Hollanda'daki FOM Atom ve Moleküler Fizik Enstitüsü (AMOLF) araştırmacıları, bilgisayarların matris-vektör çarpımı işlemlerini taklit edebilen, yumuşak ve esnek bir metamalzeme üretti. Bu yeni nesil malzeme, geleneksel sert elektronik sistemlere olan bağımlılığı ortadan kaldırmayı hedefliyor.
GELENEKSEL YÖNTEMLERİN SONU
Geleneksel bilgi işlem süreçleri, fiziksel dünyadaki hareket, ışık veya sesi önce elektrik sinyallerine dönüştürme zorunluluğu taşıyor. Bu dönüşüm adımı, enerji tüketimine, gecikmeye ve sinyal kaybına neden oluyor. Araştırmacılar bu engelleri aşarak, bilgiyi doğrudan malzemenin kendi içinde işlemeyi sağlayan yöntemler üzerinde çalışıyordu. Bu amaçla geliştirilen elastik metamalzeme, bu dönüşümleri tamamen ortadan kaldırıyor.
DÜŞÜK GÜÇ ALTERNATİFİ
Malzeme, hesaplamaları gerçekleştirmek için "disket modları" adı verilen ve neredeyse hiç enerji gerektirmeyen hareketleri kullanıyor. Bu, hareketleri kontrol etmenin zor olduğu mekanik sistemler için düşük güçlü bir alternatif sunuyor. Araştırmacılar, malzemenin tekrarlayan birimlerini (karolarını) dikkatlice tasarlayarak deformasyonları kontrol edebiliyor ve farklı hesaplamalar yapabiliyor; hatta malzeme üretildikten sonra bile yeniden programlanabiliyor.
Geliştirilen sistemde, kauçuk bir levha halinde tasarlanan metamalzemeye girdiler, levhanın kenarlarına yatay veya dikey hareketler olarak uygulanıyor. Çıktılar ise, giriş vektörüne uygulanan bir matrisin sonucuyla eşleşen hareketler olarak diğer kenarlarda gözlemleniyor.
DANS EDEN PARÇALAR
Levha, iki girişi iki çıkışa eşleyen küçük karolardan oluşuyor. Kirişlerin açısı karo ağırlıklarını belirliyor ve pozitif veya negatif değerler alabiliyor. Kirişler ve eklemler, hareketi iki disket moduyla sınırlandırıyor ve istenen eşlemeyi oluşturmak için bir araya getiriyor.
Ekip, simülasyonlar yoluyla malzemenin performansının kiriş en boy oranıyla sınırlı olduğunu ortaya çıkardı. Ancak mevcut mikrofabrikasyon imkanlarıyla 64x64 çözünürlüğe kadar matrislerin doğru bir şekilde oluşturulabileceği belirtiliyor; bu da konuşma işleme gibi görevler için yeterli bir kapasite sunuyor.
YENİ UFUKLAR AÇILIYOR
Araştırmacılar, bu atılımın, elektriksel dönüşüm gerektirmeyen, doğrudan hareket yoluyla matris-vektör çarpımı gerçekleştiren deforme olabilen bir malzemeyi gösterdiğini belirtiyor. Çalışma özetinde, disket modlarının somut zeka, akıllı mikro elektromekanik sistemler (MEMS) ve sensör içi uç bilişim için önemli kolaylaştırıcılar olarak hareket edebileceği ifade edildi. Bu yeni ufuk, daha akıllı yumuşak robotlar ve bilgiyi doğrudan işleyen gelişmiş cihazlar için yol açıyor.
