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研究人员将旧式逻辑门与3D打印相结合,创造出“有感知”的材料

来源:客户端

发布时间:2019-02-22 19:01:42

点击量:2347

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逻辑门是原始计算机的实体,能够执行任何类型的数学计算。这些操作使您的手机,计算机,游戏机等所有计算成为可能。通过将旧式逻辑门与3D打印相结合,劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员创造了“有感知”的材料,可以应对周围环境的变化即使在会破坏电子元件的极端环境中,例如高辐射,高温或高压。


图为(l-r)是LLNL的研究人员Julie Jackson Mancini,Logan Bekker,Andy Pascall和Robert Panas。摄影:Julie Russell / LLNL


与LEGO一样,这些3D打印逻辑门可以嵌入到任何类型的架构材料中,并通过物理改变形状进行编程以对其环境做出反应,而无需电力。根据首席研究员Andy Pascal的说法:“如果你将逻辑门嵌入到材料中,那么这种材料就能感知到它的环境。这是一种有反应材料的方式;我们喜欢把它称为'有感知的'材料 - 可能会有复杂的反应温度,压力等。这个想法是超越智能。“



使用大面积投影微光刻(LAPμSL)方法3D打印一系列机械逻辑门。


研究人员表示,机械逻辑门可用于发送到诸如金星等恶劣环境的火星车,或用于破坏电子设备的核或电磁脉冲爆炸的低功率计算机。这些装置还可以用于收集核反应堆信息的机器人,并且可以隐藏在任何类型的结构内。LLNL研究人员设计了该设备,其行为类似于开关。弯曲部分链接在一起,当受到刺激时,触发一系列配置,可用于执行机械逻辑计算而无需外部电源。门本身由于位移而工作,从换能器接收外部二进制信号,例如来自光纤电缆的压力脉冲或光脉冲并执行逻辑计算。结果转化为运动,在所有门上产生多米诺骨牌效应,从而改变设备的形状。

加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的LLNL研究人员和贡献者对旧技术进行了新的改进,是3D打印机械逻辑门。“许多机械逻辑设计都有很大的局限性,你会遇到无法制造的奇特设计,”帕纳斯说。 “我们正在做的是使用这些柔性元件,这些柔性元件是3D打印的,它们改变了逻辑结构的组合方式。我们最终意识到我们需要一个位移逻辑设置(传输信息)。令人惊讶的是,它确实奏效了。“

帕纳斯称,弯曲的屈曲作用使得结构可以预先编程或存储信息而无需辅助能量流,使其非常适合高辐射,高温或高压环境。帕纳斯说:“我们认为这是一种简单的逻辑,被放入大量材料中,可能会在通常无法获取数据的地方获得读数。”

在加州大学洛杉矶分校,前LLNL博士后研究员Jonathan Hopkins使用了一种称为双光子立体光刻的3D打印工艺,其中激光扫描光固化液体聚合物,在激光照射的地方固化和硬化,在亚微米级打印一组门。霍普金斯解释说:“一旦打印出结构,我们就会使用不同的激光器将其变形到位,这些激光器可用作光学镊子。” “然后我们也使用那些光学镊子驱动开关。这是一种革命性的新方法,可以在微观尺度上制造这些材料。“

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