سیلیکون را فراموش کنید این کامپیوتر از پارچه ساخته شده است

دن پرستون لاگ می کند با یک پیراهن دکمه دار محترم و غیرقابل توصیف به تماس ویدیویی ما وارد شوید. سبک شخصی او ممکن است متمایل به متعارف باشد، اما مهندس مکانیک دانشگاه رایس اینجاست تا درباره طراحی مد خلاقانه جدیدش به من بگوید. تیم او یک ژاکت مشکی براق ساخته است که منطق را اجرا می کند – بدون وسایل الکترونیکی. به طور خاص، ژاکت می تواند با فشار یک دکمه کاپوت خود را بالا و پایین کند و حاوی یک حافظه ساده 1 بیتی است که وضعیت هود را ذخیره می کند. یا همانطور که پرستون می گوید، این یک منطق بادوام غیر الکترونیکی در یک دستگاه مبتنی بر نساجی است.

اینجاست که باید بر وحشی بودن این طرح تاکید کنیم. هودی حاوی آردوینو یا تراشه های نیمه هادی نیست. باطری نداره پرستون و تیمش تکه‌هایی از پارچه تافته نایلونی تجاری را برش داده‌اند و آن‌ها را به هم چسبانده‌اند تا کیسه‌هایی بادی به اندازه نصف یک کارت ویزیت تشکیل دهند. کیسه ها را با لوله های نرم کوچک به هم وصل کرده و آنها را داخل ژاکت جاسازی کرده اند. با فشار دادن دکمه‌های روی ژاکت، جریان هوا از یک قوطی دی اکسید کربن از طریق کیسه‌ها کنترل می‌شود. کیسه ها تا می شوند و باز می شوند تا پیچ خوردگی هایی ایجاد کنند که کیسه هوا را در کاپوت باد یا باز می کند تا بالا و پایین شود.

با حسن نیت از دن پرستون

در نگاه اول، ژاکت بیشتر شبیه تایر دوچرخه به نظر می رسد تا کامپیوتر. پرستون می گوید، اما می توانید کیسه های پر از هوا روی ژاکت را مشابه ترانزیستورهای الکترونیکی تصور کنید. در یک مدار الکترونیکی، ترانزیستورها جریان الکترون ها یا جریان الکتریکی را بر اساس ولتاژ موجود در مدار کنترل می کنند. او می‌گوید: «ما فقط ولتاژ را با فشار جایگزین می‌کنیم، و جریان را با جریان یک سیال، که در این مورد هوا است، جایگزین می‌کنیم».

به عنوان مثال، تیم یک دروازه NOT مبتنی بر هوا ایجاد کرد. در یک مدار الکترونیکی، یک گیت NOT مقداری ورودی را دریافت می کند – مثلاً یک 1، مربوط به یک ولتاژ بالا – و آن را به 0 یا ولتاژ پایین تغییر می دهد. در مورد هودی، هوایی که به داخل کیسه می رود ممکن است با فشار بالا باشد و کیسه می تواند آن را به یک فشار کم تبدیل کند یا برعکس. این فناوری از کاربردهای دفاعی جنگ سرد سرچشمه می گیرد، زمانی که مهندسان دستگاه های منطقی مبتنی بر هوا را طراحی کردند زیرا دشمنان نمی توانستند با استفاده از پالس های الکترومغناطیسی با آنها تداخل کنند.

مهندس مکانیک مایکل ونر از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون که در این کار دخالتی نداشت، می‌گوید: «من واقعاً خوشحالم که می‌بینم مردم به‌طور بنیادی فراتر از لبه‌های پیشرفته در پوشیدنی‌ها حرکت می‌کنند. استفاده تیم از منطق پارچه و هوا، که به عنوان منطق پنوماتیک نیز شناخته می شود، به ویژه جدید است. وهنر می‌گوید، پوشیدنی‌ها، مانند Fitbit و Apple Watch، معمولاً «انطباق‌های متوسطی از دستگاه‌های سنتی هستند».

این ژاکت در دسته «ربات‌های نرم» قرار می‌گیرد که ماشین‌های خودکار و قابل برنامه‌ریزی هستند که از مواد انعطاف‌پذیر مانند لاستیک، سیلیکون یا پارچه ساخته شده‌اند. در سال‌های اخیر، محققان شروع به طراحی ربات‌های نرمی کرده‌اند تا به طور بالقوه در کنار انسان کار کنند. آنها معمولاً با دقت کمتری نسبت به همتایان فلزی سخت خود حرکت می کنند، اما لمس ملایم تری دارند. «اگر در حال کار هستید و یک [hard] ربات به شما ضربه می زند، اگر خوش شانس باشید به بیمارستان بروید. “اگر یک ربات نرم – این ایربگ بزرگ – به شما برخورد کند، همه می خندند و اوقات خوشی را سپری می کنند.”

با احترام به دن پرستون

به عبارت دیگر، ربات‌های نرم باید راحت‌تر و ایمن‌تر در فعالیت‌های عادی انسان ادغام شوند. از آنجایی که عناصر منطقی پرستون از پارچه ساخته شده‌اند، این ژاکت هوشمند بیشتر شبیه یک کت معمولی است تا یک کت پر از لوازم الکترونیکی یا سایر اجزای سخت. مهندس مکانیک ونلونگ ژانگ از دانشگاه ایالتی آریزونا که درگیر این کار نبود، می‌گوید: «برای انسان‌ها بسیار آسان است که خود را با آن وفق دهند و احساس نکنند که چیز عجیبی به تن دارند.

علاوه بر این، یک کامپیوتر فابریک نسبت به کامپیوترهای نیمه هادی انعطاف پذیرتر است. برای آزمایش استحکام ژاکت، این تیم یک جزء ساخته شده از چند کیسه پارچه ای را در یک کیسه مشبک قرار داده و 20 بار آن را از داخل ماشین لباسشویی عبور دادند. آنها همچنین با یک وانت تویوتا تاکوما مدل 2002 آن را زیر پا گذاشتند – سناریوهایی که پرستون می گوید: «شما ممکن است انتظار داشته باشید که یک لباس سنتی در طول عمر خود با برخی از موارد افراطی مواجه شود. کیسه ها هنوز کار می کردند. تصور کنید این کار را با اپل واچ انجام دهید.