ქაღალდის ბიტი: ორიგამისგან მექანიკური მეხსიერების შექმნა

"Blade Runner", "Con Air", "Heavy Rain" - რა აქვთ საერთო პოპულარული კულტურის ამ წარმომადგენლებს? ყველა, ამა თუ იმ ხარისხით, გამოირჩევა ქაღალდის დასაკეცი უძველესი იაპონური ხელოვნება - ორიგამი. ფილმებში, თამაშებში და რეალურ ცხოვრებაში, ორიგამი ხშირად გამოიყენება როგორც გარკვეული გრძნობების, ზოგიერთი მოგონებების ან უნიკალური შეტყობინების სიმბოლო. ეს უფრო მეტად ორიგამის ემოციური კომპონენტია, მაგრამ მეცნიერული თვალსაზრისით, ბევრი საინტერესო ასპექტი სხვადასხვა სფეროდან იმალება ქაღალდის ფიგურებში: გეომეტრია, მათემატიკა და მექანიკაც კი. დღეს ჩვენ გავეცნობით კვლევას, რომელშიც ამერიკის ფიზიკის ინსტიტუტის მეცნიერებმა შექმნეს მონაცემთა შესანახი მოწყობილობა ორიგამის ფიგურების დასაკეცი/გაშლით. ზუსტად როგორ მუშაობს ქაღალდის მეხსიერების ბარათი, რა პრინციპებია დანერგილი მასში და რამდენი მონაცემის შენახვა შეუძლია ასეთ მოწყობილობას? ამ კითხვებზე პასუხებს მეცნიერთა მოხსენებაში ვიპოვით. წადი.

კვლევის საფუძველი

ძნელი სათქმელია, ზუსტად როდის წარმოიშვა ორიგამი. მაგრამ დანამდვილებით ვიცით, რომ არა უადრეს 105 წ. სწორედ ამ წელს გამოიგონა კაი ლუნმა ქაღალდი ჩინეთში. რა თქმა უნდა, ამ მომენტამდე ქაღალდი უკვე არსებობდა, მაგრამ ის ხისგან კი არ იყო დამზადებული, არამედ ბამბუკის ან აბრეშუმისგან. პირველი ვარიანტი არ იყო ადვილი, მეორე კი ძალიან ძვირი. კაი ლუნს დაევალა შეექმნა ქაღალდის ახალი რეცეპტი, რომელიც იქნებოდა მსუბუქი, იაფი და ადვილად დასამზადებელი. ამოცანა ადვილი არ არის, მაგრამ კაი ლუნმა შთაგონების ყველაზე პოპულარულ წყაროს - ბუნებას მიმართა. დიდი ხნის განმავლობაში ის აკვირდებოდა ვოსფებს, რომელთა სახლები ხის და მცენარეული ბოჭკოებისგან იყო დამზადებული. ცაი ლუნმა ჩაატარა მრავალი ექსპერიმენტი, რომლებშიც გამოიყენა სხვადასხვა მასალა წყალთან შერეული მომავალი ქაღალდისთვის (ხის ქერქი, ნაცარი და სათევზაო ბადეებიც კი). მიღებულ მასას დებდნენ სპეციალურ ფორმაში და აშრობდნენ მზეზე. ამ კოლოსალური სამუშაოს შედეგი იყო თანამედროვე ადამიანისთვის პროზაული ობიექტი - ქაღალდი.

2001 წელს ქალაქ ლეიანგში (ჩინეთი) გაიხსნა კაი ლუნის სახელობის პარკი.

ქაღალდის სხვა ქვეყნებში გავრცელება მაშინვე არ მომხდარა; მხოლოდ VII საუკუნის დასაწყისში მიაღწია მისმა რეცეპტმა კორეასა და იაპონიაში, ხოლო ქაღალდი ევროპაში მხოლოდ მე-XNUMX-მე-XNUMX საუკუნეებში მიაღწია.

ქაღალდის ყველაზე აშკარა გამოყენება, რა თქმა უნდა, ხელნაწერები და ბეჭდვაა. თუმცა იაპონელებმა მას უფრო ელეგანტური გამოყენება ჰპოვეს - ორიგამი, ე.ი. დასაკეცი ქაღალდის ფიგურები.

მოკლე ექსკურსია ორიგამისა და ინჟინერიის სამყაროში.

არსებობს ორიგამის ვარიანტების მრავალფეროვნება, ასევე მათი დამზადების ტექნიკა: მარტივი ორიგამი, კუსუდამა (მოდულური), სველი დასაკეცი, ნიმუშის ორიგამი, კირიგამი და ა.შ. (ორიგამის ილუსტრირებული ენციკლოპედია)

მეცნიერული თვალსაზრისით, ორიგამი არის მექანიკური მეტამასალა, რომლის თვისებები განისაზღვრება მისი გეომეტრიით, და არა იმ მასალის თვისებებით, საიდანაც იგი მზადდება. საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში იყო დემონსტრირებული, რომ მრავალმხრივი 3D განლაგებული სტრუქტურები უნიკალური თვისებებით შეიძლება შეიქმნას განმეორებითი ორიგამის შაბლონების გამოყენებით.

სურათი #1

სურათზე 1b გვიჩვენებს ასეთი სტრუქტურის მაგალითს - გასაშლელი ბუშტი, რომელიც აგებულია ერთი ფურცლისგან, სქემის მიხედვით 1а. ორიგამის არსებული ვარიანტებიდან მეცნიერებმა გამოავლინეს ვარიანტი, რომელშიც ციკლური სიმეტრიით მოწყობილი იდენტური სამკუთხა პანელების მოზაიკა, რომელიც ცნობილია როგორც კროსლინგის ორიგამი, არის დანერგილი.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ორიგამის დაფუძნებული სტრუქტურები ორი ტიპისაა: ხისტი და არახისტი.

ხისტი ორიგამი არის სამგანზომილებიანი სტრუქტურა, რომელშიც მხოლოდ პანელებს შორის ნაკეცები განიცდის დეფორმაციას გაშლის დროს.

ხისტი ორიგამის თვალსაჩინო მაგალითია მიურა-ორი, რომელიც გამოიყენება მექანიკური მეტამასალის შესაქმნელად პუასონის უარყოფითი თანაფარდობით. ასეთ მასალას აქვს გამოყენების ფართო სპექტრი: კოსმოსის კვლევა, დეფორმირებადი ელექტრონიკა, ხელოვნური კუნთები და, რა თქმა უნდა, რეპროგრამირებადი მექანიკური მეტამასალები.

არახისტი ორიგამი არის სამგანზომილებიანი სტრუქტურები, რომლებიც ავლენენ პანელების არახისტ ელასტიურ დეფორმაციას ნაკეცებს შორის გაშლის დროს.

ასეთი ორიგამის ვარიანტის მაგალითია ადრე ნახსენები კროსლინგის ნიმუში, რომელიც წარმატებით იქნა გამოყენებული სტრუქტურების შესაქმნელად რეგულირებადი მრავალსტაბილურობის, სიხისტის, დეფორმაციის, დარბილების/გამკვრივების და/ან თითქმის ნულოვანი სიხისტის მქონე სტრუქტურების შესაქმნელად.

კვლევის შედეგები

უძველესი ხელოვნებით შთაგონებულმა მეცნიერებმა გადაწყვიტეს გამოეყენებინათ კროსლინგის ორიგამი მექანიკური ორობითი გადამრთველების კლასტერის შესაქმნელად, რომლებიც შეიძლება აიძულონ ორ განსხვავებულ სტატიკურ მდგომარეობას შორის გადართვა ერთი კონტროლირებადი შეყვანის გამოყენებით გადამრთველის ძირზე მიმართული ჰარმონიული აგზნების სახით. .

როგორც ჩანს 1b, ბუდე ფიქსირდება ერთ ბოლოზე და ექვემდებარება გარე დატვირთვას x მიმართულებით მეორე თავისუფალ ბოლოზე. ამის გამო, ის განიცდის ერთდროულ გადახრას და ბრუნს x-ღერძის გასწვრივ და გარშემო. ბუხრის დეფორმაციის დროს დაგროვილი ენერგია გამოიყოფა გარე დატვირთვის მოხსნისას, რის შედეგადაც ბუხარი უბრუნდება პირვანდელ ფორმას.

მარტივად რომ ვთქვათ, ჩვენ ვუყურებთ ბრუნვის ზამბარას, რომლის აღდგენის ძალა დამოკიდებულია ბუხრის პოტენციური ენერგიის ფუნქციის ფორმაზე. ეს, თავის მხრივ, დამოკიდებულია კომპოზიციური სამკუთხედის გეომეტრიულ პარამეტრებზე (a0, b0, γ0), რომელიც გამოიყენება ბუხრის ასაგებად, ასევე ამ სამკუთხედების საერთო რაოდენობაზე (n).1а).

გეომეტრიული დიზაინის პარამეტრების გარკვეული კომბინაციისთვის, ბუხრის პოტენციური ენერგიის ფუნქციას აქვს ერთი მინიმუმი, რომელიც შეესაბამება ერთი სტაბილური წონასწორობის წერტილს. სხვა კომბინაციებისთვის, პოტენციური ენერგიის ფუნქციას აქვს ორი მინიმუმი, რომელიც შეესაბამება ორ სტაბილურ სტატიკური ბუხრის კონფიგურაციას, თითოეული დაკავშირებულია წონასწორობის განსხვავებულ სიმაღლესთან ან, ალტერნატიულად, ზამბარის გადახრასთან.1 ს). ამ ტიპის ზამბარას ხშირად ბისტაბილს უწოდებენ (ქვემოთ ვიდეო).

სურათზე 1d გვიჩვენებს გეომეტრიულ პარამეტრებს, რომლებიც იწვევს ბისტაბილური წყაროს წარმოქმნას და პარამეტრებს, რომლებიც იწვევს მონოსტაბილური წყაროს წარმოქმნას n=12-ისთვის.

ბისტაბილი ზამბარა შეიძლება გაჩერდეს წონასწორობის ერთ-ერთ პოზიციაზე გარე დატვირთვების არარსებობის შემთხვევაში და შეიძლება გააქტიურდეს მათ შორის გადართვისთვის, როდესაც საკმარისი ენერგია იქნება ხელმისაწვდომი. სწორედ ეს თვისებაა ამ კვლევის საფუძველი, რომელიც შეისწავლის კროსლინგის მექანიკური გადამრთველების შექმნას (KIMS from კრესლინგის შთაგონებული მექანიკური კონცენტრატორები) ორი ბინარული მდგომარეობით.

კერძოდ, როგორც ნაჩვენებია 1c, გადამრთველი შეიძლება გააქტიურდეს მის ორ მდგომარეობას შორის გადასასვლელად, საკმარისი ენერგიის მიწოდებით პოტენციური ბარიერის (∆E) დასაძლევად. ენერგიის მიწოდება შესაძლებელია ნელი კვაზი-სტატიკური გააქტიურების სახით ან გადამრთველის ფუძეზე ჰარმონიული სიგნალის გამოყენებით აგზნების სიხშირით, რომელიც ახლოსაა გადამრთველის ადგილობრივ რეზონანსულ სიხშირესთან მის სხვადასხვა წონასწორობის მდგომარეობებში. ამ კვლევაში გადაწყდა მეორე ვარიანტის გამოყენება, ვინაიდან ჰარმონიული რეზონანსული მოქმედება გარკვეულწილად აღემატება კვაზი-სტატიკურ ოპერაციას.

პირველი, რეზონანსული გააქტიურება მოითხოვს ნაკლებ ძალას გადართვისთვის და ზოგადად უფრო სწრაფია. მეორეც, რეზონანსული გადართვა არ არის მგრძნობიარე გარე დარღვევების მიმართ, რომლებიც არ ეხმიანება გადამრთველს მის ადგილობრივ მდგომარეობებში. მესამე, რადგან გადამრთველის პოტენციური ფუნქცია ჩვეულებრივ ასიმეტრიულია U0 არასტაბილური წონასწორობის წერტილის მიმართ, S0-დან S1-ზე გადასვლისთვის საჭირო ჰარმონიული აგზნების მახასიათებლები ჩვეულებრივ განსხვავდება S1-დან S0-ზე გადასვლისთვის საჭიროებისგან, რაც იწვევს აგზნების შერჩევითი ორობითი გადართვა.

KIMS-ის ეს კონფიგურაცია იდეალურია მრავალბიტიანი მექანიკური მეხსიერების დაფის შესაქმნელად მრავალი ორობითი გადამრთველის გამოყენებით სხვადასხვა მახასიათებლებით, რომლებიც განთავსებულია ერთ ჰარმონიულ პლატფორმაზე. ასეთი მოწყობილობის შექმნა განპირობებულია გადამრთველის პოტენციური ენერგიის ფუნქციის ფორმის მგრძნობელობით ძირითადი პანელების გეომეტრიულ პარამეტრებში (1е).

შესაბამისად, სხვადასხვა დიზაინის მახასიათებლების მქონე მრავალი KIMS შეიძლება განთავსდეს იმავე პლატფორმაზე და აღფრთოვანებული იყოს ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლაზე, ინდივიდუალურად ან კომბინაციაში აგზნების პარამეტრების სხვადასხვა ნაკრების გამოყენებით.

პრაქტიკული გამოცდის ეტაპზე შეიქმნა ქაღალდისგან გადამრთველი 180 გ/მ2 სიმკვრივით გეომეტრიული პარამეტრებით: γ0 = 26.5°; b0/a0 = 1.68; a0 = 40 მმ და n = 12. ეს არის პარამეტრები, ვიმსჯელებთ გამოთვლებით (1d), და მივყავართ იქამდე, რომ მიღებული ზამბარა ბისტაბილია. გამოთვლები განხორციელდა ბუხრის ღერძული ფერმის გამარტივებული მოდელის გამოყენებით.

ლაზერის გამოყენებით, პერფორირებული ხაზები გაკეთდა ფურცელზე (1а), რომლებიც დასაკეცი ადგილებია. შემდეგ გაკეთდა ნაკეცები b0 (გარედან მოხრილი) და γ0 (გარეთ მოხრილი) კიდეების გასწვრივ, ხოლო შორეული ბოლოების კიდეები მჭიდროდ იყო შეერთებული. გადამრთველის ზედა და ქვედა ზედაპირი გამაგრებულია აკრილის პოლიგონებით.

გადამრთველის აღდგენის ძალის მრუდი მიღებულ იქნა ექსპერიმენტულად შეკუმშვისა და დაჭიმვის ტესტების მეშვეობით, რომელიც შესრულდა უნივერსალურ სატესტო მანქანაზე სპეციალური დაყენებით, რომელიც საშუალებას აძლევს ბაზას შეტრიალდეს ტესტების დროს (1f).

აკრილის გადამრთველი პოლიგონის ბოლოები ხისტი იყო დაფიქსირებული და კონტროლირებადი გადაადგილება იქნა გამოყენებული ზედა მრავალკუთხედზე სამიზნე სიჩქარით 0.1 მმ/წმ. დაჭიმვის და კომპრესიული გადაადგილებები გამოყენებული იყო ციკლურად და შემოიფარგლებოდა 13 მმ-მდე. მოწყობილობის რეალურ ტესტირებამდე, გადამრთველი რეგულირდება ათი ასეთი დატვირთვის ციკლის შესრულებით, სანამ აღდგენის ძალა ჩაიწერება 50N დატვირთვის უჯრედის გამოყენებით. ჩართულია 1g აჩვენებს ექსპერიმენტულად მიღებულ გადამრთველის აღდგენის ძალის მრუდს.

შემდეგი, გადამრთველის საშუალო აღდგენის ძალის ოპერაციულ დიაპაზონში ინტეგრირებით, პოტენციური ენერგიის ფუნქცია (1h). პოტენციური ენერგიის ფუნქციაში მინიმმები წარმოადგენს სტატიკური წონასწორობას, რომელიც დაკავშირებულია გადართვის ორ მდგომარეობასთან (S0 და S1). ამ კონკრეტული კონფიგურაციისთვის, S0 და S1 ხდება განლაგების სიმაღლეებზე u = 48 მმ და 58.5 მმ, შესაბამისად. პოტენციური ენერგიის ფუნქცია აშკარად ასიმეტრიულია სხვადასხვა ენერგეტიკული ბარიერებით ∆E0 S0 წერტილში და ∆E1 S1 წერტილში.

გადამრთველები მოთავსდა ელექტროდინამიკურ შაკერზე, რომელიც უზრუნველყოფს ბაზის კონტროლირებად აგზნებას ღერძულ მიმართულებით. აგზნების საპასუხოდ, გადამრთველის ზედა ზედაპირი ირხევა ვერტიკალური მიმართულებით. გადამრთველის ზედა ზედაპირის პოზიცია ბაზასთან შედარებით გაზომილია ლაზერული ვიბრომეტრის გამოყენებით (2а).

სურათი #2

აღმოჩნდა, რომ გადამრთველის ადგილობრივი რეზონანსული სიხშირე მისი ორი მდგომარეობისთვის არის 11.8 ჰც S0-სთვის და 9.7 ჰც S1-ისთვის. ორ მდგომარეობას შორის გადასვლის დაწყება, ანუ გასვლა პოტენციური კარგად *, ძალიან ნელი (0.05 ჰც/წმ) ორმხრივი წრფივი სიხშირის სვიპი განხორციელდა გამოვლენილი სიხშირეების ირგვლივ ბაზის აჩქარებით 13 ms-2. კონკრეტულად, KIMS თავდაპირველად განლაგებული იყო S0-ზე და მზარდი სიხშირის სპექტაკლი დაიწყო 6 ჰც-ზე.

პოტენციური ჭა* - რეგიონი, სადაც არის ნაწილაკების პოტენციური ენერგიის ადგილობრივი მინიმუმი.

როგორც ჩანს 2bროდესაც მამოძრავებელი სიხშირე მიაღწევს დაახლოებით 7.8 ჰც-ს, გადამრთველი ტოვებს S0 პოტენციურ ჭას და შედის S1 პოტენციურ ჭაში. გადამრთველი აგრძელებდა S1-ში დარჩენას, რადგან სიხშირე კიდევ უფრო გაიზარდა.

შემდეგ გადამრთველი კვლავ დაყენდა S0-ზე, მაგრამ ამჯერად დაღმასვლა დაიწყო 16 ჰც-ზე. ამ შემთხვევაში, როდესაც სიხშირე უახლოვდება 8.8 ჰც-ს, გადამრთველი ტოვებს S0-ს და შედის და რჩება პოტენციურ ჭაბურღილში S1-ში.

მდგომარეობას S0 აქვს აქტივაციის დიაპაზონი 1 ჰც [7.8, 8.8] 13 ms-2 აჩქარებით, ხოლო S1 - 6...7.7 ჰც (2 ს). აქედან გამომდინარეობს, რომ KIMS-ს შეუძლია შერჩევით გადართოს ორ მდგომარეობას ერთი და იგივე სიდიდის, მაგრამ განსხვავებული სიხშირის ფუძის ჰარმონიული აგზნების მეშვეობით.

KIMS-ის გადართვის სიჩქარეს აქვს კომპლექსური დამოკიდებულება მისი პოტენციური ენერგიის ფუნქციის ფორმაზე, ამორტიზაციის მახასიათებლებზე და აგზნების ჰარმონიულ პარამეტრებზე (სიხშირე და სიდიდე). გარდა ამისა, გადამრთველის დარბილების არაწრფივი ქცევის გამო, აქტივაციის გამტარუნარიანობა სულაც არ მოიცავს ხაზოვან რეზონანსულ სიხშირეს. აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია, რომ გადამრთველის აქტივაციის რუკა შეიქმნას თითოეული KIMS-ისთვის ინდივიდუალურად. ეს რუკა გამოიყენება აგზნების სიხშირისა და სიდიდის დასახასიათებლად, რაც იწვევს ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლას და პირიქით.

ასეთი რუქა შეიძლება შეიქმნას ექსპერიმენტულად, სიხშირის გაწმენდით სხვადასხვა აგზნების დონეზე, მაგრამ ეს პროცესი ძალიან შრომატევადია. ამიტომ, მეცნიერებმა ამ ეტაპზე გადაწყვიტეს გადასულიყვნენ გადამრთველის მოდელირებაზე, ექსპერიმენტების დროს განსაზღვრული პოტენციური ენერგიის ფუნქციის გამოყენებით (1h).

მოდელი ვარაუდობს, რომ გადამრთველის დინამიური ქცევა შეიძლება კარგად იყოს მიახლოებული ასიმეტრიული ბისტაბილი ჰელმჰოლც-დაფინგის ოსცილატორის დინამიკით, რომლის მოძრაობის განტოლება შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად:

სადაც u - აკრილის მრავალკუთხედის მოძრავი სახის გადახრა ფიქსირებულთან მიმართებაში; m — გადამრთველის ეფექტური მასა; c - ექსპერიმენტულად განსაზღვრული ბლანტი ამორტიზაციის კოეფიციენტი; ais-ბისტაბილური აღმდგენი ძალის კოეფიციენტები; ab და Ω არის საბაზისო სიდიდე და აჩქარების სიხშირე.

სიმულაციის მთავარი ამოცანაა გამოიყენოს ეს ფორმულა ab და Ω-ების კომბინაციების დასადგენად, რომლებიც ორ განსხვავებულ მდგომარეობას შორის გადართვის საშუალებას იძლევა.

მეცნიერები აღნიშნავენ, რომ აგზნების კრიტიკული სიხშირეები, რომლებშიც ბისტაბილი ოსცილატორი გადადის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში, შეიძლება მიახლოებული იყოს ორი სიხშირით. ბიფურკაციები *: პერიოდის გაორმაგების ბიფურკაცია (PD) და ციკლური ნაკეცის ბიფურკაცია (CF).

ბიფურკაცია * — სისტემის ხარისხობრივი ცვლილება იმ პარამეტრების შეცვლით, რომლებზეც ეს დამოკიდებულია.

მიახლოების გამოყენებით, KIMS-ის სიხშირეზე რეაგირების მრუდები აშენდა მის ორ მდგომარეობაში. სქემაზე 2е აჩვენებს გადამრთველის სიხშირეზე პასუხის მრუდებს S0-ზე ორი განსხვავებული საბაზისო აჩქარების დონისთვის.

საბაზისო აჩქარებისას 5 ms-2, ამპლიტუდა-სიხშირის მრუდი აჩვენებს უმნიშვნელო დარბილებას, მაგრამ არა არასტაბილურობას ან ბიფურკაციას. ამრიგად, გადამრთველი რჩება S0 მდგომარეობაში, მიუხედავად იმისა, თუ როგორ იცვლება სიხშირე.

თუმცა, როდესაც საბაზისო აჩქარება იზრდება 13 ms-2-მდე, სტაბილურობა მცირდება PD ბიფურკაციის გამო, როგორც მამოძრავებელი სიხშირე მცირდება.

იგივე სქემის გამოყენებით მიიღეს გადამრთველის სიხშირის პასუხის მრუდები S1-ში (2f). 5 ms-2 აჩქარებისას, დაკვირვებული ნიმუში იგივე რჩება. თუმცა, როგორც ბაზის აჩქარება იზრდება 10ms-2 ჩნდება PD და CF ბიფურკაციები. ამ ორ ბიფურკაციას შორის ნებისმიერი სიხშირით გადამრთველის აგზნება იწვევს S1-დან S0-ზე გადასვლას.

სიმულაციური მონაცემები ვარაუდობს, რომ აქტივაციის რუკაზე არის დიდი რეგიონები, რომლებშიც თითოეული სახელმწიფო შეიძლება გააქტიურდეს უნიკალური გზით. ეს საშუალებას გაძლევთ შერჩევით გადახვიდეთ ორ მდგომარეობას შორის ტრიგერის სიხშირისა და სიდიდის მიხედვით. ასევე ჩანს, რომ არის ტერიტორია, სადაც ორივე სახელმწიფოს შეუძლია ერთდროულად გადართვა.

სურათი #3

რამდენიმე KIMS-ის კომბინაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას რამდენიმე ბიტის მექანიკური მეხსიერების შესაქმნელად. გადამრთველის გეომეტრიის ცვლილებით ისე, რომ ნებისმიერი ორი გადამრთველის პოტენციური ენერგიის ფუნქციის ფორმა საკმარისად განსხვავებული იყოს, შესაძლებელია გადამრთველების აქტივაციის გამტარუნარიანობის დაპროექტება ისე, რომ ისინი არ გადაფარონ. ამის გამო, თითოეულ გადამრთველს ექნება უნიკალური აგზნების პარამეტრები.

ამ ტექნიკის საჩვენებლად შეიქმნა 2-ბიტიანი დაფა, რომელიც ეფუძნება ორ გადამრთველს სხვადასხვა პოტენციური მახასიათებლებით (3а): ბიტი 1 - γ0 = 28°; b0/a0 = 1.5; a0 = 40 მმ და n = 12; ბიტი 2 - γ0 = 27°; b0/a0 = 1.7; a0 = 40 მმ და n = 12.

ვინაიდან თითოეულ ბიტს აქვს ორი მდგომარეობა, სულ ოთხი განსხვავებული მდგომარეობის მიღწევაა შესაძლებელი S00, S01, S10 და S11 (3b). რიცხვები S-ის შემდეგ მიუთითებს მარცხენა (ბიტი 1) და მარჯვენა (ბიტი 2) გადამრთველების მნიშვნელობას.

2-ბიტიანი გადამრთველის ქცევა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ვიდეოში:

ამ მოწყობილობის საფუძველზე, თქვენ ასევე შეგიძლიათ შექმნათ გადამრთველების კლასტერი, რომელიც შეიძლება იყოს მრავალბიტიანი მექანიკური მეხსიერების დაფების საფუძველი.

კვლევის ნიუანსების უფრო დეტალური გაცნობისთვის გირჩევთ ნახოთ მეცნიერები იუწყებიან и დამატებითი მასალები მას.

ეპილოგი

ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ორიგამის რომელიმე შემქმნელს შეეძლო წარმოედგინა, როგორ გამოიყენებოდა მათი შემოქმედება თანამედროვე სამყაროში. ერთის მხრივ, ეს მიუთითებს ჩვეულებრივი ქაღალდის ფიგურებში დამალული რთული ელემენტების დიდ რაოდენობაზე; მეორეს მხრივ, რომ თანამედროვე მეცნიერებას შეუძლია გამოიყენოს ეს ელემენტები სრულიად ახალის შესაქმნელად.

ამ სამუშაოში მეცნიერებმა შეძლეს კროსლინგის ორიგამის გეომეტრიის გამოყენება მარტივი მექანიკური გადამრთველის შესაქმნელად, რომელიც შეიძლება იყოს ორ განსხვავებულ მდგომარეობაში, შეყვანის პარამეტრებიდან გამომდინარე. ეს შეიძლება შევადაროთ 0-ს და 1-ს, რომლებიც ინფორმაციის კლასიკური ერთეულებია.

შედეგად მიღებული მოწყობილობები გაერთიანდა მეხსიერების მექანიკურ სისტემაში, რომელსაც შეუძლია შეინახოს 2 ბიტი. იმის ცოდნა, რომ ერთი ასო იკავებს 8 ბიტს (1 ბაიტი), ჩნდება კითხვა: რამდენი მსგავსი ორიგამი იქნება საჭირო მაგალითად "ომი და მშვიდობა" დასაწერად.

მეცნიერებმა კარგად იციან სკეპტიციზმი, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს მათმა განვითარებამ. თუმცა, მათი თქმით, ეს კვლევა მექანიკური მეხსიერების დარგში კვლევაა. გარდა ამისა, ექსპერიმენტებში გამოყენებული ორიგამი არ უნდა იყოს დიდი; მათი ზომები შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს მათი თვისებების დარღვევის გარეშე.

როგორც არ უნდა იყოს, ამ ნამუშევარს არ შეიძლება ეწოდოს ჩვეულებრივი, ბანალური ან მოსაწყენი. მეცნიერება ყოველთვის არ გამოიყენება რაიმე კონკრეტულის შესამუშავებლად და მეცნიერებმა თავიდან ყოველთვის არ იციან, კონკრეტულად რას ქმნიან. ბოლოს და ბოლოს, გამოგონებებისა და აღმოჩენების უმეტესობა მარტივი კითხვის შედეგი იყო - რა იქნებოდა?

გმადლობთ, რომ კითხულობთ, იყავით ცნობისმოყვარეები და გაატარეთ კარგი შაბათ-კვირა ბიჭებო! 🙂

ცოტა რეკლამა

გმადლობთ, რომ დარჩით ჩვენთან. მოგწონთ ჩვენი სტატიები? გსურთ ნახოთ უფრო საინტერესო შინაარსი? მხარი დაგვიჭირეთ შეკვეთის განთავსებით ან მეგობრებისთვის რეკომენდაციით, ღრუბელი VPS დეველოპერებისთვის 4.99 დოლარიდან, საწყისი დონის სერვერების უნიკალური ანალოგი, რომელიც ჩვენ მიერ გამოგონილია თქვენთვის: მთელი სიმართლე VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps 19$-დან ან როგორ გავაზიარო სერვერი? (ხელმისაწვდომია RAID1 და RAID10-ით, 24 ბირთვამდე და 40 გბ-მდე DDR4).

Dell R730xd 2-ჯერ იაფია Equinix Tier IV მონაცემთა ცენტრში ამსტერდამში? Მხოლოდ აქ 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ტელევიზორი $199-დან ნიდერლანდებში! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99-დან! Წაიკითხო რაღაცის შესახებ როგორ ავაშენოთ ინფრასტრუქტურის კორპუსი. კლასი Dell R730xd E5-2650 v4 სერვერების გამოყენებით 9000 ევროს ღირებულების პენი?

წყარო: www.habr.com