انسى السيليكون. هذا الكمبيوتر مصنوع من القماش

سجلات دان بريستون إلى مكالمة الفيديو التي أجريناها بقميص محترم غير موصوف بأزرار. قد يميل أسلوبه الشخصي إلى الأسلوب التقليدي ، لكن المهندس الميكانيكي بجامعة رايس موجود هنا ليخبرني عن تصميمه الإبداعي الجديد للأزياء. قدم فريقه لامعة السترة السوداء التي تؤدي المنطق—بدون إلكترونيات. على وجه التحديد ، يمكن للغطاء رفع وخفض غطاء المحرك الخاص به بضغطة زر ، ويحتوي على ذاكرة 1 بت بسيطة تخزن حالة الغطاء. أو ، كما يقول بريستون ، “منطق دائم غير إلكتروني في جهاز قائم على النسيج.”

هنا حيث نحتاج إلى التأكيد على وحشية هذا التصميم. قلنسوة لا تحتوي على اردوينو أو أي رقائق أشباه الموصلات. ليس بها بطاريات. قام بريستون وفريقه بقطع قطع من قماش التفتا النايلون التجاري ولصقها معًا لتشكيل أكياس قابلة للنفخ بحجم نصف حجم بطاقة العمل. ربط الأكياس بأنابيب ناعمة صغيرة ، قاموا بتضمينها في السترة. يتحكم الضغط على الأزرار الموجودة على الغلاف في تدفق الهواء من علبة ثاني أكسيد الكربون عبر الأكياس. تطوى الأكياس وتتكشف لتشكل مكامن الخلل التي تؤدي إما إلى نفخ أو تفريغ الوسادة الهوائية في غطاء المحرك لجعلها ترتفع وتنخفض.

بإذن من دان بريستون

للوهلة الأولى ، تبدو السترة وكأنها إطار دراجة أكثر من كونها كمبيوتر. يقول بريستون إنه يمكنك التفكير في الأكياس المملوءة بالهواء على الغلاف على أنها مماثلة للترانزستورات الإلكترونية. في الدائرة الإلكترونية ، تتحكم الترانزستورات في تدفق الإلكترونات ، أو التيار الكهربائي ، بناءً على الجهد في الدائرة. يقول: “نحن فقط نستبدل الجهد بالضغط ، ونستبدل التيار بتدفق مائع ، وهو الهواء في هذه الحالة”.

على سبيل المثال ، أنشأ الفريق بوابة NOT جوية. في الدائرة الإلكترونية ، تستقبل البوابة NOT بعض المدخلات – على سبيل المثال 1 ، المقابلة لجهد عالي – وتغيرها إلى 0 ، أو جهد منخفض. في حالة القلنسوة ، قد يكون الهواء الداخل إلى الجراب تحت ضغط مرتفع ، ويمكن للكيس تحويله إلى ضغط منخفض ، أو العكس. نشأت التكنولوجيا من تطبيقات الدفاع في الحرب الباردة ، عندما صمم المهندسون أجهزة منطقية جوية لأن الأعداء لم يتمكنوا من التدخل فيها باستخدام النبضات الكهرومغناطيسية.

يقول المهندس الميكانيكي مايكل وينر من جامعة ويسكونسن ماديسون ، والذي لم يشارك في هذا العمل: “أنا سعيد حقًا برؤية الأشخاص يتحركون بشكل جذري إلى ما وراء أحدث التقنيات في الأجهزة القابلة للارتداء”. يعد استخدام الفريق للمنطق القائم على النسيج والهواء ، المعروف أيضًا باسم المنطق الهوائي ، أمرًا جديدًا بشكل خاص. يقول وينر إن الأجهزة القابلة للارتداء ، مثل Fitbit و Apple Watch ، عادة ما تكون “تكيفات متواضعة للأجهزة التقليدية”.

يندرج الغلاف تحت فئة “الروبوتات اللينة” ، وهي آلات آلية قابلة للبرمجة مصنوعة من مواد مرنة مثل المطاط أو السيليكون أو القماش. في السنوات الأخيرة ، بدأ الباحثون في تصميم الروبوتات اللينة للعمل جنبًا إلى جنب مع البشر. يتحركون عمومًا بدقة أقل من نظرائهم من المعدن الصلب ، لكن لديهم لمسة ألطف. “إذا كنت تعمل و [hard] يقول وينر: “إن الروبوت يضربك ، فتذهب إلى المستشفى إذا كنت محظوظًا”. “إذا ضربك إنسان آلي ناعم – هذه الوسادة الهوائية الكبيرة – ، يضحك الجميع ويمضي وقتًا ممتعًا.”

بإذن من دان بريستون

بعبارة أخرى ، يجب أن تُدمج الروبوتات اللينة بسهولة وأمان أكبر في النشاط البشري المنتظم. نظرًا لأن العناصر المنطقية لبريستون مصنوعة من القماش ، فإن الغلاف الذكي يشبه الغلاف العادي أكثر من كونه معطفًا مليئًا بالإلكترونيات أو المكونات الصلبة الأخرى. يقول المهندس الميكانيكي Wenlong Zhang من جامعة ولاية أريزونا ، والذي لم يشارك في العمل: “من السهل جدًا على البشر التكيف معها وعدم الشعور بأنهم يرتدون شيئًا غريبًا”.

بالإضافة إلى ذلك ، يعد الكمبيوتر النسيجي أكثر مرونة من الكمبيوتر المعتمد على أشباه الموصلات. لاختبار متانة الجاكيت ، وضع الفريق مكونًا مصنوعًا من عدة أكياس قماشية في كيس شبكي وقام بتشغيله في الغسالة 20 مرة. كما قاموا بدهسها بشاحنة بيك آب تويوتا تاكوما 2002 – سيناريوهات “قد تتوقع أن تصادف قطعة ملابس تقليدية في بعض الأوقات المتطرفة في حياتها” ، كما يقول بريستون. الحقائب لا تزال تعمل. تخيل القيام بذلك على ساعة آبل.