Stanford je stvorio računalo s kapljicama vode

Nakon više od desetljeća istraživanja, znanstvenici sa Sveučilišta Stanford stvorili su radno računalo temeljeno na fizičkom kretanju kapljica vode. To je proboj u fizičkom računanju koji dolazi do najosnovnije definicije računala: bilo kojeg programabilnog uređaja koji može izvršavati logičke (matematičke) operacije. Kombinirajući vrhunsku teoriju u dinamici fluida s vrlo ne baš najsuvremenijom teorijom u računarstvu, tim je uspio stvoriti sinkrono računalo koje se u potpunosti temelji na fizici vode.

Kao što možete zamisliti, računalo na temelju fizičkog kretanja vode je puno, puno sporiji od konvencionalnog računala temeljenog na kretanju elektrona - ali to je suština. Nitko ne očekuje novi, superbrzi tekući CPU, ali primjenjujući principe računanja na manipulaciju materijom, vodeći istraživač Manu Prakash i njegovi studenti postdiplomskih studija nadaju se da mogu računalno izvršiti revoluciju u drugim područjima znanosti.





Prakash je zapravo bioinženjer - njegov glavni cilj projekta je stvoriti platformu za robusna, super brza kemijska ispitivanja. Njihova tehnika može istovremeno usmjeravati milijune kapljica oko čipa, a svaka od njih može se puniti drugom kemikalijom za ispitivanje. Dobro dizajnirani čip mogao bi mjeseci složenog kemijskog eksperimentiranja pretvoriti u minute - nakon što se čip projektira i izradi, eksperiment osmisli i uzorci se naprave i učitaju na sam čip.

Istraživač Manu Prakash (lijevo) i suradnici diplomirani studenti Jim Cybulski i Georgios Katsikis.

Istraživač Manu Prakash (lijevo) i suradnici diplomirani studenti Jim Cybulski i Georgios Katsikis.



Sustav radi na temelju kontinuiranog okretanja primijenjenog magnetskog polja. Čipovi, koji su trenutno približno upola manji od poštanske marke, ugrađeni su u malene željezne šipke koje se lako magnetiziraju; raspoređivanje ovih šipki u labirintima poput 'Pac-Man-a' pruža diskretne kanale za slijeđenje kapljica. Svakoj kapljici ubrizgane su magnetske nanočestice zbog kojih voda reagira na primijenjeno magnetsko polje, pa okretanjem polariteta tih šipki tim može odlučiti kojim će putem kapljica proći kroz labirint.

Sustav djeluje samo kao računalo opće namjene jer je 'sinkrono', što znači da održava različite operacije u istom ritmu - istraživači kažu da bi potencijalno mogli kontrolirati milijune kapljica odjednom, s umanjenom verzijom istog tehnologija. U konvencionalnom računalu, svaki od tih otkucaja naziva se ciklusom sata - u računalu s kapljicama vode taj se ritam kontrolira okretanjem magnetskog polja. U oba slučaja, središnji vremenski mehanizam osigurava da se i tisuće različitih putova i interakcija odvijaju prema istom rasporedu, te na taj način mogu zajedno raditi na računalnim ciljevima.

UNIVAC I

Sjećanje na bazi tekućine UNIVAC I.



Neka od najranijih računala, poput UNIVAC-a I, imala su računalnu memoriju zasnovanu na tekućoj živi - u osnovi ideja predstavljanja računalnih podataka fizičkom materijom nije nova. Novost je ideja da bi se fizička struktura čipa mogla koristiti za usmjeravanje kretanja materije na robustan, unaprijed programiran način. U najboljem slučaju, ovakva promjena paradigme u pristupu eksperimentalnoj kemiji mogla bi prouzročiti neku vrstu povećanja eksponencijalne učinkovitosti elektroničkih računala dopuštenih u redovnoj matematici.

Jedan od velikih poticaja u potrazi za istinski lijekom sljedeće generacije je takozvana tehnologija 'organ na čipu', koja bi znanstvenicima omogućila da testiraju učinke lijekova i drugih tvari na određene organe provodeći te tvari kroz mali, visokopropusni stalak -in za cijele organe od interesa. Uz mogućnost brzog i sustavnog testiranja interakcija tisuća različitih tvari, ta bi ideja mogla jednog dana vjerodostojno doseći točku 'pojedinac na čipu'.

U predvidivijoj budućnosti računanje vodenih kapljica fascinantna je spoznaja nečega što je uvijek bilo teoretski poznato: računarstvo je u osnovi fizički proces (dok kvantno računanje, pretpostavljam), i kao takvo može se izraziti u mediju fizička materija. Na taj je način daleko manje učinkovit - ali učinkovitost nije jedini cilj kojem vrijedi težiti.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com