Onderzoekers hebben een paper gepubliceerd waarin het eerste laboratoriumexperiment wordt gedemonstreerd waarbij vloeibare knikkers worden gebruikt om op botsingen gebaseerde berekeningen in onderzoek te creëren.

De krant, getiteld "Liquid Marble Interaction Gate for Collision-Based Computing" wordt gepubliceerd door Elsevier in Materialen vandaag . Het onderzoek wordt geleid door professor Andy Adamatzky en dr. Ben De Lacy Costello.

Vloeibare knikkers (LM's) zijn vloeistofdruppels die zijn ingekapseld in een coating van hydrofobe deeltjes (d.w.z. die niet van water houden), zoals metaalpoeder of andere materialen. Wanneer gecoat, de druppeltjes zijn zelfomsloten en kunnen worden gebruikt om zeer kleine hoeveelheden vloeistof (10 microliter) te verplaatsen of te manipuleren, terwijl de reacties gecompartimenteerd zijn in de druppeltjes.

Dr. Ben De Lacy Costello legt de vloeibare knikkers uit, "Hoe verplaatsen we een druppel water van de ene plaats naar de andere? Bladluizen hebben hun eigen methode ontwikkeld - ze produceren een suikerachtige oplossing die ze in een plakkerige was coaten, waardoor ze de vloeistof kunnen verplaatsen.

"Wetenschappers die microfluïdica gebruiken voor medische toepassingen behandelen het oppervlak meestal om het hydrofoob te maken, zodat de waterdruppels vrij over het oppervlak kunnen bewegen. maar andere wetenschappers die met deze technologie werken, behandelen de druppels zelf, vergelijkbaar met bladluizen, door ze te bedekken met hydrofobe deeltjes, waardoor vloeibare knikkers ontstaan."

Onderzoekers van de Universiteit van West-Engeland, (UWE Bristol) die in Unconventional Computing werken, hebben geëxperimenteerd met LM's als een berekeningsmethode, als onderdeel van hun onderzoek naar het ontwikkelen van methoden voor informatieverwerking en computergebruik in fysieke, chemische en biologische systemen.

Professor Andy Adamatzky legt uit:"We vroegen ons af of deze balachtige objecten konden worden gebruikt voor fysieke berekeningen door ze met elkaar te laten botsen, zodat we goede circuits kunnen maken? Geïnspireerd door computerconcepten waarbij botsende bollen betrokken zijn, ons onderzoek heeft tot doel fysieke computers te maken op basis van vloeibare knikkers. Met deze aanpak kunnen knikkers op specifieke locaties worden afgeleverd door gecontroleerde botsingen tussen de knikkers.

"Dit is belangrijk omdat deze knikkers een chemische of zelfs biologische lading afleveren. Onze op botsingen gebaseerde computerschema's bepalen wat er met de lading gebeurt, sommige botsingen met hoge snelheid zorgen er bijvoorbeeld voor dat knikkers samensmelten en de inhoud zich vermengt met de mogelijkheid om reacties te starten en nieuwe producten te maken, andere botsingen leiden de enkele knikkers gewoon naar hun eindbestemming."

Het team gebruikte de LM's om een ​​experiment te maken met op botsingen gebaseerd computergebruik, het snijpunt van de LM's gebruiken als een logische poort. LM's met een elektromagnetische coating werden opgesteld om in een raamwerk te bewegen en wanneer ze botsten, vond er een berekening plaats. De LM's krijgen informatiewaarden en waar een signaal interageert, is dit een logische poort - vergelijkbaar met de logische functies die inherent zijn aan conventioneel computergebruik.

Professor Adamatzky zegt:"Ons experiment toont het potentieel aan om alternatieve vormen van computergebruik te creëren met behulp van de LM's om logische poorten te creëren. De computerapparaten die we met LM's hebben gemaakt, zijn volledig mechanisch, en hebben de voordelen dat er geen gespecialiseerde kennis nodig is om te werken. De prototypes zijn eenvoudig, duurzaam en goedkoop te vervaardigen."

Hoewel nog in een zeer vroeg stadium, dit experiment demonstreert de capaciteit voor een geheel nieuwe vorm van berekening, die de aangeboren capaciteiten van materialen gebruikt om computationele beslissingen te nemen.