Diamo per scontato che pensare e calcolare con un computer richiedano elettricità. Un gruppo di fisici ha invece costruito computer che funzionano solo con barre rigide e molle, senza un solo componente elettronico: lo studio è guidato da Joey Paulsen, del St. Olaf College, e pubblicato su Nature Communications.
Il principio da cui parte Paulsen è che i materiali hanno memoria: la gomma ricorda quanto è stata stirata, l'acciaio registra le forze subite. Da questa osservazione nascono tre dispositivi meccanici costruiti con barre rigide e molle (qui un video):
- la prima conta le trazioni applicate;
- la seconda funziona come porta logica distinguendo input pari da dispari;
- la terza misura e conserva la forza ricevuta registrandola nella propria struttura.
Come funzionano i computer meccanici
L'elemento chiave si chiama hysteron: cambia stato non a una singola sollecitazione, ma dopo una sequenza precisa di forze, come un interruttore che scatta solo se premuto abbastanza volte in un certo ordine preciso.
Regolando geometria, posizione delle molle e angoli delle barre, il team ha ottenuto vere porte logiche meccaniche capaci di calcolo, con tanto di interazioni tra loro.
Applicazioni in ambienti estremi
L'obiettivo non è competere con il silicio, ma resistere dove il silicio si guasta: calore estremo, radiazioni intense, ambienti corrosivi in cui i circuiti elettronici smettono presto di funzionare.
Paulsen immagina protesi che reagiscono alla pressione senza bisogno di batteria, oppure sensori per motori a reazione che usano le vibrazioni del motore stesso come input per monitorare l'usura, sostituendo l'elettronica con la meccanica pura.
Dai rover per Venere ai prossimi sviluppi
Un gruppo di studenti dell'Università di Southampton aveva già progettato un rover meccanico per Venere, ma Paulsen ha formalizzato quel principio in un framework generale, applicabile a comportamenti diversi da quello di partenza.
Il prossimo passo, al St. Olaf College, riguarda come più rotori possano interagire tra loro in reti più complesse.