Логические ворота или вентили – базовые операции, с помощью которых первые компьютеры производили любые математические вычисления. Именно логические ворота стали основой для современных смартфонов, компьютеров и других устройств.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории в США совместили традиционные логические вентили с технологиями 3D-печати и изготовили «разумные» материалы, способные реагировать на изменения окружающей среды даже в экстремальных условиях, таких как высокая радиация, температура и давление. Напечатанные на 3D-принтере логические ворота, наподобие конструктора, можно встроить в любой материал, который затем программируется на необходимые действия.

Разработанные учеными механические логические ворота могут пригодиться, например, в космических модулях и маломощных компьютерах для работы в условиях ядерных и электромагнитных вспышек. Кроме того, разработку можно применить в конструкции роботов, собирающих информацию о работе ядерных реакторов.

Новые логические вентили работают, как переключатели – под воздействием стимулов запускается ряд настроек, которые можно использовать для механических логических операций без внешних источников питания. Сами ворота получают двоичный сигнал – например, давление или вспышку света – и начинают вычисления за счет смещения. Результат операции также передается в виде движения, что приводит к эффекту домино во всех воротах и последующему изменению физической формы устройства.

Разработчики напечатали несколько логических ворот на субмикронном уровне на 3D-принтере по методу двухфотонной стереолитографии. Эта технология подразумевает сканирование лазером жидкого светочувствительного полимера, который застывает под воздействием излучения. Ученые деформировали готовую конструкцию с помощью другого лазера, а затем активировали переключатели логических вентилей. Исследователи рассчитывают, что новый метод ляжет в основу безопасных и персонализированных систем контроля – команда намерена опубликовать файлы моделей в открытом доступе.

Источник