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Les chercheurs combinent des portes logiques de vieux-école avec 3D imprimant pour créer les matériaux “sensibles”

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Les portes logiques sont les briques et le mortier des ordinateurs originaux capables d'exécuter n'importe quel genre de calculs de maths.

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Ces opérations sont ce qui rendent tous les calculs possibles dans votre téléphone portable, ordinateur, console etc. de jeu. En combinant des portes logiques de vieux-école avec 3D imprimant, les chercheurs chez Lawrence Livermore National Laboratory ont créé les matériaux « sensibles » qui peuvent répondre aux changements de leurs environs, même dans les environnements extrêmes qui détruiraient les composants électroniques, tels que le rayonnement, la chaleur ou la pression élevée. Comme LEGOs, ces 3D ont imprimé des portes logiques ont pu être enfoncés dans n'importe quel type de matériel architected et être programmés pour réagir à son environnement en se déformant physiquement sans besoin d'électricité.

Selon le chercheur Andy Pascal d'avance : « Si vous incluiez des portes logiques dans le matériel, ce matériel pourrait sentir quelque chose au sujet de son environnement. C'est une manière de avoir un matériel sensible ; nous aimons l'appeler un matériel “sensible” — cela pourrait avoir compliqué des réponses à la température, à la pression, etc. L'idée est lui est au delà d'être futée. Elle répond d'une manière commandée et précise. « Les portes logiques mécaniques pourraient être utiles dans les vagabonds envoyés aux environnements hostiles tels que Vénus, ou dans des ordinateurs de basse puissance prévus pour survivre aux souffles d'impulsion nucléaire ou électromagnétique qui détruiraient des appareils électroniques, les chercheurs ont dit. Les dispositifs ont pu également être utilisés dans des robots envoyés pour collecter des informations sur les réacteurs nucléaires et ont pu être cachés à l'intérieur juste de n'importe quel genre de structure.

Les chercheurs de LLNL ont conçu les portes de la flexure du dispositif qui se comportent comme des commutateurs. Les flexures sont enchaînées ensemble et, une fois stimulées, déclenchent une cascade de configurations qui peuvent être employées pour exécuter des calculs mécaniques de logique sans alimentation externe. Les portes elles-mêmes fonctionnent en raison du déplacement, rentrant un signal binaire externe d'un transducteur, tel qu'une impulsion de pression ou l'impulsion de la lumière d'un câble optique de fibre et exécutant un calcul logique. Le résultat est traduit au mouvement, créant un effet de domino dans toutes toutes les portes qui change physiquement la forme du dispositif.

Mettant une nouvelle torsion sur la vieille technologie, les chercheurs de LLNL et les contribuants de l'Université de Californie, Los Angeles (UCLA) sont 3D imprimant les portes logiques mécaniques.

« Beaucoup de conceptions mécaniques de logique ont des limitations substantielles et vous courir dans les conceptions de fantaisie qui ne pourraient pas être fabriquées, » Panas a dit. « Ce qui nous faisons emploie ces flexures, ces éléments flexibles qui sont 3D imprimés, qui changent comment la structure de logique peut aller ensemble. Nous avons par la suite réalisé que nous avons eu besoin d'une installation de logique de déplacement (pour transférer l'information). Étonnant, cela a fonctionné réellement. »

L'action de boucle des flexures permet à la structure d'être préprogrammée ou stocker l'information sans le besoin d'écoulement d'énergie auxiliaire, Panas a dit, les rendant bien adaptés pour des environnements avec le rayonnement, la température ou les pressions élevée.

« Nous voyons ceci en tant que logique simple étant mise dans les matériaux à fort débit, obtenant potentiellement des lectures dans les endroits où vous ne pouvez pas normalement obtenir des données, » Panas avons dit.

À l'UCLA, l'ancien chercheur post-doctoral de LLNL que Jonathan Hopkins un processus a employé impression 3D a appelé la stéréolithographie de deux-photon, où des balayages d'un laser dans un polymère liquide photocurable qui traite et durcit où le laser brille, pour imprimer un ensemble de portes à un niveau submicronique.

« Une fois que la structure était imprimée, nous l'avons alors déformée en place utilisant les différents lasers qui agissent en tant que brucelles optiques, » Hopkins avons expliqué. « Nous alors avons enclenché les commutateurs utilisant ces brucelles optiques aussi bien. C'est une nouvelle approche révolutionnaire pour faire ces matériaux à la micro-échelle. »

Pascall espère la technologie peut être employée pour concevoir les systèmes de contrôle sûrs et personnalisés, et a dit que les plans sont de publier la conception en tant que source ouverte.

« La chose gentille au sujet de notre conception est lui n'est pas limitée dans l'échelle, » Pascall a dit. « Nous pouvons descendre à un ordre de plusieurs microns jusqu'à aussi grands que vous avez besoin de lui pour être, et il peut être rapidement prototype. Ce serait une tâche difficile sans impression 3D. »