研究人員將舊式邏輯門(mén)與3D打印相結(jié)合，創(chuàng)造出“有感知”的材料

來(lái)源:中國(guó)3D打印網(wǎng)

邏輯門(mén)是原始計(jì)算機(jī)的實(shí)體，能夠執(zhí)行任何類(lèi)型的數(shù)學(xué)計(jì)算。這些操作使您的手機(jī)，計(jì)算機(jī)，游戲機(jī)等所有計(jì)算成為可能。通過(guò)將舊式邏輯門(mén)與3D打印相結(jié)合，勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員創(chuàng)造了“有感知”的材料，可以應(yīng)對(duì)周?chē)�環(huán)境的變化即使在會(huì)破壞電子元件的極端環(huán)境中，例如高輻射，高溫或高壓。

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

與LEGO一樣，這些3D打印邏輯門(mén)可以嵌入到任何類(lèi)型的架構(gòu)材料中，并通過(guò)物理改變形狀進(jìn)行編程以對(duì)其環(huán)境做出反應(yīng)，而無(wú)需電力。根據(jù)首席研究員Andy Pascal的說(shuō)法：“如果你將邏輯門(mén)嵌入到材料中，那么這種材料就能感知到它的環(huán)境。這是一種有反應(yīng)材料的方式;我們喜歡把它稱(chēng)為'有感知的'材料 - 可能會(huì)有復(fù)雜的反應(yīng)溫度，壓力等。這個(gè)想法是超越智能�！�
使用大面積投影微光刻(LAPμSL)方法3D打印一系列機(jī)械邏輯門(mén)。

研究人員表示，機(jī)械邏輯門(mén)可用于發(fā)送到諸如金星等惡劣環(huán)境的火星車(chē)，或用于破壞電子設(shè)備的核或電磁脈沖爆炸的低功率計(jì)算機(jī)。這些裝置還可以用于收集核反應(yīng)堆信息的機(jī)器人，并且可以隱藏在任何類(lèi)型的結(jié)構(gòu)內(nèi)。LLNL研究人員設(shè)計(jì)了該設(shè)備，其行為類(lèi)似于開(kāi)關(guān)。彎曲部分鏈接在一起，當(dāng)受到刺激時(shí)，觸發(fā)一系列配置，可用于執(zhí)行機(jī)械邏輯計(jì)算而無(wú)需外部電源。門(mén)本身由于位移而工作，從換能器接收外部二進(jìn)制信號(hào)，例如來(lái)自光纖電纜的壓力脈沖或光脈沖并執(zhí)行邏輯計(jì)算。結(jié)果轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)，在所有門(mén)上產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，從而改變?cè)O(shè)備的形狀。

加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的LLNL研究人員和貢獻(xiàn)者對(duì)舊技術(shù)進(jìn)行了新的改進(jìn)，是3D打印機(jī)械邏輯門(mén)�！霸S多機(jī)械邏輯設(shè)計(jì)都有很大的局限性，你會(huì)遇到無(wú)法制造的奇特設(shè)計(jì)，”帕納斯說(shuō)。 “我們正在做的是使用這些柔性元件，這些柔性元件是3D打印的，它們改變了邏輯結(jié)構(gòu)的組合方式。我們最終意識(shí)到我們需要一個(gè)位移邏輯設(shè)置(傳輸信息)。令人驚訝的是，它確實(shí)奏效了。“


帕納斯稱(chēng)，彎曲的屈曲作用使得結(jié)構(gòu)可以預(yù)先編程或存儲(chǔ)信息而無(wú)需輔助能量流，使其非常適合高輻射，高溫或高壓環(huán)境。帕納斯說(shuō)：“我們認(rèn)為這是一種簡(jiǎn)單的邏輯，被放入大量材料中，可能會(huì)在通常無(wú)法獲取數(shù)據(jù)的地方獲得讀數(shù)。”


在加州大學(xué)洛杉磯分校，前LLNL博士后研究員Jonathan Hopkins使用了一種稱(chēng)為雙光子立體光刻的3D打印工藝，其中激光掃描光固化液體聚合物，在激光照射的地方固化和硬化，在亞微米級(jí)打印一組門(mén)�；羝战鹚菇忉屨f(shuō)：“一旦打印出結(jié)構(gòu)，我們就會(huì)使用不同的激光器將其變形到位，這些激光器可用作光學(xué)鑷子�！� “然后我們也使用那些光學(xué)鑷子驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)。這是一種革命性的新方法，可以在微觀尺度上制造這些材料�！�

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