Komputer na krople wody

Profesor bioinżynierii Manu Prakash z Uniwersytetu Stanforda jest twórcą komputera, który działa dzięki przepływowi kropel wody. Prakash i jego studenci tworzyli komputer przez niemal dekadę. Maszyna to pomysł uczonego z czasów, gdy sam był studentem. Zastanawiał się wówczas nad zbudowaniem komputera, który nie tylko wykonywałby obliczenia, ale jednocześnie manipulował materią.

Naszym celem jest zbudowanie nowej klasy komputerów, które mogą precyzyjnie manipulowac materią. Wyobraźmy sobie, że gdy uruchamiamy obliczenia, przetwarzana jest nie tylko informacja, ale również materia - mówi Prakash.

Komputery manipulujące materią nie mają konkurować z tradycyjnymi maszynami, nie są wystarczająco wydajne, jednak możliwość precyzyjnego manipulowania np. kroplami płynów może mieć olbrzymie znaczenie w naukach biologicznych, chemicznych czy w procesach przemysłowych.

Komputer Prakasha korzysta z pola magnetycznego, które działa jak zegar synchronizujący ruch kropli. Opracowanie takiego zegara nie było łatwym zadaniem. Musiał on być łatwy w obsłudze, a jednocześnie mieć możliwość precyzyjnego wpływania na wiele kropli jednocześnie. Uczony wraz ze swoim studetem Georgiosem Katsikisem zbudował rodzaj tablicy składającej się z niewielkich żelaznych pręcików zamkniętych pomiędzy dwoma kawałkami szkła. W środku umieszczono też olej, a następnie ostrożnie wstrzyknięto pojedyncze krople wody z uwięzionymi w nich magnetycznymi nonocząstkami. Manipulując polem magnetycznym można sterować ruchem kropli wody. Obecność lub brak kropli w danym miejscu reprezentuje 1 i 0 w kodzie binarnym. W ten sposób dowiedliśmy, że zmieniając układ pręcików możemy naśladować każdy rodzaj tradycyjnej bramki logicznej. Możemy zbudować dowolny obwód boolean - mówi Katsikis.

Młody naukowiec dodaje, że obecnie taki "wodny układ scalony” ma rozmiar połowy znaczna pocztowego, jednak można go jeszcze zmniejszyć. Jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że możliwe jest jednoczesne manipulowanie milionami kropelek, to cały układ jest wyjątkowo skalowalny. Możemy go zmniejszać i zmniejszać, a dzięki pracy z coraz mniejszymi kropelkami możemy zwiększać liczbę operacji w jednym cyklu zegara - mówi jeden ze współpracowników Prakasha, student Jim Cybulski.

Prakash uważa, że już w niedalekiej przyszłości można będzie wykorzystać jego komputer w roli laboratorium biologicznego czy chemicznego, w którym np. każda z kropli będzie zawierała różne związki chemiczne i sama przeprowadzi testy.

woda kropla materia komputer Manu Prakash