“ Blade Runner”, “Con Air”, “Heavy Rain” - ตัวแทนของวัฒนธรรมสมัยนิยมเหล่านี้มีอะไรเหมือนกัน? ทั้งหมดไม่ทางใดก็ทางหนึ่งเป็นการนำเสนอศิลปะการพับกระดาษของญี่ปุ่นโบราณ - origami ในภาพยนตร์ เกม และในชีวิตจริง origami มักใช้เป็นสัญลักษณ์ของความรู้สึกบางอย่าง ความทรงจำบางอย่าง หรือข้อความที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว นี่เป็นองค์ประกอบทางอารมณ์ของการพับกระดาษโอริกามิมากกว่า แต่จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ มีแง่มุมที่น่าสนใจมากมายจากหลากหลายพื้นที่ซ่อนอยู่ในตัวเลขบนกระดาษ: เรขาคณิต คณิตศาสตร์ และแม้แต่กลศาสตร์ วันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับการศึกษาที่นักวิทยาศาสตร์จาก American Institute of Physics ได้สร้างอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลโดยการพับ/กางรูปโอริกามิ การ์ดหน่วยความจำกระดาษทำงานอย่างไรกันแน่ มีหลักการใดบ้างที่นำไปใช้ และอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถจัดเก็บข้อมูลได้จำนวนเท่าใด เราจะพบคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ในรายงานของนักวิทยาศาสตร์ ไป.
พื้นฐานการวิจัย
เป็นการยากที่จะบอกว่า origami มีต้นกำเนิดมาจากเมื่อใด แต่เรารู้แน่ว่าไม่เร็วกว่าปี ค.ศ. 105 ในปีนี้ Cai Lun ได้ประดิษฐ์กระดาษในประเทศจีน แน่นอนว่าก่อนหน้านี้ กระดาษก็มีอยู่แล้ว แต่ไม่ได้ทำจากไม้ แต่ทำจากไม้ไผ่หรือผ้าไหม ตัวเลือกแรกไม่ใช่เรื่องง่าย และตัวเลือกที่สองมีราคาแพงมาก Cai Lun ได้รับมอบหมายให้คิดสูตรกระดาษใหม่ที่มีน้ำหนักเบา ราคาถูก และทำง่าย งานไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ Cai Lun หันไปหาแหล่งที่มาของแรงบันดาลใจที่ได้รับความนิยมมากที่สุดนั่นคือธรรมชาติ เป็นเวลานานที่เขาสังเกตเห็นตัวต่อซึ่งบ้านของพวกเขาทำจากไม้และเส้นใยพืช Tsai Lun ทำการทดลองหลายครั้งซึ่งเขาใช้วัสดุหลากหลายสำหรับทำกระดาษในอนาคต (เปลือกไม้ ขี้เถ้า และแม้แต่อวนจับปลา) ผสมกับน้ำ มวลที่ได้จะถูกจัดวางในรูปแบบพิเศษและตากแดดให้แห้ง ผลลัพธ์ของงานมหึมานี้คือวัตถุที่ธรรมดาสำหรับคนสมัยใหม่ - กระดาษ
ในปี 2001 สวนสาธารณะที่ตั้งชื่อตาม Cai Lun ได้เปิดขึ้นในเมือง Leiyang (จีน)
การเผยแพร่กระดาษไปยังประเทศอื่นไม่ได้เกิดขึ้นทันที เฉพาะในช่วงต้นศตวรรษที่ XNUMX เท่านั้นที่สูตรของมันไปถึงเกาหลีและญี่ปุ่น และกระดาษไปถึงยุโรปในช่วงศตวรรษที่ XNUMX-XNUMX เท่านั้น
การใช้กระดาษที่ชัดเจนที่สุดคือการใช้ต้นฉบับและการพิมพ์ อย่างไรก็ตาม ชาวญี่ปุ่นพบว่ามีการใช้งานที่หรูหรากว่า - origami เช่น ตัวเลขกระดาษพับ
ทริปสั้น ๆ สู่โลกแห่งการพับกระดาษและวิศวกรรมศาสตร์
มีตัวเลือก origami มากมาย รวมถึงเทคนิคในการทำ: origami แบบง่าย, kusudama (แบบแยกส่วน), การพับแบบเปียก, origami แบบลวดลาย, kirigami ฯลฯ ()
จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ origami เป็นวัสดุเชิงกลที่มีคุณสมบัติถูกกำหนดโดยเรขาคณิต ไม่ใช่โดยคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ทำ มีการแสดงให้เห็นมานานแล้วว่าสามารถสร้างโครงสร้างที่ปรับใช้ได้ XNUMXD อเนกประสงค์พร้อมคุณสมบัติเฉพาะตัวได้โดยใช้รูปแบบการพับกระดาษแบบซ้ำๆ
รูปภาพ #1
บนภาพ 1b แสดงตัวอย่างของโครงสร้างดังกล่าว - เครื่องเป่าลมแบบปรับใช้ได้ซึ่งสร้างขึ้นจากกระดาษแผ่นเดียวตามแผนภาพ 1a. จากตัวเลือก origami ที่มีอยู่ นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุตัวแปรที่ใช้โมเสกของแผงสามเหลี่ยมที่เหมือนกันซึ่งจัดเรียงในสมมาตรแบบวงกลมหรือที่เรียกว่า Kroesling origami
สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือโครงสร้างที่ใช้การพับกระดาษมีสองประเภท: แบบแข็งและไม่แข็ง
Origami แบบแข็งเป็นโครงสร้างสามมิติซึ่งมีเฉพาะรอยพับระหว่างแผงเท่านั้นที่จะเกิดการเสียรูปในระหว่างการกางออก
ตัวอย่างที่โดดเด่นของการพับกระดาษแบบแข็งคือ Miura-ori ซึ่งใช้ในการสร้างวัสดุเชิงกลที่มีอัตราส่วนปัวซองเป็นลบ วัสดุดังกล่าวมีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น การสำรวจอวกาศ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนรูปได้ กล้ามเนื้อเทียม และแน่นอนว่า วัสดุทางกลที่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้
origami แบบไม่แข็งเป็นโครงสร้างสามมิติที่แสดงการเสียรูปแบบยืดหยุ่นแบบไม่แข็งของแผงระหว่างพับระหว่างการกางออก
ตัวอย่างของรูปแบบ origami ดังกล่าวคือรูปแบบ Kroesling ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ซึ่งประสบความสำเร็จในการใช้เพื่อสร้างโครงสร้างที่มีความเสถียรหลายระดับที่ปรับได้ ความแข็ง การเสียรูป การอ่อนตัว/การแข็งตัว และ/หรือความแข็งใกล้ศูนย์
ผลการศึกษา
นักวิทยาศาสตร์ได้รับแรงบันดาลใจจากศิลปะโบราณจึงตัดสินใจใช้ origami ของ Kroesling เพื่อพัฒนากลุ่มสวิตช์ไบนารีเชิงกลที่สามารถบังคับให้สลับระหว่างสถานะคงที่ที่แตกต่างกันสองสถานะโดยใช้อินพุตควบคุมเพียงตัวเดียวในรูปแบบของการกระตุ้นฮาร์มอนิกที่ใช้กับฐานของสวิตช์ .
ดังที่เห็นจาก 1bเครื่องสูบลมได้รับการแก้ไขที่ปลายด้านหนึ่งและอยู่ภายใต้ภาระภายนอกในทิศทาง x ที่ปลายอีกด้านหนึ่งที่ว่าง ด้วยเหตุนี้ จึงเกิดการโก่งตัวและการหมุนไปพร้อมกันและรอบๆ แกน x พลังงานที่สะสมระหว่างการเปลี่ยนรูปของเครื่องสูบลมจะถูกปล่อยออกมาเมื่อถอดภาระภายนอกออก ทำให้เครื่องเป่าลมกลับสู่รูปร่างเดิม
พูดง่ายๆ ก็คือ เรากำลังดูทอร์ชันสปริงซึ่งกำลังการคืนสภาพขึ้นอยู่กับรูปร่างของฟังก์ชันพลังงานศักย์ของเครื่องสูบลม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต (a0, b0, γ0) ของสามเหลี่ยมประกอบที่ใช้สร้างคานสูบลม รวมถึงจำนวนทั้งหมด (n) ของสามเหลี่ยมเหล่านี้ (1a).
สำหรับการผสมผสานพารามิเตอร์การออกแบบทางเรขาคณิตเข้าด้วยกัน ฟังก์ชันพลังงานศักย์ของเครื่องสูบลมจะมีค่าต่ำสุดเพียงจุดเดียวที่สอดคล้องกับจุดสมดุลที่เสถียรจุดเดียว สำหรับการผสมผสานอื่นๆ ฟังก์ชันพลังงานศักย์จะมีค่าต่ำสุดสองค่าซึ่งสอดคล้องกับการกำหนดค่าเครื่องสูบลมคงที่ที่เสถียรสองตัว โดยแต่ละค่าสัมพันธ์กับความสูงสมดุลที่แตกต่างกัน หรืออีกวิธีหนึ่งคือการโก่งตัวของสปริง (1s). สปริงประเภทนี้มักเรียกว่า bistable (วิดีโอด้านล่าง)
บนภาพ 1d แสดงพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตที่นำไปสู่การก่อตัวของสปริงแบบบิสเทเบิล และพารามิเตอร์ที่นำไปสู่การก่อตัวของสปริงแบบโมโนสเตเบิลสำหรับ n=12
สปริงแบบบิสเตเบิลสามารถหยุดที่ตำแหน่งสมดุลตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งได้หากไม่มีโหลดภายนอก และสามารถเปิดใช้งานเพื่อสลับไปมาระหว่างสปริงเหล่านั้นได้เมื่อมีพลังงานในปริมาณที่เหมาะสม คุณสมบัตินี้เป็นพื้นฐานของการศึกษานี้ ซึ่งจะตรวจสอบการสร้างสวิตช์เชิงกล Kroesling (KIMS จาก สวิตช์เชิงกลที่ได้แรงบันดาลใจจาก Kresling) ที่มีสถานะไบนารี่สองสถานะ
โดยเฉพาะตามที่ปรากฏอยู่ใน 1cสามารถเปิดใช้งานสวิตช์เพื่อเปลี่ยนระหว่างสองสถานะได้โดยการจ่ายพลังงานเพียงพอเพื่อเอาชนะสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้น (∆E) พลังงานสามารถจ่ายได้ในรูปของการกระตุ้นเสมือนคงที่อย่างช้าๆ หรือโดยการจ่ายสัญญาณฮาร์มอนิกไปที่ฐานของสวิตช์ด้วยความถี่การกระตุ้นใกล้กับความถี่เรโซแนนซ์เฉพาะที่ของสวิตช์ในสถานะสมดุลต่างๆ ในการศึกษานี้ มีการตัดสินใจที่จะใช้ตัวเลือกที่สอง เนื่องจากการทำงานของฮาร์มอนิกเรโซแนนซ์จะดีกว่าการทำงานกึ่งคงที่ในบางประเด็น
ประการแรก การกระตุ้นด้วยเรโซแนนซ์ต้องใช้แรงในการสลับน้อยกว่าและโดยทั่วไปจะเร็วกว่า ประการที่สอง การสลับเรโซแนนซ์ไม่ไวต่อสัญญาณรบกวนภายนอกที่ไม่สะท้อนกับสวิตช์ในสถานะท้องถิ่น ประการที่สาม เนื่องจากฟังก์ชันศักย์ไฟฟ้าของสวิตช์มักจะไม่สมมาตรโดยคำนึงถึงจุดสมดุลที่ไม่เสถียร U0 ลักษณะการกระตุ้นฮาร์มอนิกที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนจาก S0 เป็น S1 มักจะแตกต่างจากคุณลักษณะที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนจาก S1 เป็น S0 ซึ่งนำไปสู่ความเป็นไปได้ของ การสลับไบนารี่แบบเลือกการกระตุ้น
การกำหนดค่า KIMS นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างบอร์ดหน่วยความจำเชิงกลแบบหลายบิตโดยใช้สวิตช์ไบนารี่หลายตัวที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันวางบนแพลตฟอร์มที่ขับเคลื่อนด้วยฮาร์มอนิกตัวเดียว การสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวเกิดจากความไวของรูปร่างของฟังก์ชันพลังงานศักย์ของสวิตช์ต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของแผงหลัก (1e).
ด้วยเหตุนี้ KIMS หลายอันที่มีลักษณะการออกแบบที่แตกต่างกันจึงสามารถวางบนแพลตฟอร์มเดียวกันได้ และรู้สึกตื่นเต้นที่จะเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง แยกกันหรือรวมกันโดยใช้ชุดพารามิเตอร์การกระตุ้นที่แตกต่างกัน
ในขั้นตอนของการทดสอบภาคปฏิบัติ สวิตช์ถูกสร้างขึ้นจากกระดาษที่มีความหนาแน่น 180 กรัม/ตารางเมตร โดยมีพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต: γ2 = 0°; b26.5/a0 = 0; a1.68 = 0 มม. และ n = 40 นี่คือพารามิเตอร์ที่ตัดสินโดยการคำนวณ (1d) และนำไปสู่ผลลัพธ์สปริงที่เป็นแบบ bistable การคำนวณดำเนินการโดยใช้แบบจำลองอย่างง่ายของโครงถักตามแนวแกน (โครงสร้างแกน) ของเครื่องสูบลม
ใช้เลเซอร์สร้างเส้นปรุบนแผ่นกระดาษ (1a) ซึ่งเป็นที่พับ จากนั้นพับตามขอบ b0 (โค้งออกไปด้านนอก) และ γ0 (โค้งเข้าด้านใน) และขอบของปลายสุดก็ติดกันแน่น พื้นผิวด้านบนและด้านล่างของสวิตช์เสริมด้วยโพลีกอนอะคริลิก
เส้นโค้งแรงคืนสภาพของสวิตช์ได้รับการทดลองผ่านการทดสอบแรงอัดและแรงดึงบนเครื่องทดสอบอเนกประสงค์พร้อมการตั้งค่าพิเศษที่ทำให้สามารถหมุนฐานได้ในระหว่างการทดสอบ (1f).
ปลายของโพลิกอนสวิตช์อะคริลิกได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา และมีการแทนที่แบบควบคุมกับโพลิกอนด้านบนด้วยความเร็วเป้าหมาย 0.1 มม./วินาที การกระจัดของแรงดึงและแรงอัดถูกนำมาใช้เป็นวงรอบและจำกัดไว้ที่ 13 มม. ก่อนการทดสอบอุปกรณ์จริง สวิตช์จะถูกปรับโดยทำรอบโหลดดังกล่าว 50 รอบ ก่อนที่จะบันทึกแรงคืนสภาพโดยใช้โหลดเซลล์ XNUMXN บน 1g แสดงกราฟแรงคืนตัวของสวิตช์ที่ได้รับจากการทดลอง
ต่อไป ด้วยการรวมแรงคืนเฉลี่ยของสวิตช์ในช่วงการทำงาน ฟังก์ชันพลังงานศักย์ (1h). ค่าต่ำสุดในฟังก์ชันพลังงานศักย์แสดงถึงสมดุลสถิตที่เกี่ยวข้องกับสถานะสวิตช์ทั้งสอง (S0 และ S1) สำหรับการกำหนดค่าเฉพาะนี้ S0 และ S1 จะเกิดขึ้นที่ความสูงในการใช้งาน u = 48 มม. และ 58.5 มม. ตามลำดับ ฟังก์ชันพลังงานศักย์ไม่สมมาตรอย่างชัดเจนกับอุปสรรคพลังงานที่แตกต่างกัน ∆E0 ที่จุด S0 และ ∆E1 ที่จุด S1
สวิตช์ถูกวางไว้บนเครื่องเขย่าไฟฟ้าไดนามิก ซึ่งควบคุมแรงกระตุ้นของฐานในทิศทางตามแนวแกน เพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้น พื้นผิวด้านบนของสวิตช์จะแกว่งไปในทิศทางแนวตั้ง ตำแหน่งของพื้นผิวด้านบนของสวิตช์ที่สัมพันธ์กับฐานถูกวัดโดยใช้เลเซอร์ไวโบรมิเตอร์ (2a).
รูปภาพ #2
พบว่าความถี่เรโซแนนซ์เฉพาะที่ของสวิตช์สำหรับสองสถานะคือ 11.8 Hz สำหรับ S0 และ 9.7 Hz สำหรับ S1 เพื่อเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงระหว่างสองรัฐนั่นคือทางออกจาก ศักยภาพที่ดี*มีการกวาดความถี่เชิงเส้นแบบสองทิศทางที่ช้ามาก (0.05 Hz/s) รอบความถี่ที่ระบุด้วยความเร่งพื้นฐานที่ 13 ms-2 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง KIMS ถูกกำหนดตำแหน่งเริ่มแรกไว้ที่ S0 และการกวาดความถี่ที่เพิ่มขึ้นเริ่มต้นที่ 6 Hz
ศักยภาพที่ดี* - ภูมิภาคที่มีพลังงานศักย์ขั้นต่ำของอนุภาคในท้องถิ่น
ตามที่เห็นบน 2bเมื่อความถี่ขับถึงประมาณ 7.8 Hz สวิตช์จะออกจากหลุมศักย์ S0 และเข้าสู่หลุมศักย์ S1 สวิตช์ยังคงอยู่ใน S1 ต่อไปเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นอีก
จากนั้นสวิตช์ถูกตั้งค่าเป็น S0 อีกครั้ง แต่คราวนี้การดาวน์สวีปเริ่มต้นที่ 16 Hz ในกรณีนี้ เมื่อความถี่เข้าใกล้ 8.8 เฮิรตซ์ สวิตช์จะออกจาก S0 และเข้าไปและยังคงอยู่ในหลุมศักย์ S1
สถานะ S0 มีแถบการเปิดใช้งาน 1 Hz [7.8, 8.8] ด้วยความเร่ง 13 ms-2 และ S1 - 6...7.7 Hz (2s). ตามมาว่า KIMS สามารถเลือกสลับระหว่างสองสถานะผ่านการกระตุ้นฮาร์มอนิกของฐานที่มีขนาดเท่ากันแต่ความถี่ต่างกัน
แบนด์วิธการสลับของ KIMS นั้นขึ้นอยู่กับรูปร่างของฟังก์ชันพลังงานศักย์ ลักษณะการหน่วง และพารามิเตอร์การกระตุ้นฮาร์มอนิกที่ซับซ้อน (ความถี่และขนาด) นอกจากนี้ เนื่องจากพฤติกรรมไม่เชิงเส้นที่อ่อนลงของสวิตช์ แบนด์วิธการเปิดใช้งานจึงไม่จำเป็นต้องรวมความถี่เรโซแนนซ์เชิงเส้นด้วย ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องสร้างแผนผังการเปิดใช้งานสวิตช์สำหรับ KIMS แต่ละรายการแยกกัน แผนที่นี้ใช้เพื่อระบุลักษณะความถี่และขนาดของการกระตุ้นซึ่งส่งผลให้มีการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งและในทางกลับกัน
แผนที่ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้จากการทดลองโดยการกวาดความถี่ที่ระดับการกระตุ้นที่แตกต่างกัน แต่กระบวนการนี้ต้องใช้แรงงานมาก ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงตัดสินใจในขั้นตอนนี้ที่จะดำเนินการสร้างแบบจำลองสวิตช์โดยใช้ฟังก์ชันพลังงานศักย์ที่กำหนดในระหว่างการทดลอง (1h).
แบบจำลองสันนิษฐานว่าพฤติกรรมไดนามิกของสวิตช์สามารถประมาณได้ดีด้วยไดนามิกของออสซิลเลเตอร์ Helmholtz–Duffing bistable แบบอสมมาตร ซึ่งสมการการเคลื่อนที่สามารถแสดงได้ดังนี้
ที่ไหน u — ความเบี่ยงเบนของใบหน้าที่เคลื่อนย้ายได้ของรูปหลายเหลี่ยมอะคริลิกที่สัมพันธ์กับใบหน้าที่ตายตัว m — มวลประสิทธิผลของสวิตช์ c — ค่าสัมประสิทธิ์การหน่วงความหนืดถูกกำหนดโดยการทดลอง ais—ค่าสัมประสิทธิ์แรงฟื้นฟูแบบบิสเทเบิล ab และ Ω คือขนาดฐานและความถี่ความเร่ง
ภารกิจหลักของการจำลองคือการใช้สูตรนี้เพื่อสร้างการรวมกันของ ab และ Ω ซึ่งช่วยให้สามารถสลับระหว่างสองสถานะที่แตกต่างกันได้
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าความถี่กระตุ้นวิกฤตซึ่งออสซิลเลเตอร์แบบบิสเทเบิลเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งสามารถประมาณได้ด้วยความถี่สองความถี่ การแยกไปสองทาง*: การแยกไปสองทางแบบทวีคูณคาบ (PD) และการแยกไปสองทางแบบพับแบบไซคลิก (CF)
การแยกไปสองทาง* — การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพของระบบโดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่ขึ้นอยู่กับ
เมื่อใช้การประมาณ เส้นโค้งการตอบสนองความถี่ของ KIMS ถูกสร้างขึ้นในสองสถานะ บนแผนภูมิ 2e แสดงเส้นโค้งการตอบสนองความถี่ของสวิตช์ที่ S0 สำหรับระดับความเร่งพื้นฐานสองระดับที่แตกต่างกัน
ที่ความเร่งพื้นฐานที่ 5 ms-2 กราฟแอมพลิจูด-ความถี่จะอ่อนลงเล็กน้อย แต่ไม่มีความไม่เสถียรหรือการแยกไปสองทาง ดังนั้นสวิตช์จะยังคงอยู่ในสถานะ S0 ไม่ว่าความถี่จะเปลี่ยนไปอย่างไร
อย่างไรก็ตาม เมื่อความเร่งพื้นฐานเพิ่มขึ้นเป็น 13 ms-2 ความเสถียรจะลดลงเนื่องจากการแยกไปสองทางของ PD เมื่อความถี่ในการขับขี่ลดลง
เมื่อใช้รูปแบบเดียวกัน จะได้เส้นโค้งการตอบสนองความถี่ของสวิตช์ใน S1 (2f). ด้วยความเร่ง 5 ms-2 รูปแบบที่สังเกตจะยังคงเหมือนเดิม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเร่งความเร็วพื้นฐานเพิ่มขึ้นเป็น 10ms-2 การแยกไปสองทางของ PD และ CF ปรากฏขึ้น การกระตุ้นสวิตช์ที่ความถี่ใดๆ ระหว่างการแยกไปสองทางนี้ส่งผลให้มีการเปลี่ยนจาก S1 เป็น S0
ข้อมูลการจำลองแสดงให้เห็นว่ามีพื้นที่ขนาดใหญ่ในแผนที่การเปิดใช้งาน ซึ่งแต่ละสถานะสามารถเปิดใช้งานได้ในลักษณะเฉพาะ ซึ่งจะทำให้คุณสามารถเลือกสลับระหว่างสองสถานะได้ โดยขึ้นอยู่กับความถี่และขนาดของทริกเกอร์ จะเห็นได้ว่ามีพื้นที่ที่ทั้งสองรัฐสามารถสลับกันได้พร้อมกัน
รูปภาพ #3
สามารถใช้ KIMS หลายอันร่วมกันเพื่อสร้างหน่วยความจำเชิงกลที่มีหลายบิตได้ ด้วยการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของสวิตช์เพื่อให้รูปร่างของฟังก์ชันพลังงานศักย์ของสวิตช์สองตัวใด ๆ แตกต่างกันเพียงพอ จึงเป็นไปได้ที่จะออกแบบแบนด์วิธการเปิดใช้งานของสวิตช์เพื่อไม่ให้ทับซ้อนกัน ด้วยเหตุนี้สวิตช์แต่ละตัวจึงมีพารามิเตอร์การกระตุ้นที่ไม่ซ้ำกัน
เพื่อสาธิตเทคนิคนี้ บอร์ด 2 บิตถูกสร้างขึ้นโดยใช้สวิตช์สองตัวที่มีคุณสมบัติที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกัน (3a): บิต 1 - γ0 = 28°; b0/a0 = 1.5; a0 = 40 มม. และ n = 12; บิต 2 - γ0 = 27°; b0/a0 = 1.7; a0 = 40 มม. และ n = 12
เนื่องจากแต่ละบิตมีสองสถานะ จึงสามารถบรรลุสถานะที่แตกต่างกันทั้งหมดสี่สถานะ S00, S01, S10 และ S11 (3b). ตัวเลขหลัง S ระบุค่าของสวิตช์ซ้าย (บิต 1) และสวิตช์ขวา (บิต 2)
ลักษณะการทำงานของสวิตช์ 2 บิตแสดงในวิดีโอด้านล่าง:
คุณสามารถสร้างกลุ่มสวิตช์โดยใช้อุปกรณ์นี้ซึ่งอาจเป็นพื้นฐานของบอร์ดหน่วยความจำเชิงกลแบบหลายบิต
สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างของการศึกษาฉันขอแนะนำให้ดู и ให้เขา.
ถ้อยคำส
ไม่น่าเป็นไปได้ที่ผู้สร้าง origami คนใดสามารถจินตนาการได้ว่าการสร้างสรรค์ของพวกเขาจะถูกนำไปใช้ในโลกสมัยใหม่อย่างไร ในแง่หนึ่งสิ่งนี้บ่งบอกถึงองค์ประกอบที่ซับซ้อนจำนวนมากที่ซ่อนอยู่ในร่างกระดาษธรรมดา ในทางกลับกัน วิทยาศาสตร์สมัยใหม่สามารถใช้องค์ประกอบเหล่านี้เพื่อสร้างสิ่งใหม่ที่สมบูรณ์ได้
ในงานนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เรขาคณิตการพับกระดาษของ Kroesling เพื่อสร้างสวิตช์เชิงกลแบบง่ายๆ ที่สามารถอยู่ในสถานะที่แตกต่างกันสองสถานะ ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์อินพุต สามารถเปรียบเทียบได้กับ 0 และ 1 ซึ่งเป็นหน่วยข้อมูลแบบคลาสสิก
อุปกรณ์ที่ได้นั้นถูกรวมเข้ากับระบบหน่วยความจำเชิงกลที่สามารถจัดเก็บได้ 2 บิต เมื่อรู้ว่าตัวอักษรหนึ่งตัวกินพื้นที่ 8 บิต (1 ไบต์) คำถามก็เกิดขึ้น: ต้องใช้ origami ที่คล้ายกันจำนวนเท่าใดในการเขียน "สงครามและสันติภาพ"
นักวิทยาศาสตร์ตระหนักดีถึงความสงสัยที่อาจเกิดขึ้นจากการพัฒนาของพวกเขา อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้เป็นการสำรวจในด้านความจำเชิงกล นอกจากนี้ origami ที่ใช้ในการทดลองไม่ควรมีขนาดใหญ่ซึ่งสามารถลดขนาดลงได้อย่างมากโดยไม่กระทบต่อคุณสมบัติ
แต่งานนี้ไม่สามารถเรียกได้ว่าธรรมดา ซ้ำซาก หรือน่าเบื่อ วิทยาศาสตร์ไม่ได้ใช้เพื่อพัฒนาสิ่งที่เฉพาะเจาะจงเสมอไป และนักวิทยาศาสตร์ก็ไม่รู้ในตอนแรกเสมอไปว่าพวกเขากำลังสร้างอะไรกันแน่ ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งประดิษฐ์และการค้นพบส่วนใหญ่เป็นผลมาจากคำถามง่ายๆ - จะเกิดอะไรขึ้นถ้า?
ขอบคุณที่รับชม อยากรู้อยากเห็นและมีวันหยุดสุดสัปดาห์ที่ดีทุกคน! 🙂
โฆษณาสักหน่อย
ขอบคุณที่อยู่กับเรา คุณชอบบทความของเราหรือไม่? ต้องการดูเนื้อหาที่น่าสนใจเพิ่มเติมหรือไม่ สนับสนุนเราโดยการสั่งซื้อหรือแนะนำให้เพื่อน , อะนาล็อกที่ไม่เหมือนใครของเซิร์ฟเวอร์ระดับเริ่มต้นซึ่งเราคิดค้นขึ้นเพื่อคุณ: (ใช้ได้กับ RAID1 และ RAID10 สูงสุด 24 คอร์ และสูงสุด 40GB DDR4)
Dell R730xd ถูกกว่า 2 เท่าในศูนย์ข้อมูล Equinix Tier IV ในอัมสเตอร์ดัม? ที่นี่ที่เดียวเท่านั้น ในเนเธอร์แลนด์! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - จาก $99! อ่านเกี่ยวกับ
ที่มา: will.com