مهندسان ایالت پن با همکاری محققان نیروی هوایی ایالات متحده، ماده ای نرم و پلیمری ایجاد کرده اند که مانند مغز عمل می کند و به طور همزمان استرس مکانیکی را حس می کند، فکر می کند و بدون نیاز به مدارهای اضافی برای پردازش این سیگنال ها عمل می کند.
به گزارش تک ناک ،این یافته جدید می تواند جایگزینی جدید و قابل تنظیم مجدد برای مدارهای مجتمع باشد. مدارهای مجتمع معمولاً از اجزای الکترونیکی متعددی تشکیل شدهاند که بر روی مواد نیمهرسانای منفرد مانند سیلیکون قرار گرفتهاند و همه انواع الکترونیک مدرن از جمله تلفنها، اتومبیلها و روباتها را اجرا میکنند. مدارهای مجتمع جزء اصلی مورد نیاز برای محاسبات مقیاس پذیر سیگنال ها و اطلاعات هستند، اما قبلاً هرگز توسط دانشمندان در ترکیبی غیر از نیمه هادی های سیلیکونی محقق نشده بودند.
کشف جدید این فرصت را تقریبا برای هر ماده ای در اطراف ما فراهمکرد که می تواند مانند مدار یکپارچه عمل کند.
توانایی «اندیشیدن» درباره آنچه در اطراف اتفاق می افتد.
رایان هارن، دانشیار مهندسی مکانیک در ایالت پن، گفت: ما اولین نمونه از یک ماده مهندسی را ایجاد کردهایم که میتواند به طور همزمان فشار مکانیکی را بدون نیاز به مدارهای اضافی برای پردازش این سیگنالها حس کند، فکر کند و عمل کند.ماده پلیمری نرم مانند مغزی عمل میکند که میتواند رشتههای دیجیتالی اطلاعات را دریافت کند که سپس پردازش میشوند و در نتیجه توالیهای جدیدی از اطلاعات دیجیتالی ایجاد میشود که میتوانند واکنشها را کنترل کنند.
مواد نرم حاوی مدارهای قابل تنظیم مجدد است که می تواند منطق ترکیبی را اجرا کند. هنگامی که ماده، محرک های خارجی را دریافت می کند، ورودی را به اطلاعات الکتریکی تبدیل می کند که سپس برای تولید سیگنال های خروجی پردازش می شود. این ماده می تواند از نیروی مکانیکی برای محاسبات پیچیده یا تشخیص فرکانس های رادیویی برای برقراری ارتباط سیگنال های نوری خاص استفاده کند.
محققان می گویند که مواد مدار مجتمع مکانیکی از فرآیند «تفکر» مشابهی مانند انسان استفاده می کند و کاربردهای بالقوه ای در سیستم های جستجو و نجات ، تعمیرات زیرساخت، و حتی در مواد زیست هیبریدی دارد که می توانند پاتوژن های موجود در هوا را شناسایی، جداسازی و خنثی کنند.
برای اینکه مواد پلیمری بتوانند اطلاعات را به روشی مشابه مغز پردازش کنند و در مورد آنها فکر کنند، باید محاسبات داخلی پیچیده ای را انجام دهند. هنگامی که محققان مواد مهندسی شده خود را در معرض اطلاعات مکانیکی قرار می دهند نیروی اعمال شده ای که مواد را تغییر شکل می دهد اطلاعات را دیجیتالی می کنند تا سیگنال هایی را نشان دهند که شبکه الکتریکی آن می تواند پیشرفت و ارزیابی کند.
تیم تحقیقاتی اکنون در حال تکامل مواد مدار مجتمع مکانیکی برای پردازش اطلاعات بصری مانند سیگنالهای فیزیکی هستند.
هارن گفت: «ما در حال حاضر این ماده را وسیلهای برای «دیدن» به منظور تقویت حس «لامسه » که در حال حاضر ایجاد کردهایم ترجمه میکنیم. “هدف ما توسعه ماده ای است که با دیدن علائم، دنبال کردن آنها و مانور دادن از مسیر نیروی مکانیکی نامطلوب، مانند چیزی که روی آن پا می گذارد، ناوبری مستقل را در یک محیط انجام دهد”.
