具穩(wěn)定記憶的可編程機械超材料問世
何為材料界的革命?可編程的超材料應(yīng)算其中。據(jù)英國《自然》期刊在線版日前發(fā)表的一項研究,瑞士科學(xué)家團隊研發(fā)一種可以寫入、存儲并讀取以機械形式編碼數(shù)據(jù)的技術(shù)。正如硬盤給計算機系統(tǒng)帶來的革命性巨變,這種機械式編碼超材料將能讓柔性機器人、工程材料進入全新的發(fā)展階段,并將廣泛助力于需要遠程調(diào)制設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)的領(lǐng)域。 ,77d(bR< SBk4_J/_ 數(shù)字存儲系統(tǒng)是計算機不可或缺的部分。我們熟悉的硬盤,就可用來寫入和讀取存儲于磁極中的數(shù)據(jù),而磁元是硬盤的基單元,通過機電讀寫頭更改磁元的值就能寫入新數(shù)據(jù);反過來也可以讀取磁元的值。在這樣的系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)可以輕易地存儲卻又不會輕易的喪失,哪怕裝置幾年不通電,也不會丟失數(shù)據(jù)。 ?(F6#"/E #:U%mHT(_ 現(xiàn)在,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院機械工程學(xué)院的研究人員,依據(jù)此原理研發(fā)了一種機械式編碼的裝置,不過位元不是磁介質(zhì),而是一種執(zhí)行離合動作的非穩(wěn)態(tài)薄殼,通過極快速改變彎曲狀態(tài),由一種穩(wěn)態(tài)切換至另一穩(wěn)態(tài);同時,按二維陣列排列的機械位元能調(diào)整裝置的整體結(jié)構(gòu)參數(shù)。 dhf!o0'1M x,@B(9No 簡單來說,此次開發(fā)的是一種由機械式位元組成的新裝置,類似計算機硬盤里的磁位元,但其不但可以輕易寫入、長久存儲并隨時讀取以機械形式編碼的數(shù)據(jù),而且編碼所含信息可以用來調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)。 Ma']?Rb` g63(E,;;J 這是超材料領(lǐng)域的實用范例,一直以來,用超材料存儲和提取非易失性數(shù)據(jù)的目標(biāo)都是“難以捉摸”的狀態(tài)。而此次成果為超材料工具集帶來了值得關(guān)注的擴展,對于廣大需要在運行中控制系統(tǒng)剛性和能量密度的工程應(yīng)用具備重要應(yīng)用潛力,同時,這一成果將能給超低功耗主動式超材料帶來新的設(shè)計方案。在下一步研究中,團隊將會讓該系統(tǒng)的36個位元轉(zhuǎn)化為3D結(jié)構(gòu)并加以微型化以及規(guī); J7Hl\Q[D1 ~#[yJNYQ 《自然》文章評價稱,該成果作為超材料遠程可編程裝置的早期實例,為未來直接處理數(shù)據(jù)、執(zhí)行計算和學(xué)習(xí)的材料打開了一扇大門。 1POmP&fI( b;W3j
超材料,是一種自然界中并不存在的材料。人類對材料的幾何結(jié)構(gòu)進行重新設(shè)計,賦予它們一些奇異的甚至超出想象的反常特質(zhì)。它們的應(yīng)用,能給信息技術(shù)、航空航天、能源等眾多領(lǐng)域帶來改變,并催生出新的產(chǎn)業(yè)。文中提到的超材料是一種可編程的材料。所謂可編程,就是遵循一套規(guī)則,通過改變“輸入”,就能改變“輸出”。超材料的功能可以根據(jù)需要重新編程,聽起來更加“腦洞大開”。這還是一項比較早期的成果,但為接下來更多的奇思妙想開啟了通路。
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(來源:科技日報)
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