"Blade Runner", "Con Air", "Heavy Rain" - τι κοινό έχουν αυτοί οι εκπρόσωποι της λαϊκής κουλτούρας; Όλα, σε έναν ή τον άλλο βαθμό, διαθέτουν την αρχαία ιαπωνική τέχνη του διπλώματος χαρτιού - origami. Σε ταινίες, παιχνίδια και στην πραγματική ζωή, το origami χρησιμοποιείται συχνά ως σύμβολο ορισμένων συναισθημάτων, μερικών αναμνήσεων ή ενός μοναδικού μηνύματος. Αυτό είναι περισσότερο ένα συναισθηματικό συστατικό του origami, αλλά από επιστημονική άποψη, πολλές ενδιαφέρουσες πτυχές από διάφορους τομείς κρύβονται σε χάρτινα σχήματα: γεωμετρία, μαθηματικά, ακόμη και μηχανική. Σήμερα θα γνωρίσουμε μια μελέτη στην οποία επιστήμονες από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Φυσικής δημιούργησαν μια συσκευή αποθήκευσης δεδομένων διπλώνοντας/ξεδιπλώνοντας φιγούρες origami. Πώς ακριβώς λειτουργεί μια χάρτινη κάρτα μνήμης, ποιες αρχές εφαρμόζονται σε αυτήν και πόσα δεδομένα μπορεί να αποθηκεύσει μια τέτοια συσκευή; Απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα θα βρούμε στην έκθεση των επιστημόνων. Πηγαίνω.
Ερευνητική βάση
Είναι δύσκολο να πούμε πότε ακριβώς προήλθε το origami. Γνωρίζουμε όμως σίγουρα ότι όχι νωρίτερα από το 105 μ.Χ. Ήταν αυτό το έτος που ο Cai Lun ανακάλυψε το χαρτί στην Κίνα. Φυσικά, πριν από αυτή τη στιγμή, υπήρχε ήδη χαρτί, αλλά δεν ήταν φτιαγμένο από ξύλο, αλλά από μπαμπού ή μετάξι. Η πρώτη επιλογή δεν ήταν εύκολη και η δεύτερη ήταν εξαιρετικά ακριβή. Η Cai Lun είχε την αποστολή να βρει μια νέα συνταγή για χαρτί που θα ήταν ελαφρύ, φθηνό και εύκολο στην κατασκευή. Το έργο δεν είναι εύκολο, αλλά ο Cai Lun στράφηκε στην πιο δημοφιλή πηγή έμπνευσης - τη φύση. Για πολύ καιρό παρατηρούσε σφήκες, των οποίων τα σπίτια ήταν κατασκευασμένα από ξύλο και φυτικές ίνες. Ο Tsai Lun διεξήγαγε πολλά πειράματα στα οποία χρησιμοποίησε μια ποικιλία υλικών για μελλοντικό χαρτί (φλοιός δέντρων, στάχτη και ακόμη και δίχτυα ψαρέματος) αναμεμειγμένα με νερό. Η προκύπτουσα μάζα απλώθηκε σε ειδική μορφή και στέγνωσε στον ήλιο. Το αποτέλεσμα αυτού του κολοσσιαίου έργου ήταν ένα αντικείμενο πεζό για τον σύγχρονο άνθρωπο - χαρτί.
Το 2001, ένα πάρκο με το όνομα Cai Lun άνοιξε στην πόλη Leiyang (Κίνα).
Η διάδοση του χαρτιού σε άλλες χώρες δεν έγινε αμέσως· μόνο στις αρχές του XNUMXου αιώνα έφτασε η συνταγή του στην Κορέα και την Ιαπωνία και το χαρτί έφτασε στην Ευρώπη μόλις τον XNUMXο-XNUMXο αιώνα.
Η πιο προφανής χρήση του χαρτιού είναι, φυσικά, τα χειρόγραφα και η εκτύπωση. Ωστόσο, οι Ιάπωνες βρήκαν μια πιο κομψή χρήση του - origami, δηλ. αναδιπλούμενες χάρτινες φιγούρες.
Μια σύντομη εκδρομή στον κόσμο του origami και της μηχανικής.
Υπάρχει μεγάλη ποικιλία επιλογών origami, καθώς και οι τεχνικές κατασκευής τους: απλό origami, kusudama (modular), wet folding, origami με μοτίβο, kirigami κ.λπ. ()
Από επιστημονική άποψη, το origami είναι ένα μηχανικό μεταϋλικό του οποίου οι ιδιότητες καθορίζονται από τη γεωμετρία του και όχι από τις ιδιότητες του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένο. Έχει αποδειχθεί εδώ και αρκετό καιρό ότι μπορούν να δημιουργηθούν ευέλικτες τρισδιάστατες δομές ανάπτυξης με μοναδικές ιδιότητες χρησιμοποιώντας επαναλαμβανόμενα μοτίβα origami.
Εικόνα #1
Στην εικόνα 1b δείχνει ένα παράδειγμα μιας τέτοιας δομής - μια αναπτυσσόμενη φυσούνα, κατασκευασμένη από ένα μόνο φύλλο χαρτιού σύμφωνα με το διάγραμμα στο 1a. Από τις διαθέσιμες επιλογές origami, οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει μια παραλλαγή στην οποία εφαρμόζεται ένα μωσαϊκό από πανομοιότυπα τριγωνικά πάνελ διατεταγμένα σε κυκλική συμμετρία, γνωστό ως origami Kroesling.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι δομές με βάση το origami διατίθενται σε δύο τύπους: άκαμπτες και μη άκαμπτες.
Το άκαμπτο origami είναι μια τρισδιάστατη δομή στην οποία μόνο οι πτυχές μεταξύ των πάνελ υφίστανται παραμόρφωση κατά το ξεδίπλωμα.
Ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα άκαμπτου origami είναι το Miura-ori, που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μηχανικών μεταϋλικών με αρνητική αναλογία Poisson. Τέτοιο υλικό έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών: εξερεύνηση διαστήματος, παραμορφώσιμα ηλεκτρονικά, τεχνητούς μύες και, φυσικά, επαναπρογραμματιζόμενα μηχανικά μεταϋλικά.
Τα μη άκαμπτα origami είναι τρισδιάστατες κατασκευές που παρουσιάζουν μη άκαμπτη ελαστική παραμόρφωση των πάνελ μεταξύ των πτυχών κατά το ξεδίπλωμα.
Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας παραλλαγής origami είναι το προαναφερθέν μοτίβο Kroesling, το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη δημιουργία δομών με συντονιζόμενη πολλαπλή σταθερότητα, ακαμψία, παραμόρφωση, μαλάκυνση/σκλήρυνση και/ή σχεδόν μηδενική ακαμψία.
Αποτελέσματα της μελέτης
Εμπνευσμένοι από την αρχαία τέχνη, οι επιστήμονες αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν το origami του Kroesling για να αναπτύξουν ένα σύμπλεγμα μηχανικών δυαδικών διακοπτών που μπορούν να αναγκαστούν να αλλάξουν μεταξύ δύο διαφορετικών στατικών καταστάσεων χρησιμοποιώντας μια ενιαία ελεγχόμενη είσοδο με τη μορφή αρμονικής διέγερσης που εφαρμόζεται στη βάση του διακόπτη. .
Όπως φαίνεται από 1b, η φυσούνα στερεώνεται στο ένα άκρο και υπόκειται σε εξωτερικό φορτίο προς την κατεύθυνση x στο άλλο ελεύθερο άκρο. Εξαιτίας αυτού, υφίσταται ταυτόχρονη εκτροπή και περιστροφή κατά μήκος και γύρω από τον άξονα x. Η ενέργεια που συσσωρεύεται κατά την παραμόρφωση της φυσούνας απελευθερώνεται όταν αφαιρεθεί το εξωτερικό φορτίο, με αποτέλεσμα η φυσούνα να επανέλθει στο αρχικό της σχήμα.
Με απλά λόγια, εξετάζουμε ένα ελατήριο στρέψης του οποίου η ισχύς επαναφοράς εξαρτάται από το σχήμα της λειτουργίας δυναμικής ενέργειας του φυσητήρα. Αυτό με τη σειρά του εξαρτάται από τις γεωμετρικές παραμέτρους (a0, b0, γ0) του σύνθετου τριγώνου που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του φυσητήρα, καθώς και από τον συνολικό αριθμό (n) αυτών των τριγώνων (1a).
Για έναν ορισμένο συνδυασμό παραμέτρων γεωμετρικού σχεδιασμού, η συνάρτηση δυναμικής ενέργειας φυσητήρων έχει ένα ενιαίο ελάχιστο που αντιστοιχεί σε ένα σταθερό σημείο ισορροπίας. Για άλλους συνδυασμούς, η συνάρτηση δυναμικής ενέργειας έχει δύο ελάχιστα που αντιστοιχούν σε δύο σταθερές διαμορφώσεις στατικής φυσούνας, καθεμία από τις οποίες σχετίζεται με διαφορετικό ύψος ισορροπίας ή, εναλλακτικά, εκτροπή ελατηρίου (1s). Αυτός ο τύπος ελατηρίου ονομάζεται συχνά δισταθής (βίντεο παρακάτω).
Στην εικόνα 1d δείχνει τις γεωμετρικές παραμέτρους που οδηγούν στο σχηματισμό ενός δισταθούς ελατηρίου και τις παραμέτρους που οδηγούν στο σχηματισμό ενός μονοσταθερού ελατηρίου για n=12.
Ένα δισταθερό ελατήριο μπορεί να σταματήσει σε μία από τις θέσεις ισορροπίας του απουσία εξωτερικών φορτίων και μπορεί να ενεργοποιηθεί για εναλλαγή μεταξύ τους όταν είναι διαθέσιμη η κατάλληλη ποσότητα ενέργειας. Αυτή η ιδιότητα είναι η βάση αυτής της μελέτης, η οποία εξετάζει τη δημιουργία μηχανικών διακοπτών Kroesling (KIMS από Μηχανικοί διακόπτες εμπνευσμένοι από το Kresling) με δύο δυαδικές καταστάσεις.
Ειδικότερα, όπως φαίνεται στο 1c, ο διακόπτης μπορεί να ενεργοποιηθεί για μετάβαση μεταξύ των δύο καταστάσεων παρέχοντας αρκετή ενέργεια για να ξεπεραστεί το φράγμα δυναμικού (ΔE). Η ενέργεια μπορεί να παρέχεται με τη μορφή αργής οιονεί στατικής ενεργοποίησης ή με την εφαρμογή ενός αρμονικού σήματος στη βάση του διακόπτη με συχνότητα διέγερσης κοντά στην τοπική συχνότητα συντονισμού του διακόπτη στις διάφορες καταστάσεις ισορροπίας του. Σε αυτή τη μελέτη, αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί η δεύτερη επιλογή, καθώς η λειτουργία αρμονικού συντονισμού είναι ανώτερη από την οιονεί στατική λειτουργία από ορισμένες απόψεις.
Πρώτον, η ενεργοποίηση συντονισμού απαιτεί λιγότερη δύναμη για την εναλλαγή και είναι γενικά ταχύτερη. Δεύτερον, η μεταγωγή συντονισμού δεν είναι ευαίσθητη σε εξωτερικές διαταραχές που δεν συντονίζονται με τον διακόπτη στις τοπικές του καταστάσεις. Τρίτον, δεδομένου ότι η δυναμική συνάρτηση του διακόπτη είναι συνήθως ασύμμετρη ως προς το ασταθές σημείο ισορροπίας U0, τα χαρακτηριστικά αρμονικής διέγερσης που απαιτούνται για τη μετάβαση από S0 σε S1 είναι συνήθως διαφορετικά από εκείνα που απαιτούνται για τη μετάβαση από S1 σε S0, με αποτέλεσμα την δυαδική μεταγωγή επιλεκτικής διέγερσης.
Αυτή η διαμόρφωση KIMS είναι ιδανική για τη δημιουργία μιας πλακέτας μηχανικής μνήμης πολλαπλών bit χρησιμοποιώντας πολλαπλούς δυαδικούς διακόπτες με διαφορετικά χαρακτηριστικά τοποθετημένα σε μια ενιαία αρμονική πλατφόρμα. Η δημιουργία μιας τέτοιας συσκευής οφείλεται στην ευαισθησία του σχήματος της συνάρτησης δυναμικής ενέργειας του διακόπτη σε αλλαγές στις γεωμετρικές παραμέτρους των κύριων πινάκων (Δεκαετία 1).
Κατά συνέπεια, πολλαπλά KIMS με διαφορετικά σχεδιαστικά χαρακτηριστικά μπορούν να τοποθετηθούν στην ίδια πλατφόρμα και να διεγερθούν για μετάβαση από τη μια κατάσταση στην άλλη, μεμονωμένα ή σε συνδυασμό χρησιμοποιώντας διαφορετικά σύνολα παραμέτρων διέγερσης.
Στο στάδιο της πρακτικής δοκιμής, δημιουργήθηκε ένας διακόπτης από χαρτί με πυκνότητα 180 g/m2 με γεωμετρικές παραμέτρους: γ0 = 26.5°; b0/a0 = 1.68; a0 = 40 mm και n = 12. Αυτές είναι οι παράμετροι, αν κρίνουμε από τους υπολογισμούς (1d), και οδηγούν στο να είναι δισταθερό το ελατήριο που προκύπτει. Οι υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας ένα απλοποιημένο μοντέλο του αξονικού ζευκτού (δομή ράβδου) της φυσούνας.
Χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ, έγιναν διάτρητες γραμμές σε ένα κομμάτι χαρτί (1a), τα οποία είναι αναδιπλούμενα μέρη. Στη συνέχεια έγιναν πτυχώσεις κατά μήκος των άκρων b0 (κυρτές προς τα έξω) και γ0 (κυρτές προς τα μέσα), και οι άκρες των μακρινών άκρων ενώθηκαν σφιχτά. Η επάνω και η κάτω επιφάνεια του διακόπτη έχουν ενισχυθεί με ακρυλικά πολύγωνα.
Η καμπύλη δύναμης επαναφοράς του διακόπτη λήφθηκε πειραματικά μέσω δοκιμών συμπίεσης και εφελκυσμού που πραγματοποιήθηκαν σε μια γενική μηχανή δοκιμών με ειδική ρύθμιση που επιτρέπει την περιστροφή της βάσης κατά τη διάρκεια των δοκιμών (1f).
Τα άκρα του πολυγώνου ακρυλικού διακόπτη στερεώθηκαν άκαμπτα και εφαρμόστηκε ελεγχόμενη μετατόπιση στο επάνω πολύγωνο με ταχύτητα στόχο 0.1 mm/s. Οι μετατοπίσεις εφελκυσμού και συμπίεσης εφαρμόστηκαν κυκλικά και περιορίστηκαν στα 13 mm. Ακριβώς πριν από την πραγματική δοκιμή της συσκευής, ο διακόπτης ρυθμίζεται εκτελώντας δέκα τέτοιους κύκλους φόρτισης πριν καταγραφεί η δύναμη επαναφοράς χρησιμοποιώντας μια κυψέλη φορτίου 50N. Επί 1g δείχνει την καμπύλη δύναμης επαναφοράς του διακόπτη που ελήφθη πειραματικά.
Στη συνέχεια, ενσωματώνοντας τη μέση δύναμη επαναφοράς του διακόπτη στην περιοχή λειτουργίας, η συνάρτηση δυναμικής ενέργειας (1h). Τα ελάχιστα στη συνάρτηση δυναμικής ενέργειας αντιπροσωπεύουν στατικές ισορροπίες που σχετίζονται με τις δύο καταστάσεις μεταγωγής (S0 και S1). Για τη συγκεκριμένη διαμόρφωση, τα S0 και S1 εμφανίζονται σε ύψη ανάπτυξης u = 48 mm και 58.5 mm, αντίστοιχα. Η συνάρτηση δυναμικής ενέργειας είναι σαφώς ασύμμετρη με διαφορετικά ενεργειακά εμπόδια ΔE0 στο σημείο S0 και ΔE1 στο σημείο S1.
Οι διακόπτες τοποθετήθηκαν σε ηλεκτροδυναμικό αναδευτήρα, ο οποίος παρέχει ελεγχόμενη διέγερση της βάσης στην αξονική κατεύθυνση. Σε απόκριση στη διέγερση, η επάνω επιφάνεια του διακόπτη ταλαντώνεται σε κάθετη κατεύθυνση. Η θέση της πάνω επιφάνειας του διακόπτη σε σχέση με τη βάση μετρήθηκε χρησιμοποιώντας δονόμετρο λέιζερ (2a).
Εικόνα #2
Διαπιστώθηκε ότι η τοπική συχνότητα συντονισμού του διακόπτη για τις δύο καταστάσεις του είναι 11.8 Hz για το S0 και 9.7 Hz για το S1. Για να ξεκινήσει μια μετάβαση μεταξύ δύο καταστάσεων, δηλαδή μια έξοδος από δυναμικό πηγάδι*, μια πολύ αργή (0.05 Hz/s) αμφίδρομη γραμμική σάρωση συχνότητας πραγματοποιήθηκε γύρω από τις προσδιορισμένες συχνότητες με βασική επιτάχυνση 13 ms-2. Συγκεκριμένα, το KIMS ήταν αρχικά τοποθετημένο στο S0 και η αυξανόμενη σάρωση συχνότητας ξεκίνησε στα 6 Hz.
Δυνητικό πηγάδι* - η περιοχή όπου υπάρχει ένα τοπικό ελάχιστο της δυναμικής ενέργειας του σωματιδίου.
Όπως φαίνεται 2bΌταν η συχνότητα οδήγησης φτάσει περίπου τα 7.8 Hz, ο διακόπτης φεύγει από το πηγάδι δυναμικού S0 και εισέρχεται στο φρεάτιο δυναμικού S1. Ο διακόπτης συνέχισε να παραμένει στο S1 καθώς η συχνότητα αυξανόταν περαιτέρω.
Στη συνέχεια, ο διακόπτης τέθηκε ξανά στο S0, αλλά αυτή τη φορά το downsweep ξεκίνησε στα 16 Hz. Σε αυτήν την περίπτωση, όταν η συχνότητα πλησιάζει τα 8.8 Hz, ο διακόπτης φεύγει από το S0 και εισέρχεται και παραμένει στο πηγάδι δυναμικού S1.
Η κατάσταση S0 έχει ζώνη ενεργοποίησης 1 Hz [7.8, 8.8] με επιτάχυνση 13 ms-2 και S1 - 6...7.7 Hz (2s). Από αυτό προκύπτει ότι το KIMS μπορεί επιλεκτικά να εναλλάσσεται μεταξύ δύο καταστάσεων με αρμονική διέγερση μιας βάσης του ίδιου μεγέθους αλλά διαφορετικής συχνότητας.
Το εύρος ζώνης μεταγωγής ενός KIMS έχει μια πολύπλοκη εξάρτηση από το σχήμα της συνάρτησης δυναμικής ενέργειας, τα χαρακτηριστικά απόσβεσης και τις αρμονικές παραμέτρους διέγερσης (συχνότητα και μέγεθος). Επιπλέον, λόγω της μαλακωτικής μη γραμμικής συμπεριφοράς του διακόπτη, το εύρος ζώνης ενεργοποίησης δεν περιλαμβάνει απαραίτητα τη γραμμική συχνότητα συντονισμού. Επομένως, είναι σημαντικό ο χάρτης ενεργοποίησης μεταγωγέα να δημιουργείται για κάθε KIMS ξεχωριστά. Αυτός ο χάρτης χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει τη συχνότητα και το μέγεθος της διέγερσης που έχει ως αποτέλεσμα τη μετάβαση από τη μια κατάσταση στην άλλη και αντίστροφα.
Ένας τέτοιος χάρτης μπορεί να δημιουργηθεί πειραματικά με σάρωση συχνότητας σε διαφορετικά επίπεδα διέγερσης, αλλά αυτή η διαδικασία είναι πολύ απαιτητική. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες αποφάσισαν σε αυτό το στάδιο να προχωρήσουν στη μοντελοποίηση του διακόπτη, χρησιμοποιώντας τη συνάρτηση δυναμικής ενέργειας που προσδιορίστηκε κατά τη διάρκεια των πειραμάτων (1h).
Το μοντέλο υποθέτει ότι η δυναμική συμπεριφορά του διακόπτη μπορεί να προσεγγιστεί καλά από τη δυναμική ενός ασύμμετρου δισταθερού ταλαντωτή Helmholtz–Duffing, η εξίσωση κίνησης του οποίου μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
όπου u — απόκλιση της κινητής όψης του ακρυλικού πολυγώνου σε σχέση με τη σταθερή. m — αποτελεσματική μάζα του διακόπτη. c — ο συντελεστής ιξώδους απόσβεσης προσδιορίστηκε πειραματικά. ais—δισταθεροί συντελεστές δύναμης επαναφοράς. ab και Ω είναι το βασικό μέγεθος και η συχνότητα επιτάχυνσης.
Το κύριο καθήκον της προσομοίωσης είναι να χρησιμοποιήσει αυτόν τον τύπο για να δημιουργήσει συνδυασμούς ab και Ω που επιτρέπουν την εναλλαγή μεταξύ δύο διαφορετικών καταστάσεων.
Οι επιστήμονες σημειώνουν ότι οι κρίσιμες συχνότητες διέγερσης στις οποίες ένας δισταθερός ταλαντωτής μεταβαίνει από τη μια κατάσταση στην άλλη μπορούν να προσεγγιστούν κατά δύο συχνότητες διακλαδώσεις*: περίοδος διπλασιασμού διακλάδωσης (PD) και κυκλικής πτυχής διακλάδωσης (CF).
Διακλάδωση* — ποιοτική αλλαγή του συστήματος με αλλαγή των παραμέτρων από τις οποίες εξαρτάται.
Χρησιμοποιώντας την προσέγγιση, κατασκευάστηκαν καμπύλες απόκρισης συχνότητας του KIMS στις δύο καταστάσεις του. Στο γράφημα Δεκαετία 2 δείχνει τις καμπύλες απόκρισης συχνότητας του διακόπτη στο S0 για δύο διαφορετικά επίπεδα επιτάχυνσης βάσης.
Σε επιτάχυνση βάσης 5 ms-2, η καμπύλη πλάτους-συχνότητας εμφανίζει μια ελαφρά μαλάκυνση, αλλά όχι αστάθεια ή διακλαδώσεις. Έτσι, ο διακόπτης παραμένει στην κατάσταση S0 ανεξάρτητα από το πώς αλλάζει η συχνότητα.
Ωστόσο, όταν η βασική επιτάχυνση αυξάνεται στα 13 ms-2, η σταθερότητα μειώνεται λόγω της διχοτόμησης PD καθώς μειώνεται η συχνότητα οδήγησης.
Χρησιμοποιώντας το ίδιο σχήμα, λήφθηκαν οι καμπύλες απόκρισης συχνότητας του διακόπτη στο S1 (2f). Με επιτάχυνση 5 ms-2, το παρατηρούμενο σχέδιο παραμένει το ίδιο. Ωστόσο, καθώς η βασική επιτάχυνση αυξάνεται στα 10 ms-2 Εμφανίζονται διακλαδώσεις PD και CF. Η διέγερση του διακόπτη σε οποιαδήποτε συχνότητα μεταξύ αυτών των δύο διακλαδώσεων οδηγεί σε αλλαγή από το S1 στο S0.
Τα δεδομένα της προσομοίωσης υποδηλώνουν ότι υπάρχουν μεγάλες περιοχές στον χάρτη ενεργοποίησης στις οποίες κάθε κατάσταση μπορεί να ενεργοποιηθεί με μοναδικό τρόπο. Αυτό σας επιτρέπει να αλλάζετε επιλεκτικά μεταξύ δύο καταστάσεων ανάλογα με τη συχνότητα και το μέγεθος της σκανδάλης. Μπορεί επίσης να φανεί ότι υπάρχει μια περιοχή όπου και οι δύο καταστάσεις μπορούν να αλλάξουν ταυτόχρονα.
Εικόνα #3
Ένας συνδυασμός πολλών KIMS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μηχανικής μνήμης πολλών bit. Μεταβάλλοντας τη γεωμετρία του διακόπτη έτσι ώστε το σχήμα της συνάρτησης δυναμικής ενέργειας οποιωνδήποτε δύο διακοπτών να είναι αρκετά διαφορετικό, είναι δυνατό να σχεδιαστεί το εύρος ζώνης ενεργοποίησης των διακοπτών έτσι ώστε να μην επικαλύπτονται. Λόγω αυτού, κάθε διακόπτης θα έχει μοναδικές παραμέτρους διέγερσης.
Για την επίδειξη αυτής της τεχνικής, δημιουργήθηκε μια πλακέτα 2 bit βασισμένη σε δύο διακόπτες με διαφορετικά δυναμικά χαρακτηριστικά (3a): bit 1 - γ0 = 28°; b0/a0 = 1.5; a0 = 40 mm και n = 12; bit 2 - γ0 = 27°; b0/a0 = 1.7; a0 = 40 mm και n = 12.
Εφόσον κάθε bit έχει δύο καταστάσεις, μπορούν να επιτευχθούν συνολικά τέσσερις διαφορετικές καταστάσεις S00, S01, S10 και S11 (3b). Οι αριθμοί μετά το S υποδεικνύουν την τιμή του αριστερού (bit 1) και του δεξιού (bit 2) διακόπτη.
Η συμπεριφορά ενός διακόπτη 2 bit φαίνεται στο παρακάτω βίντεο:
Με βάση αυτή τη συσκευή, μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε ένα σύμπλεγμα διακοπτών, το οποίο μπορεί να αποτελέσει τη βάση για πλακέτες μηχανικής μνήμης πολλαπλών bit.
Για μια πιο λεπτομερή εξοικείωση με τις αποχρώσεις της μελέτης, συνιστώ να κοιτάξετε и σε αυτόν.
Επίλογος
Είναι απίθανο κάποιος από τους δημιουργούς του origami να φανταστεί πώς θα χρησιμοποιηθεί η δημιουργία τους στον σύγχρονο κόσμο. Από τη μία πλευρά, αυτό υποδηλώνει μεγάλο αριθμό σύνθετων στοιχείων που κρύβονται σε συνηθισμένα χάρτινα σχήματα. από την άλλη, ότι η σύγχρονη επιστήμη είναι ικανή να χρησιμοποιήσει αυτά τα στοιχεία για να δημιουργήσει κάτι εντελώς νέο.
Σε αυτή την εργασία, οι επιστήμονες μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν τη γεωμετρία origami του Kroesling για να δημιουργήσουν έναν απλό μηχανικό διακόπτη που μπορεί να βρίσκεται σε δύο διαφορετικές καταστάσεις, ανάλογα με τις παραμέτρους εισόδου. Αυτό μπορεί να συγκριθεί με το 0 και το 1, που είναι οι κλασικές μονάδες πληροφοριών.
Οι συσκευές που προέκυψαν συνδυάστηκαν σε ένα μηχανικό σύστημα μνήμης ικανό να αποθηκεύσει 2 bit. Γνωρίζοντας ότι ένα γράμμα καταλαμβάνει 8 bit (1 byte), τίθεται το ερώτημα: πόσα παρόμοια origami θα χρειαστούν για να γράψουμε, για παράδειγμα, το "War and Peace".
Οι επιστήμονες γνωρίζουν καλά τον σκεπτικισμό που μπορεί να προκαλέσει η ανάπτυξή τους. Ωστόσο, σύμφωνα με αυτούς, η έρευνα αυτή είναι εξερεύνηση στον τομέα της μηχανικής μνήμης. Επιπλέον, το origami που χρησιμοποιείται στα πειράματα δεν πρέπει να είναι μεγάλο· οι διαστάσεις τους μπορούν να μειωθούν σημαντικά χωρίς να διακυβεύονται οι ιδιότητές τους.
Όπως και να έχει, αυτό το έργο δεν μπορεί να ονομαστεί συνηθισμένο, κοινότοπο ή βαρετό. Η επιστήμη δεν χρησιμοποιείται πάντα για να αναπτύξει κάτι συγκεκριμένο και οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν πάντα αρχικά τι ακριβώς δημιουργούν. Εξάλλου, οι περισσότερες εφευρέσεις και ανακαλύψεις ήταν το αποτέλεσμα μιας απλής ερώτησης - τι θα γινόταν αν;
Ευχαριστούμε για την παρακολούθηση, μείνετε περίεργοι και να έχετε ένα υπέροχο Σαββατοκύριακο σε όλους! 🙂
Κάποια διαφήμιση
Σας ευχαριστούμε που μείνατε μαζί μας. Σας αρέσουν τα άρθρα μας; Θέλετε να δείτε πιο ενδιαφέρον περιεχόμενο; Υποστηρίξτε μας κάνοντας μια παραγγελία ή προτείνοντας σε φίλους, , ένα μοναδικό ανάλογο διακομιστών εισαγωγικού επιπέδου, το οποίο εφευρέθηκε από εμάς για εσάς: (διατίθεται με RAID1 και RAID10, έως 24 πυρήνες και έως 40 GB DDR4).
Το Dell R730xd 2 φορές φθηνότερο στο κέντρο δεδομένων Equinix Tier IV στο Άμστερνταμ; Μόνο εδώ στην Ολλανδία! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - από 99$! Διαβάστε σχετικά
Πηγή: www.habr.com