала способ для мягкого материала решать, как реагировать в соответствии с сигналом выходного напряжения от реконфигурированной сети проводящего полимера.

Тип логики, которую использует Харн и его команда, выходит за рамки чисто механической логики, которая представляет собой способ использования комбинаций бистабильных переключателей – переключателей с двумя стабильными состояниями – для представления «0» и «1» последовательности двоичных чисел. . Они обнаружили, что при использовании чистой механической логики исследователи в конечном итоге застревали, потому что некоторые логические операции не могли быть построены.

«Вы достигли точки, когда фактически не можете обработать все восемь логических вентилей», – сказал Харн. «Вы можете обработать четыре из них, но вы не можете обработать последние четыре. Мы открыли способ объединить электрические сигналы вместе с механическими сигналами, что позволяет нам обрабатывать все логические элементы, используемые в современных цифровых вычислениях».

Ключ к реализации всех логических вентилей заключался в сочетании электрической полимерной сети с мягким деформируемым материалом. Исследователи создали логические операции, одновременно изменив конфигурацию мягкого материала и электропроводной сети.

Это также гарантирует, что двоичный выход имеет форму электричества, которое необходимо для приведения в действие исполнительного механизма, который заставляет реагировать на приложенную механическую силу. Комбинация электрических и механических сигналов позволяет машине двигаться, чтобы уйти с дороги или оттолкнуться в определенном направлении.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments